martes, 13 de octubre de 2015

¿POR QUÉ EL AGUA ES UN RECURSO VITAL? Investigación

El agua cubre aproximadamente el 75% de la superficie terrestre; es fundamental para los procesos tanto ambientales como sociales e indispensables para el surgimiento y desarrollo de la vida. En la actualidad estamos alterando los sistemas acuáticos a un ritmo acelerado y enfrentamos gravísimos problemas relacionados con el uso y mantenimiento de este valioso recurso.
El volumen total de agua en el planeta es de aproximadamente 1 390 millones de km3 . Éstas son las reservas de agua de la Tierra y de ellas sólo el 0.26% es directamente utilizable por la especie humana. El agua de mar, que es la que cubre gran parte del planeta, contiene 33 partes por mil de sales disueltas, por lo que sería necesario que pasara por un tratamiento previo para que pudiéramos darle los usos del agua dulce. El agua es indispensable para la vida, y la que se encuentra en nuestro cuerpo debe tener ciertas características, como son que posea un cierto contenido y cantidad de sales y carezca de organismos que dañen la salud. Para que podamos consumirla y utilizarla en nuestras casas, en la producción de alimentos de origen vegetal o animal y en la industria, el agua debe ser dulce y de cierta calidad.

Podemos decir que el agua, igual que la energía, no se crea ni se destruye, sólo se transforma. Está en continua circulación y movimiento, cambiando de un estado a otro, pero su cantidad en el planeta permanece constante. Y el agua que llueve, se almacena o evapora en los arroyos, ríos, lagos, lagunas y zonas costeras finalmente llega a los océanos, forma parte de lo que se denomina el ciclo hidrológico, que consiste en tres fases principales: la precipitación, la evaporación y el flujo, tanto superficial como subterráneo. Cada una de estas fases involucra transporte, almacenamiento temporal y cambio de estado del agua (sólido, líquido y gaseoso), dependiendo de varios factores, como son la temperatura a la que se encuentra el agua, la latitud de la zona geográfica y la época del año. El agua se almacena en distintos sistemas acuáticos, como son mares y océanos, lagos, presas, ríos, acuíferos, pantanos y casquetes polares, y en cada uno se mantiene por lapsos distintos. Pero de todos estos sistemas, únicamente de los de agua dulce depende en gran medida el funcionamiento de los seres vivos que no son marinos: las plantas y animales que necesitan de agua dulce para vivir y que son base del desarrollo y mantenimiento de la humanidad sobre la Tierra. Las reservas de agua dulce están siendo utilizadas por la especie humana a una tasa extremadamente veloz, mucho más rápido de lo que tardan en recuperarse, por lo que este recurso, considerado como renovable, se empieza a transformar en no renovable.

Cuando se hace referencia a la calidad del agua es necesario puntualizar qué tipo de sustancia contiene, ya sea suspendida o disuelta (sales, metales, hidrocarburos, plaguicidas, etc.), o bien de qué organismo (virus, bacterias, parásitos, etc.) se trata y en qué concentración o cantidad se encuentra.
Para el uso sustentable del agua se debe hacer la planeación del país por cuencas bajo dos principios básicos:

  1. Conservar y usar los recursos de la cuenca dentro de la cuenca. Esto implica que cada cuenca se desarrollará de acuerdo a sus recursos, considerando que debe haber intercambio con otras cuencas, que una cuenca no crecerá a expensas de otra, y que no se limitará su desarrollo por extracción de sus recursos

La aplicación de estas acciones de conservación de cuencas se ilustrará con el caso de la Cuenca del Valle de México, particularmente del Distrito Federal. El cuadro 2 muestra esta entidad en el contexto de la cuenca completa. Es importante analizarla por separado debido a la capacidad que tiene para preceder en las soluciones que necesita la metrópoli. 

El balance de agua en el Distrito Federal muestra un déficit del acuífero de 6 m3/s (metro cúbico por segundo) que ha causado un secado de las arcillas del subsuelo y la consecuente subsidencia del Valle de México, y que obedece a las siguientes causas:
  1. La Ciudad de México, D.F., está perdiendo su área de recarga natural por el crecimiento urbano, planeado y espontáneo, pues solamente el 11% de la lluvia queda atrapada en el acuífero mientras que el 34% se pierde como escurrimientos urbanos en el drenaje.

  1. El sistema de distribución del agua se obtiene de dos clases de fuentes, las externas, traídas desde el sistema Lerma y Cutzamala; y la interna, principalmente extraída del acuífero.

  1. Las fugas en la red de agua potable representan 35% de pérdidas netas de las cuales 5.5 m3/s encuentran su camino de regreso al acuífero y las más superficiales van al drenaje.

  1. El consumo doméstico e industrial de agua produce un agua residual que al juntarse con las pérdidas de agua en la red y los escurrimientos de agua de lluvia suma 36 m3/s. Este caudal es dispuesto en las regiones agrícolas de los Valles de Alfayucan y del Mezquital, en donde es usada ineficientemente con láminas de riego mayores a 3 m/año.

  1. Únicamente un caudal de alrededor del 10% del agua del drenaje es usado en el riego agrícola metropolitano, llenado de canales de Xochimilco y de lagos artificiales como Chapultepec y San Juan de Aragón. En época de lluvia, estas plantas se cierran por lo que se dice que su eficiencia operativa es de menos del 50%.
¡Ahorremos agua en el baño!
·         Revisa regularmente las instalaciones hidrosanitarias y equipos para detectar fugas.
·         Mantente alerta si ves manchas por humedad en paredes y techos. Generalmente son señales de fugas y pueden afectar tu casa.
·         Instala economizadores de agua en regadera y escusado; son baratos, fáciles de instalar y los puedes adquirir en tiendas de autoservicio, tlapalerías o ferreterías
¡Ahorremos agua en la limpieza personal!
·         Báñate en cinco minutos. Cierra las llaves del agua mientras te enjabonas o afeitas. Ábrelas sólo para enjuagarte.
·         Coloca una cubeta para recoger el agua fría mientras sale la caliente. Puedes usarla después en la limpieza de la casa, del coche o para regar las plantas.
·         Después de cepillarte enjuágate los dientes con un vaso de agua.
Además
·         Nunca laves el automóvil con manguera; utiliza sólo una cubeta. Recolecta agua de lluvia para regar las plantas, limpiar la casa o el escusado.
·         Nunca arrojes aceite, líquido de frenos o anticongelante al drenaje. Son sustancias altamente contaminantes del agua. Infórmate sobre empresas y lugares donde reciben el aceite gastado.
·         Barre el patio o la banqueta en seco con una escoba y un recogedor. Si en tu ciudad se presenta una lluvia de cenizas volcánicas, no las mojes. Recógelas en bolsas antes de que tapen las coladeras; puedes aprovecharlas para nutrir tus plantas.

AUTORES: Marisa Mazari Hiriart
                    Oscar Monroy Hermosillo
                     


¿POR QUÉ EL AGUA ES UN RECURSO VITAL? Síntesis

¿Qué papel cumple el agua en los organismos vivos?
En el agua se originó la vida y de esta sigue dependiendo; la importancia en la iniciación de la vida está presente en todas las funciones de los organismos vivos, tanto vegetales como animales.
La vida, dondequiera que exista, sigue dependiendo del agua en la misma medida que en épocas anteriores, cuando sólo existía en los mares.
Este líquido tiene una importancia fundamental para los seres vivos, puesto que es el medio en el cual tienen lugar los procesos vitales. En efecto, todos los seres vivientes contienen agua y, por lo general, es su componente más abundante.
Antes de nacer el hombre pasa bastante tiempo en el agua del saco protector membranoso dentro del vientre materno y por su cuerpo fluye agua hasta el día de su muerte. Ya adultos somos aproximadamente 60% de agua.
Los animales la bebemos e incorporamos a nuestro sistema que la necesita, los humanos necesitamos del agua para poder sentir y pensar.
La importancia de este líquido es enorme. Es fundamental para la vida, pero también es indispensable para mantener nuestra higiene y, con ella, la salud.
El agua que bebemos y con la que nos aseamos es un disolvente, también sirve para eliminar nuestros desechos.
El ser humano sin agua no puede sobrevivir por más de 10 días. Ninguna forma de vida puede existir sin agua.
Casi todas las reacciones del cuerpo humano, michas reacciones importante sobre la Tierra, se llevan a cabo en un ambiente acuoso. Si agua, estas reacciones no se realizarían o se efectuarían muy lentamente.
 En los animales, en las plantas, es agua es el vehículo que acarrea alimentos y desechos, oxígeno y dióxido de carbono. El agua es el reactivo que promueve la digestión en la que se rompen los carbohidratos y las proteínas. Las grasas o lípidos, aunque no cambien químicamente, se emulsionan en agua para su asimilación en el organismo.
Las plantas sintetizan sus alimentos extrayendolos del agua y del aire.
Así, es tal su importancia que se puede afirmar que sin ella no habría vida en el planeta, en la forma en que la conocemos.
La vida, depende de una sustancia química única y que esa es al mismo tiempo uno de los compuestos más comunes en nuestro planeta: el agua.

Importancia del agua como recurso vital 
¿A qué problemas nos enfrentamos para asegurar el abasto futuro de este recurso? ¿Dónde está en agua del planeta?
A escala mundial la cantidad de agua dulce es realmente pequeña. La mayor proporción del agua del planeta, 97.1% del total. El agua del mar que es la q existe en mayor proporción, es demasiado salda, ya que contiene 3.3 gramos de sales disueltas.
La reserva que le sigue en magnitud, 2.24%, se halla en los glaciares y capas de hielo, si se derritieran, elevarían el nivel de los océanos en más de 100m. El siguiente almacén importancia de agua se encuentra en los depósitos subterráneos.
El volumen disponible para las actividades humanas es únicamente el 0.63% del total.

El ciclo hidrológico 
El calor del sol evapora el agua de los océanos, Ríos, lagos p del suelo; al evaporarse, se libera de algunos de sus contaminantes que están disueltos en ella. El agua evaporada sube a la atmósfera, al enfriarse en las alturas el vapor se condensa y forma diminutas gotas que en grandes cantidades se convierte en nubes.
Cuando ocurren cambios de temperatura y presión en la atmósfera, el agua condensada se enfría formando gotas de mayor tamaño: la lluvia, el granizo o la nieve. La mayor parte del líquido se evapora, regresa a la atmósfera y vuelve a precipitarse. A esta secuencia de eventos se le denomina ciclo hidrológico.
El agua se almacena en distintos sistemas acuáticos: mares y océanos, lagos, presas, ríos, mantos acuíferos, pantanos y casquetes polares y en cada uno permanece por lapsos distintos.
Se piensa en el ciclo hidrológico como ya fuente de purificación de agua, pero esta capacidad de purificación no es infinita. En casos como el de las Zona Metropolitana de la Ciudad de México, se altera por el alto consumo de agua, lo cual impide la recarga de los mantos acuíferos.
Las reservas de agua dulce están siendo utilizadas por la especie humana a una taza extremadamente veloz.
En el caso del uso  del agua, los habitantes de una ZMCM dañan a otras regiones al contaminarla en exceso.
La naturaleza no es capaz de absorber y procesar naturalmente las grandes cantidades de contaminantes producidas por la actividad humana.
¿Cómo debe ser el agua apta para el consumo humano?
El agua es indispensable para la vida y la que usamos para consumo humano debe tener ciertas características: que posea ciertas sales disueltas y que estas no rebasen determinadas cantidades y que la cantidad de bacterias patógenas sea tal, que no ponga en riesgo nuestra salud.

Contribución de la química en los procesos de purificación del agua  
La incorporación de tratamiento de aguas residuales es costosa, los gobiernos y los ciudadanos debemos de entender los costos que implica el tener agua más limpia.
Las fábricas que tiene plantas de tratamiento de aguas residuales aumentan los precios de sus productos para poder pagar este equipo.
Así como analizan el agua para certificar su pureza, los químicos idean nuevas formas de limpiarla. Un nuevo método hace uso de luz ultravioleta en lugar de usar cloro para matar bacteria dañinas.
¿Es suficiente el tratamiento de aguas residuales para su consumo?
Algunos contaminantes son extremadamente difíciles de remover. Muchos limpiadores de tipo casero contienen sustancias químicas cáusticas que empeoran la calidad del agua.
El tratamiento de aguas es un tema ambiental prioritario para el país, ya que hay escasez grave de agua potable y la necesidad de buscar estrategias para disminuir su consumo por medio del rehuso y el reciclaje. Solo 22% de las aguas residuales obtienen tratamiento municipal y el 21% de las residuales industriales recibe tratamiento previo a su descarga.

Disponibilidad mundial 
En realidad no se dispone de mucho agua para las actividades humanas. El panorama se complica si tenemos en cuenta que el líquido no está distribuido de manera homogénea en el planeta. Existen regiones en las que abunda y otras en las que escasea.
Los paises más ricos en este recurso son Canadá, Estados Unidos, Rusia y Brasil. Sin embargo, en estos países sólo habita una quinta parte de la población mundial.
La problemática del agua en la ZMCM
La Ciudad de México ha crecido espectacularmente, han crecido los requerimientos de agua de su población. Uno de los problemas más complejos es el suministro del vital líquido.
La desmesurada concentración y crecimiento de la población e industria impide que los recursos propios sean suficientes.
Si comparamos la disponibilidad de agua de la ZMCM con la de Egipto, país desértico resulta que la garantía de abastecimiento de agua para los que habitamos esta región está cuatro veces por debajo. Ante este panorama, se entiende por qué desde la década de los años cincuenta ha sido necesario traer agua de otras regiones.
Los 20 millones que habitamos la ZMCM en conjunto consumimos aproximadamente 74 metros cúbicos de agua por segundo, lo que equivale a llenar seis veces el estadio Azteca a diario.
La transportación de este recurso desde otras zonas es una situación favorable para los habitantes de la ciudad, pero, además del costo económico que esto implica, se está dejando sin agua a otras regiones.
Traer agua del sistema Lerma-Cutzamala  implica un enorme gasto de dinero y energía, pues es agua antes de llegar a la ciudad tiene que recorrer entre 60 y 154 kilómetros y vencer un desnivel de más de mil metros, por lo que se requieren 102 plantas de bombeo que la impulsan para llegar a nosotros. En la actualidad no se tiene considerado traer agua de otras regiones.

¿Qué actitud debemos tomar ante esta problemática?
El crecimiento de la población y la manera en que los habitantes de la ZMCM consumimos y desperdiciamos el agua, implicará que en cuatro años, toda la población reciba 40% menos de agua de la que actualmente se tiene. Así, el consumo promedio por persona pasará de 250 litros al día a 160 litros, en el Estado de México, y se prevé que todos los habitantes recibiremos agua por tandeo. Por el momento, no existen proyectos definitivos que permitan incrementar la extracción del subsuelo.
Al hacer uso del agua tenemos la responsabilidad de no desperdiciarla ni ensuciarla en exceso. Los patrones de uso y el consumo inadecuado del agua continúa con las mismas tendencias, por lo que es urgente que a través de la educación, motivar un uso más eficiente y racional, mientras en el DF el consumo por habitante es de unos 364 litros, en países europeos es de 120 litros.
El 38% del líquido que se distribuye en la red se pierde por fugas y tomas clandestinas.
Así, es importante que reflexiones acerca de cómo usas y cuidas este irreemplazable recurso.

¿Qué acciones podemos hacer para cuidar el agua?
Manual para la conservación del agua.

Cerrar la llave del agua cuando no se emplee.
No dejarla correr al cepillar los dientes.
Limitar el tiempo de baño a diez minutos o menos.
No emplear el excusado para tirar basura.
Arreglar las fugas.
Instalar una regadera con ahorrador de agua 
Regar el jardín por la mañana o por la tarde cuando el agua no se evapore con tanta rapidez.
El agua fría puede usarse para enjuagar los trastes y lavar verduras o las manos.
Emplear una escoba en lugar de una manguera para barrer las aceras.

jueves, 8 de octubre de 2015

Electrólisis

Problema 
La descomposición del agua 

Hipótesis 
Obtener dos volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno.

1. Coloca agua e hidróxido de sodio disuelto en la cuba, introduce dos  puntillas de grafito dentro de dos tubos de ensayo que previamente han sido llenados con agua e hidróxido de sodio disuelto e invertidos dentro de la cuba (de tal forma que ambos tubos queden totalmente llenos de agua al invertirse).

2. Conecta con los caimanes cada puntilla con los polos positivo y negativo de la pila.


3. Una vez montado el aparato espera a ver la reacción.

Volumen de hidrógeno: 5.2 mL.

Volumen de oxígeno: 2.7 mL.


viernes, 2 de octubre de 2015

Síntesis del agua

Problema
Reacción entre sí del hidrógeno y el oxígeno.

Hipótesis
Es una relación dos a uno: dos volúmenes de hidrógeno por uno de oxigeno.


Producción de hidrógeno 

1. Monta un sistema de recolección de gas utilizando la botella, de preferencia una de vidrio grueso, llena de agua e invertida (el hidrógeno no es soluble en agua).Colocar en un tubo de ensayo un poco de zinc y ácido clorhídrico, tápalo con un tapón monohoradado por el que penetre un tubo de vidrio en forma de L. Colecta el gas en la botella hasta que desplace las dos terceras partes de su contenido de agua. Mantén dentro de la cuba la botella que contiene el gas.





Producción de oxígeno 

2. Utilizando el mismo sistema de recolección de gases, agrega en el otro tubo de ensayo agua oxigenada y manganeso. Llena completamente la botella con el gas que se desprende, saca la botella de la cuba verticalmente y tápala de inmediato con un tapón. 



Combinación química de hidrógeno y oxigeno.

3. Sujeta firmemente la botella horizontalmente y enciende un cerillo. Coloca la flama en la boca de la botella, destápala (sin soltar la botella), debe de hacer una pequeña "explosión" ya que la mezcla para producir agua necesita luz y calor.