CAPÍTULO 3 / TEMA 4

AGUA

El agua es un compuesto químico de vital importancia que brinda grandes beneficios para los seres vivos. Es la sustancia más abundante en la Tierra. Está compuesta por hidrógeno y oxígeno.

Molécula vital

El agua es clave para la vida. El 70 % de nuestro cuerpo está formado por agua y es un alimento para nuestro organismo porque contiene sales minerales.

ESTADOS DEL AGUA

El proceso mediante el cual el agua pasa de estado sólido a líquido se llama fusión. En cambio, el proceso mediante el cual el agua pasa de estado líquido a sólido se denomina solidificación.

Si ponemos agua líquida a calentar, esta se transformará en vapor de agua. Este proceso se llama vaporización. Si hacemos el proceso inverso y enfriamos el vapor de agua, obtendremos nuevamente agua líquida. Esto se llama condensación.

El agua también puede pasar del estado sólido al gaseoso, es decir, de hielo a vapor de agua al aumentar la presión y bajar la temperatura: este proceso se llama volatilización o sublimación regresiva. Si, en cambio, el vapor de agua se congela, este proceso se llama sublimación.

ESTADOS DEL AGUA

Líquido

El agua en este estado puede encontrarse, por ejemplo, en mares, ríos y lagos.

 

Sólido

El hielo es un claro ejemplo de este estado. Lo podemos encontrar en glaciares.

 

Gaseoso

El vapor de agua es gaseoso. Lo vemos cuando el agua hierve o cuando nos damos un baño de agua caliente.

Agua en dos estados

En las aguas termales pueden encontrarse dos estados juntos: el vapor y el agua líquida.

PROPIEDADES DEL AGUA

El agua cuenta con diferentes propiedades que se clasifican en organolépticas y fisicoquímicas. Las primeras son las que percibimos con nuestros sentidos y las segundas tienen relación con la composición química.

  • Propiedades organolépticas

Inodora: no tiene olor.

Incolora: no tiene color.

Insípida: no tiene sabor.

  • Propiedades fisicoquímicas

Polaridad: tiene una distribución irregular de la densidad electrónica.

Capacidad calorífica: el agua necesita mucho calor para elevar su temperatura.

Tensión superficial: es un fenómeno a través del cual la gota de agua pareciera tener una superficie resistente. Así, un insecto se puede posar sobre una gota y no hundirse mediante adaptaciones en sus patas.

Capacidad de disolución: es el solvente universal.

Cambios de estado: sólido, líquido y gaseoso.

Efectos del pH
El pH ácido en el agua afecta el metabolismo de las especies acuáticas, toma el sodio de la sangre y el oxígeno de los tejidos; además, afecta el funcionamiento de las branquias de los peces. Si la acidez no los mata, el estrés adicional puede frenar el crecimiento y hacerlos menos capaces de competir por el alimento.

CICLO DEL AGUA

El ciclo del agua, también conocido como ciclo hidrológico, describe el movimiento continuo y cíclico del agua que circula entre los océanos, la atmósfera, la biósfera y la litósfera de nuestro planeta. El agua de las precipitaciones (lluvia, nevadas y glaciares) alimenta manantiales, ríos, lagos y acuíferos. Gracias a este ciclo todos los seres vivos tienen acceso al agua.

El ciclo del agua comienza con la evaporación. Este proceso puede darse de dos formas:

  • Evaporación de agua de mares, ríos y lagos.
  • Evapotranspiración, que es la transpiración de las plantas.
Agua dulce

Las aguas dulces de los arroyos, lagos y ríos apenas tienen 3 gramos de sal por litro. Este tipo de agua, que es la más escasa en el mundo, representa el 4 % del agua del planeta.

A medida que se eleva, el vapor de agua se enfría y se condensa en forma de pequeñas gotitas, lo que origina las nubes. Cuando las gotitas se juntan, se hacen más grandes y caen por su propio peso: se forma la lluvia (precipitación). Si hace mucho frío, esas gotitas se congelan y caen en forma de nieve o granizo.

El agua que llega a la superficie de la Tierra puede:

  • Ser aprovechada por los seres vivos.
  • Escurrir hasta alcanzar un curso de agua.
  • Filtrar en el suelo y formar acuíferos.

Finalmente, toda el agua que se encuentra en la Tierra en forma líquida vuelve a la atmósfera por medio de la evaporación y así se cierra el ciclo.

¿POR QUÉ EL AGUA ES UNA MOLÉCULA VITAL?

Al igual que el oxígeno, el agua es un elemento de la naturaleza esencial para que todas las formas de vida puedan existir. Es fundamental tanto para la reproducción de algunas especies de plantas y animales como para el desarrollo de los procesos biológicos que posibilitan la vida en nuestro planeta.

Los seres vivos tienen agua en su composición. Desde una bacteria hasta el ser humano contienen en su estructura este componente que puede hallarse en la sangre de los animales, en el citoplasma de las células o intervenir en las reacciones químicas que tienen lugar en los organismos.

Están compuestos por agua:

Plantas: entre un 75 % y un 90 %, según la especie.

¿Sabías qué?
Algunas plantas acuáticas tiene un gran valor alimentario y económico para las sociedades. Por ejemplo, el arroz es un alimento muy consumido en todo el mundo.

Animales: las proporciones varían desde un 40 % en insectos hasta casi un 100 % en medusas. Pero en promedio, el porcentaje de agua en animales es de un 75 %. Se debe tener en cuenta la etapa de la vida del organismo y la especie para poder determinar la proporción que posee de dicho líquido.

  • Importancia para la vida

Al ser el componente principal de los organismos vivos, el agua cumple diversas funciones, entre las que se destacan:

  • Permitir las reacciones químicas necesarias para el metabolismo celular.
  • Intervenir como medio de trasporte de sustancias.
  • Formar parte de la función de amortiguación que tienen las articulaciones de los animales vertebrados.
  • Regular la temperatura del cuerpo.
  • Humedecer el oxígeno para facilitar la respiración de animales.
  • Participar en el proceso de fotosíntesis en los organismos autótrofos.
Del agua dulce del planeta depende la supervivencia de las especies.

USOS DEL AGUA

  • Regulador de la temperatura

El agua, además de ser la principal fuente de vida de todos los seres vivos, juega un rol importante en la regulación de la temperatura a nivel corporal y planetario.

La temperatura corporal es regulada por el agua a través de la transpiración. El cuerpo incorpora agua de los alimentos que se consumen y de los subproductos del metabolismo. Cuando no se consume diariamente la cantidad de agua requerida, se genera un desequilibrio en los líquidos corporales, lo que provoca la deshidratación. En algunos casos, esta puede ser causa de muerte.

¿Sabías qué?
Una canilla que gotea desperdicia más de 75 litros de agua por día aproximadamente.

Por su parte, la hidrósfera y la atmósfera tienen un papel esencial en la regulación de la temperatura atmosférica. El agua de los mares y los océanos intercambia energía con la atmósfera en los períodos cálidos para devolverla en períodos fríos, así se evitan los cambios bruscos de temperatura. Al mismo tiempo, los vientos empujan las corrientes marinas que distribuyen el calor: llevan agua caliente procedente de latitudes tropicales hasta regiones que son frías.

Por otro lado, los casquetes polares y los hielos de los glaciares también contribuyen a la regulación de la temperatura terrestre al reflejar gran cantidad de radiación solar.

  • Energía hidroeléctrica

Una central hidroeléctrica utiliza el agua para generar energía eléctrica. Tiempo atrás, esta acción se realizaba con los molinos de agua, que aprovechaban las corrientes de los ríos para mover la rueda.

Las represas hidroeléctricas aprovechan la caída del agua desde una cierta altura para producir la energía. En el proceso, la caída de agua mueve una turbina para generar energía eléctrica. La naturaleza nos brinda este recurso, por ejemplo, en una cascada o una garganta.

Gran energía

La represa más grande, la Central Hidroeléctrica de las Tres Gargantas, se encuentra en Yichang, China.

  • Aguas residuales

Desechamos agua cuando nos bañamos, cocinamos o limpiamos. A este tipo de agua se la denomina residual y es la que también proviene de los procesos industriales. Para devolverla al medio de donde fue tomada, es necesario someterla a un proceso de limpieza para descontaminarla.

Para esto se llevan cabo procedimientos físicos, químicos y biológicos que pueden sintetizarse de la siguiente manera:

  1. Recepción del agua
  2. Sedimentación: el agua es vertida en piletas donde se retienen los sólidos, como la arena.
  3. Descontaminación: por acción bacteriana se eliminan sustancias contaminantes.

Luego de esta etapa, se llevan a cabo procesos iguales al de la potabilización del agua.

  1. Coagulación.
  2. Filtración.
  3. Cloración y desinfección.
  4. Devolución al ambiente.
El tratamiento del agua residual contribuye con el mantenimiento de este recurso natural.
RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “El agua”

Un artículo destacado con más información sobre el agua como sustancia vital para las especies.

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Galería de Infografías

Material gráfico referido a diferentes tópicos sobre el agua

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Hidrófitas: plantas acuáticas

Dentro del reino Plantae existen muchas variedades de plantas, cada una de ellas tiene adaptaciones que le permiten sobrevivir en su ambiente. Se pueden encontrar plantas que parasitan a otras, plantas que se desarrollan sobre el suelo o sobre otra planta, y plantas que viven en ambientes acuáticos.

¿Qué son las hidrófitas?

Las hirófitas, higrófitas o plantas acuáticas son plantas que están adaptadas para vivir en el agua (dulce o salada), ya sea totalmente sumergidas o con algunas de sus estructuras sumergidas, como en el caso de los lirios de agua o del loto.

Las plantas acuáticas están adaptadas a vivir en suelos encharcados.

Muchas plantas acuáticas absorben el agua y los gases de la superficie, en su mayoría no tienen estomas, ya que están en contacto directo con el agua, por lo tanto no necesitan de muchos mecanismos para evitar la pérdida de la misma.

Las hidrófitas son componentes comunes de los humedales.

Los tejidos mecánicos y vasculares de muchas plantas acuáticas a menudo tienen grandes espacios intercelulares en sus raíces, hojas y tallos con el fin de disminuir la dificultad que tienen de obtener gases.

¿Sabías qué...?
El aerenquima es un tipo de tejido vegetal único de las plantas acuáticas, es característico de ellas porque se encuentran en zonas pobres en oxígeno y necesitan de este tejido para facilitar la difusión en todos sus tejidos.

Las plantas acuáticas que están parcialmente sumergidas en el agua tienen hojas flotantes con estomas a través de los cuales los gases pueden ser intercambiados, así como lo hacen las plantas terrestres. Sin embargo, sus hojas no deben quedar totalmente sumergidas porque se dificultan algunas de sus funciones vitales, para ello, están adaptadas a tener peciolos muy largos que les permiten ajustarse a los cambios en el nivel del agua.

Adaptaciones de las hidrófitas

  • Epidermis delgada: las plantas acuáticas no necesitan de una cutícula gruesa para evitar la desecación porque están rodeadas de agua.
  • Abundante clorofila: necesitan más clorofila que las plantas terrestres, ya que a muchas de estas plantas no les llega la luz directamente.

 

Las plantas acuáticas son usualmente más verdes que las plantas terrestres.
  • Cámaras de aire o aerénquimas: presentan cámaras llenas de aire en sus tallos, los cuales utilizan para poder flotar.
  • Reproducción vegetativa: las plantas acuáticas tienen la capacidad de reproducirse asexualmente a través de los trozos de planta que se desprenden de ella a causa del constante oleaje.
  • Ausencia de cutícula: dado que las plantas no necesitan de muchos mecanismos para evitar la pérdida de agua, la cutícula está ausente en la mayoría de ellas.
  • Raíz escasa: en la mayoría de las plantas acuáticas la raíz es ausente o reducida, ya que muchas de ellas no la necesitan para fijación ni para absorber agua.
  • Falta de tejidos de sostén: son innecesarios ya que muchas de ellas flotan, el agua las sostiene. Debido a esto, las plantas acuáticas son frágiles, lo que les da la ventaja en la reproducción.

 

Una característica típica de las plantas acuáticas es su fragilidad.
  • Carencia de flores: las estructuras reproductivas tipo flores son innecesarias ya que se reproducen asexualmente.

Tipos de hidrófitas

  • Hidrófitas emergentes o plantas anfibias: son aquellas que viven en las riberas de los cuerpos de aguas. Representan las zonas de transición entre las plantas acuáticas y terrestres. Las plantas anfibias son sumamente especializadas, tienen raíces, rizomas y cámaras de aire bien desarrolladas.

 

Algunas plantas anfibias tienen estructuras denominadas neumatóforos encargadas de participar en el intercambio gaseoso.
  • Plantas acuáticas arraigadas con hojas flotantes: viven en zonas de corriente lenta, se caracterizan por presentar hojas flotantes cuyo limbo se encuentra sobre la superficie del agua.
El helechito de agua o Myriophyllum aquaticum es un ejemplo de planta de hojas flotantes.
  • Plantas acuáticas arraigadas sumergidas: todo su aparato vegetativo se encuentra sumergido en el agua, su raíces están reducidas y se encuentran completamente ancladas al suelo; el tallo no presenta tejidos de sostén, ya que el agua las sostiene; las hojas tienen muchas cámaras de gas para amortiguar la falta de oxígeno y también pueden ser delgadas y grandes o pequeñas y numerosas, todo depende de la especie.
  • Plantas acuáticas flotantes o libres: se caracterizan por flotar libremente en la superficie del agua sin necesidad de que sus raíces u otras estructuras toquen el fondo. Varían de acuerdo a la especie, algunas de ellas, como el repollo de agua (Eichhornia crassipes), tienen forma de rosera y raíces desarrolladas para mantener el equilibrio, sin embargo, otras pueden carecer de raíces y utilizar las hojas como órganos absorbentes.

 

Eichhornia crassipes o repollo de agua.
Nelumbo nucifera

Conocida comúnmente como “loto sagrado” o “loto indio”, es una planta herbácea acuática con hojas flotantes, ampliamente usada en jardinería por la belleza de sus flores. Tiene usos medicinales y se considera una planta sagrada en India y China.