Sección 1. Hidrosfera y Química Acuática.

 



 

 

 

 

 

 

 

 








Junto con el aire, el agua es esencial para todas las formas de vida. La calidad del medio ambiente, para muchas poblaciones, está íntimamente relacionada con la calidad de sus aguas. El estudio del agua y de sus propiedades, considerada someramente como sustancia química, como recurso natural y como medio vital, es el objetivo general de esta Unidad.




 

 

 

 

 

 

 









La Hidrosfera la constituyen los océanos, ríos, lagos, aguas subterráneas, glaciares…, todas las formas de agua líquida y sólida del planeta en equilibrio dinámico entre sí y con el agua en forma gaseosa y líquida de la Atmósfera. Este sistema dinámico es lo que se denomina Ciclo Hidrológico.



 

 

 

 

 

 

 









Puede estimarse que el tiempo medio de residencia del agua en cada uno de estos medios se cifra, aproximadamente, en los valores siguientes: 

- En la atmósfera ~ 10 días 
- En medios de agua dulce ~ 75 años 
- En los océanos ~ 3300 años 

La dinámica de las capas de hielo en la Antártida es aún más lenta, pudiéndose seguir en sus huellas la evolución que ha seguido la atmósfera en los últimos milenios




 

 

 

 

 

 

 








La Química del Agua, o Química acuática, tiene por objetivo el análisis y estudio de las reacciones y procesos fisicoquímicos que afectan a la circulación y distribución de las sustancias químicas en las aguas naturales, con el fin primordial de desarrollar el marco teórico apropiado para la comprensión e interpretación del comportamiento del agua en océanos, lagos, ríos y capa freática, así como de la descripción de los procesos implicados en su tratamiento tecnológico.


 

 

 

 

 

 








A lo largo del Ciclo Hidrológico, las aguas naturales interaccionan continuamente con la tierra, siguiéndose de ello una progresiva diferenciación de los materiales geológicos en los que intervienen procesos fisicoquímicos básicos –disolución y precipitación, oxidación y reducción, reacciones ácido-base y de complejación- idénticos a los que puedan tener lugar en los procesos de laboratorio.




 

 

 

 

 

 




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La Química acuática se nutre principalmente de los principios de la Química, en particular de la Fisicoquímica, de la cual toma los modelos más eficaces, aunque también se ve influída por otras ciencias, especialmente la Geología y la Biología.



 

 

 

 

 

 

 










Los sistemas de aguas naturales normalmente contienen numerosas especies minerales en la fase acuosa y además suelen tener una porción no despreciable en forma de fase gaseosa. En consecuencia, la complejidad que estos sistemas pueden llegar a alcanzar no tiene parangón con los sistemas tratados en el laboratorio, si bien, con objeto de abordar su estudio de forma asequible, siempre resulta ventajoso tratar de comparar los sistemas reales con modelos ideales más simplificados.




 

 

 

 

 

 








En realidad, se ha llegado a identificar al sistema atmósfera-océano como un inmenso conjunto de reacciones acopladas de ácido-base y de oxido-reducción en el cual los ácidos volátiles que escapan del interior de la tierra se neutralizan por las bases contenidas en la corteza, mientras que por parte del oxígeno atmosférico se controla el balance red-ox que pueda verse alterado a consecuencia de la emisión de materiales reductores volátiles.

 

 

 

 

 

 

 

 

 









En la Figura se muestran esquemáticamente algunos entornos naturales con las relaciones de interés que pueden encontrarse en el ciclo del agua en la naturaleza. Se pone claramente de manifiesto la conexión que, en el estudio del comportamiento de las aguas naturales, debe de existir entre, por ejemplo, las distintas disciplinas de la Química y las Ciencias de la Tierra. Los modelos que pretendan capturar este complejo comportamiento deberán de contar con las variables más relevantes involucradas en los fenómenos allí esquematizados.


 

 

 

 

 

 

 











Las cantidades de agua que hay en el planeta son enormes, pero menos del 3% lo está en forma de agua dulce y sólo el 0.6% en forma de agua utilizable directamente por el hombre. Alrededor de tres cuartas partes del agua dulce total se encuentra concentrada en los casquetes polares y glaciares de alta montaña, de la que sólo la capa de hielo continental de la Antártica engloba el 90% del total. La mayor parte del agua dulce restante (alrededor del 20%) se encuentra en las capas freáticas, de la que se hace amplio uso con fines industriales, de regadío y domésticos.



 

 

 

 

 

 

 










El agua dulce superficial, en forma de ríos, lagos y lagunas, contiene solamente el 1% del total. Esta representa sólo el 0.03% del agua que, en todas las formas posibles, se estima que se encuentra presente en la Tierra, pero su estudio es el de mayor interés en la Química del Agua, ya que es la más fácilmente asequible y es el medio esencial para el desarrollo de la mayor parte de las formas de vida animal y vegetal en nuestro planeta.

 

 

 

 

 

 

 

 











En cuanto a su distribución geográfica, los recursos de agua dulce se encuentran muy desigualmente repartidos tanto en términos de su cantidad como de su calidad.



 

 

 

 

 

 





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En términos de su cantidad, los recursos de agua dulce se distribuyen un amplio margen que va desde 600000 m3 por persona y por año en Islandia, 10000 en Suecia o Malasia, pasando por los 3000 de Francia o la India,hasta unos 250 en Israel o Arabia Saudi. Los países con una disponibilidad inferior a los 2000 m3 por persona y año se les considera en déficit crónico en lo que se refiere a su acceso a los recursos de agua dulce.

 

 

 

 

 

 

 

 











La calidad del agua está repartida asimismo de modo muy variable. Gran parte de la Hidrosfera se encuentra contaminada por las actividades tecnológicas basadas en el empleo de combustibles fósiles, minería, regadíos intensivos, etc. En la determinación del grado de aceptación de un agua para consumo humano participan muchos aspectos de índole fisicoquímica y microbiológica que se abordan en otros apartados de estos cursos.