FISICA El agua: PARÁMETROS RELACIONADOS PROFESOR: ANDRÉS KABUSCH INTEGRANTES: · CHECCHI CAROLINA · JUNCOSA AGOSTINA · GONZALEZ NATALIA AÑO: 2012 MANTOVANI 6º AÑO NATURALES Parámetros físicos relacionados con el agua: Conductividad: se define como la propiedad de conducir o transmitir calor, electricidad o sonido". Las unidades son Siemens por metro [S/m] en sistema de medición SI. La corriente eléctrica resulta del movimiento de partículas cargadas eléctricamente y como respuesta a las fuerzas que actúan en estas partículas debido a un campo eléctrico aplicado. En el agua y materiales iónicos o fluidos puede generarse el movimiento de una red de iones cargados. Este proceso produce corriente eléctrica y se denomina conducción iónica. Agua pura es un buen conductor de la electricidad. El agua destilada ordinaria en equilibrio con dióxido de carbono en el aire tiene una conductividad aproximadamente de 10 x 10-6 W -1*m-1 (20 dS/m). Debido a que la corriente eléctrica se transporta por medio de iones en solución, la conductividad aumenta cuando aumenta la concentración de iones. De tal manera, que la conductividad cuando el agua disuelve compuestos iónicos. Fuente: http://www.lenntech.es/aplicaciones/ultrapura/conductividad/conductividad -agua.htm#ixzz1tqHQL3hj LA CONDUCTIVIDAD, k, es una medida de la capacidad de una solución acuosa para transmitir una corriente eléctrica y es igual al recíproco de la resistividad de la solución. Dicha capacidad depende de la presencia de iones; de su concentración, movilidad y valencia, y de la temperatura ambiental. Las soluciones de la mayoría de los compuestos inorgánicos (ej. aniones de cloruro, nitrato, sulfato y fosfato) son relativamente buenos conductores. Por el contrario, moléculas de compuestos orgánicos que no se disocian en soluciones acuosas (ej. aceites, fenoles, alcoholes y azúcares) son pobres conductores de una corriente eléctrica. La conductancia (G, recíproco de resistencia R) de una solución se mide utilizando dos electrodos químicamente inertes y fijos espacialmente. La conductancia de una solución es directamente proporcional al área superficial del electrodo A, (cm2), e inversamente proporcional a distancia entre los electrodos L, (cm). La constante de proporcionalidad, k (conductividad) es una propiedad característica de la solución localizada entre dos electrodos. G = k A/L Las unidades de k son 1/ohm-cm ó mho/cm. La conductividad se reporta generalmente en micromhos/cm (µmho/cm). En el Sistema Internacional de Unidades (SI), el recíproco del ohm es el s i e m e n s (S) y la conductividad se reporta en milisiemens/metro (mS/m). La conductividad puede relacionarse a: • la pureza química del agua (mientras más pura es el agua, menor es la concentración de electrolitos en el agua y por ende, mayor es la resistencia del medio a la transmisión de una corriente eléctrica). • la cantidad de sólidos disueltos en una solución y a la eficiencia de procesos de tratamiento de agua. • la concentración de sales en una salmuera o salar. • la concentración de sólidos disueltos (mg/L), multiplicando la conductividad (µhoms/cm) por un factor empírico. Fuente: http://www.uprm.edu/biology/profs/massol/manual/p2-conductividad.pdf Turbidez: La turbidez es una medida del grado en el cual el agua pierde su transparencia debido a la presencia de partículas en suspensión. Cuantos más sólidos en suspensión haya en el agua, más sucia parecerá ésta y más alta será la turbidez. La turbidez es considerada una buena medida de la calidad del agua. Algunos de los parámetros que influyen la turbidez del agua son: - Fitoplancton - Sedimentos procedentes de la erosión - Sedimentos suspendidos del fondo (frecuentemente revueltos por peces que se alimentan por el fondo, como la carpa) - Descarga de efluentes - Crecimiento de las algas - Escorrentía urbana Según la OMS (Organización Mundial para la Salud), la turbidez del agua para consumo humano no debe superar en ningún caso las 5 NTU, y estará idealmente por debajo de 1 NTU. Las partículas suspendidas absorben calor de la luz del sol, haciendo que las aguas turbias se vuelvan más calientes, y así reduciendo la concentración de oxígeno en el agua (el oxígeno se disuelve mejor en el agua más fría). Además algunos organismos no pueden sobrevivir en agua más caliente. Las partículas en suspensión dispersan la luz, de esta forma decreciendo la actividad fotosintética en plantas y algas, que contribuye a bajar la concentración de oxígeno más aún. La turbidez se mide en NTU: Unidades Nefelométricas de Turbidez. El instrumento usado para su medida es el nefelómetro o turbidímetro, que mide la intensidad de la luz dispersada a 90 grados cuando un rayo de luz pasa a través de una muestra de agua. Una medición de la turbidez puede ser usada para proporcionar una estimación de la concentración de TSS (Sólidos Totales en Suspensión), lo que de otra forma es un parámetro tedioso y difícil de medir. FUENTE: http://www.lenntech.es/turbidez.htm#ixzz1tqLNbuyW La turbidez es la expresión de la propiedad óptica de la muestra que causa que los rayos de luz sean dispersados y absorbidos en lugar de ser transmitidos en línea recta a través de la muestra. La turbiedad en el agua puede ser causada por la presencia de partículas suspendidas y disueltas de gases, líquidos y sólidos tanto orgánicos como inorgánicos, con un ámbito de tamaños desde el coloidal hasta partículas macroscópicas, dependiendo del grado de turbulencia. En lagos la turbiedad es debida a dispersiones extremadamente finas y coloidales, en los ríos, es debido a dispersiones normales. Estética: Cualquier turbiedad en el agua para beber, produce en el consumidor un rechazo inmediato y pocos deseos de ingerirla y utilizarla en sus alimentos. Filtrabilidad: La filtración del agua se vuelve más difícil y aumenta su costo al aumentar la turbiedad. Desinfección: Un valor alto de la turbidez, es una indicación de la probable presencia de materia orgánica y microrganismos que van a aumentar la cantidad de cloro u ozono que se utilizan para la desinfección de las aguas para abastecimiento de agua potable. El límite máximo permisible en el agua potable es de 10 NTU (unidades de turbidez nefelométricas) Algunos de estos instrumentos dependen de comparaciones visuales, otros utilizan una celda fotoeléctrica que miden la luz dispersada a 90 ° a la trayectoria del rayo de luz en la muestra ( nefelometría ). Dichos aparatos son los que actualmente se están usando, por su mayor precisión . El turbidímetro de Hellige, que es el utilizado en este método es del tipo nefelométrico, se basa en el efecto de Tyndall. Se compara un rayo de luz que se hace pasar hacia arriba por la muestra, con la luz dispersada hacia arriba por las partículas suspendidas de la solución turbia, la cual es iluminada lateralmente a 90° . La unidad de turbiedad, fué definida "como la obstrucción óptica de la luz, causada por una parte por millón de sílice en agua destilada", La determinación de turbidez es aplicable a cualquier muestra de agua que este libre basuras y partículas gruesas que puedan asentarse con rapidez. Se obtienen resultados falsos por material de vidrio sucio, por la presencia de burbujas y por los efectos de vibración que puedan alterar la visibilidad en la superficie de la muestra de agua. FUENTES: http://atenea.udistrital.edu.co/grupos/fluoreciencia/capitulos_fluoreciencia/calaguas _cap6.pdf http://arturobola.tripod.com/turbi.htm http://www.lenntech.es/turbidez.htm#ixzz1tqLNbuyW PROPIEDADES ORGANOLEPTICAS: COLOR Las aguas superficiales pueden parecer altamente coloreadas debido a la presencia de materia pigmentada en suspensión, cuando en realidad el agua no tiene color. El materialcolorante resulta del contacto con detritus orgánicos como hojas, agujas de coníferas y madera, en diversos estados de descomposición, está formado por una considerable variedad de extractos vegetales. CARACTERISTICAS El color causado por la materia en suspensión es llamado color aparente y es diferente al color debido a extractos vegetales u orgánicos, que son coloidales, al que se llama color real. En el análisis del agua es importante diferenciar entre el color aparente y el real. RIESGOS PARA LA SALUD • No permite el paso de la luz para el desarrollo de la biodiversidad. • Su presencia indicaría ineficiencia en el tratamiento de aguas y de la integridad del sistema de distribución. METODO DE ANALISIS Para determinar el color mediante los métodos actualmente aceptados, es necesario eliminar la turbidez antes de proceder al análisis. Tenemos dos métodos que son utilizados - Método de comparación visual - Método espectrofotométrico OLOR En su forma pura, el agua no produce sensaciones olfativas. El olor en el agua puede utilizarse de manera subjetiva para describir cualitativamente su calidad, estado, procedencia o contenido. Aun cuando esta propiedad pueda tener un amplio espectro de posibilidades, para propósitos de calidad de aguas existen ciertos aromas característicos que tipifican algunas fuentes u orígenes, más o menos bien definidos. Además de estos aromas típicos, existen otras fragancias que tipifican un origen en particular, pero que son menos frecuentes en los estudios de calidad de aguas. Así por ejemplo, las aguas residuales de industrias vinícolas, de industrias cerveceras, de industrias lecheras y de empresas relacionadas con la explotación o procesamiento del petróleo, tienen olores distintivos que son fácil y rápidamente perceptibles y que deben registrarse en las libretas de campo. Tipo de Olor Tipo de Agua Inodoro: Típico de aguas dulces y frescas Olor metálico: Típico de aguas subterráneas Olor a Sulfuro: Típico de ARD, de MO. y en general, de sistemas anaeróbicos Olor vegetal: Típico de aguas poco profundas, de humedales y estuarios. Olor Pícrico: Típico de lixiviados de RS. y de aguas procedentes de PTARs Olor a Pescado: Típico de aguas oceánicas y de cultivos piscícolas Estas sustancias pueden tener su origen en vertidos de residuos municipales e industriales, en factores naturales, como la descomposición de materiales vegetales, o en una actividad microbiana asociada. CARACTERISTICAS El olor se reconoce como factor de calidad que afecta ala aceptabilidad del agua potable (y de los alimentos preparados con ella) que pueda corromperse con la presencia, de peces y otros organismos acuáticos y anular la estética de las aguas de instalaciones de recreo. Compuestos químicos presentes en el agua como los fenoles, diversos hidrocarburos, cloro, materias orgánicas en descomposición o esencias liberadas por diferentes algas u hongos pueden dar olores y sabores muy fuertes al agua, aunque estén en muy pequeñas concentraciones. METODO DE ANÁLISIS Este parámetro organoléptico se puede evaluar mediante percepciones sensoriales que se realizan directamente en campo pero en caso que se quiera confirmar y cuantificar se miden nuevamente en el laboratorio mediante técnicas estándares mas precisas. La determinación del olor se hace con el límite umbral: dilución máxima de agua inolora para hacer susceptible su olor. No existe una concentración absoluta de olor umbral debido a la variación inherente a la capacidad olfatoria individual. Fuente: http://www.digesa.minsa.gob.pe/DEPA/informes_tecnicos/GRUPO%20DE%20US O%201.pdf SABOR Como se ha indicado anteriormente la percepción del gusto se efectúa en las papilas gustativas situadas en la lengua y en el paladar. Las sustancias no tienen en general un sabor único: lo que se percibe suele ser una sensación compleja originada por uno o más de los gustos básicos: ácido, salado, dulce y amargo. Los producto que presentan gustos ácidos, salados y dulces permiten -en generalestablecer reglas asociadas a las funciones químicas o a la estructura química del producto. Los gustos salinos provienen en general de sales inorgánicas; los gustos dulces pueden predecirse a partir de la estructura química; los gustos ácidos están definidos por funciones carboxílicas en producto orgánicos y en el gusto característico de los ácidos inorgánicos. El gusto amargo no obedece a reglas y en general suelen presentarse gustos amargos en estructuras químicas muy dispares. Sin embargo, en aminoácidos y péptidos de bajo peso molecular existen reglas bastante bien documentadas para predecir el gusto. Como curiosidad señalaremos que el gusto amargo en bajas concentraciones sirve para resaltar o mejorar el sabor de los alimentos y en ciertos casos como medida de la calidad. FUENTE: http://www.chemedia.com/chemorgal.htm TEMPERATURA La temperatura del agua es un parámetro muy importante dada su influencia, tanto sobre el desarrollo de la vida acuática como sobre las reacciones químicas y velocidades de reacción, así como la aptitud del agua para ciertos usos útiles. La temperatura es un indicador de la calidad del agua, que influye en el comportamiento de otros indicadores de la calidad del recurso hídrico, como el pH, el déficit de oxígeno, la conductividad eléctrica y otras variables fisicoquímicas. CARACTERÍSTICAS • El oxigeno es menos soluble en agua caliente que en agua fría. • El aumento en las velocidades de las reacciones químicas que produce un aumento de la temperatura, combinado con la reducción de oxigeno presente en las aguas superficiales. • Es causa frecuente del oxigeno presente en las aguas superficiales, reduciéndose mas en los meses de verano • Un cambio brusco de temperatura puede conducir a un aumento en la mortalidad de la vida acuática. • Las temperaturas elevadas pueden dar lugar conducir a un aumento en la mortalidad de la vida acuática. • La temperatura óptima para el desarrollo de las actividades se detienen cuando se alcanza los 50°C a temperaturas de alrededor de 15°C, las bacterias productoras de metano cesan su actividad. RIESGOS • Las temperaturas anormalmente elevadas puedes dar lugar a una indeseada proliferación de plantas acuáticas y hongos. • En periodos extendido de continua inmersión en agua mas fría ó <15°C puede causar la muerte de algunos bañistas y será riesgo para todo los bañistas que no usen ropa protectora de inmersión. La sobrevivencia de un individuo sumergido en agua por encima de 34 ó 35°C va depender de la tolerancia a una elevada temperatura corporal interna, a un riesgo de daño con la exposición prolongada. MÉTODO DE ANÁLISIS Este parámetro es medido in situ: el método termometría CONCENTRACIOES ESTABLECIDAS POR GUIAS INTERNACIONALES A1: Según la legislación canadiense para agua de consumo la concentración máxima aceptable de temperatura es 15°C A2: En la norma ecuatoriana establece CN +/-3°C(condiciones normales con una variación de 3°C) el mismo valor se establece para ESTE USO A3: según la directiva CEE recomienda 25ºC que varia de acuerdo circunstancias climáticas o geográficas excepcionales B1:Temperatura Recomendable para Uso Recreacional para contacto directo: entre 15°C-35°C B2: la temperatura no es un factor de riesgo a la salud, porque no esta en contacto directo FUENTE: http://www.digesa.minsa.gob.pe/DEPA/informes_tecnicos/GRUPO%20DE%20US O%201.pdf LA TEMPERATURA ES UN FACTOR abiótico que regula procesos vitales para los organismos vivos, así como también afecta las propiedades químicas y físicas de otros factores abióticos en un ecosistema. La temperatura es un parámetro que nos revela que existe un contraste o gradiente de energía que provoca el transferimiento de calor. Tenemos conocimiento de que la temperatura afecta la energía cinética de los reactivos, así como la estabilidad y actividad de las enzimas que participan en reacciones bioquímicas. En consecuencia, la temperatura ejerce una marcada influencia sobre la reproducción, crecimiento y el status fisiológico de todas las entidades vivas. Los microorganismos como grupo (particularmente el grupo de las bacterias) demuestran una capacidad extraordinaria para vivir y reproducirse a lo largo de un amplio rango de temperaturas (desde temperaturas bajo 0°C, hasta temperaturas que alcanzan los 113°C). La temperatura desempeña un rol fundamental en el funcionamiento de ecosistemas al regular o afectar otros factores abióticos del ecosistema como son: la solubilidad de nutrientes, solubilidad de gases, el estado físico de nutrientes, el grado de toxicidad de xenobióticos y propiedades fisico-químicas del medio acuoso como: pH, potencial redox, solubilidad de gases, densidad, el estado físico y la viscosidad del sustrato. De hecho, la viscosidad del agua desempeña un rol importante en determinar la forma de peces y larvas de insectos en ambientes lóticos. Todas estas interacciones afectan a su vez la distribución, composición (diversidad) y el grado de actividad metabólica de los seres vivientes que integran un ecosistema. FUENTES: http://www.uprm.edu/biology/profs/massol/manual/p2-temperatura.pdf