La contaminación de las aguas es un problema muy serio que afecta a todos los países. Podemos hablar de dos tipos de contaminación hídrica: la contaminación natural, sin intervención del ser humano y la contaminación artificial o antrópica, que proviene de alguna actividad del ser humano. De acuerdo a la Organización Mundial de la Salud (OMS), el agua debe considerarse contaminada cuando “su composición o su estado están alterados de tal modo que ya no reúnen las condiciones adecuadas para el conjunto de utilizaciones a las que se hubiera destinado en su entorno natural”.

Contaminación natural del agua:

Corresponde a las alteraciones en la composición y distribución de ls aguas como producto de algunos fenómenos naturales, sin intervención del hombre.

a) Corriente marinas:
Las corrientes marinas son los movimientos organizados de masas de agua que siguen un recorrido geográfico permanente, que se caracterizan por una temperatura y una salinidad determinadas y alteran las cadenas tróficas de la vida acuática..
En Chile, el fenómeno conocido como la Corriente del Niño es un ejemplo de alteración de la cadena alimenticia, producto del aumento de la temperatura del agua. Cuando las capas superficiales del océano se calientan más de lo normal, las sustancias nutritivas del agua se agotan y el plancton muere irremediablemente. Los peces sin su alimento también mueren, lo que afecta, a su vez, a las aves que viven de los peces.

b) Mareas Rojas:
Las mareas rojas se producen en todos los mares y corresponde a un florecimiento súbito de enormes masas de plancton. El agua toma un color rojizo, debido al aumento excesivo de unos pequeños organismos llamados dinoflagelados. Algunos de estos organismos producen toxinas que se fijan a los tejidos de los moluscos que se alimentan del plancton, y resultan venenosas para muchas especies. Al consumir esos moluscos contaminados, el hombre puede intoxicarse gravemente.

Contaminación artificial del agua

Las ciudades son grandes asentamientos humanos que arrojan a ríos, lagos y mares, grandes volúmenes de aguas residuales, debido al uso doméstico, industrial y agrícola.
La eliminación de excretas humanas y de animales en el medio acuoso, genera microorganismos patógenos, los cuales ocasionan la contaminación biológica de las aguas. Este tipo de contaminación junto a los detergentes y otras sustancias tóxicas que llegan al agua, constituyen las aguas servidas.
Las actividades industriales arrojan a los cursos de agua gran cantidad de contaminantes tóxicos derivados de sus procesos productivos. Por ejemplo, las actividades mineras vierten a las aguas metales pesados como cadmio (Cd) y el plomo (Pb), los cuales poseen la capacidad de permanecer en el agua sin reaccionar, acumulándose en los organismos vivos a través del proceso de bioacumulación (aumento de la concentración de contaminantes a lo largo de la cadena trófica)
Las actividades mineras producen contaminantes que hacen variar el pH y la concentración de sales, debido a la naturaleza ácida de los contaminantes. Otro factor del cambio de pH de las aguas se debe a las precipitaciones producidas en ciudades con alta densidad poblacional, como Santiago, o altamente industrializadas como Concepción.
Las sales minerales utilizadas en la agricultura como fertilizantes, son otra fuente de contaminación: se disuelven en las aguas dejando nutrientes en exceso, los que aceleran el crecimiento de algas que van invadiendo el agua, transformando lagos en verdaderos pantanos. Este fenómeno se llama Eutrofizacación del agua (del griego eutros = bien alimentado).

Las aguas residuales industriales contienen desechos tóxicos de las industrias, en concentraciones variables. la naturaleza de estos desechos depende del tipo de industria que contamina. La industria del petróleo produce derrames de este producto a las aguas, formando las conocidas mareas negras. Éstas impiden el proceso de la fotosíntesis, puesto que la luz es bloqueada por la capa de petróleo superficial y no alcanza al plancton vegetal, que es la base de la cadena alimetaria en los ecosistmas acuáticos.

La naturaleza limpia el agua

El ciclo del agua es el método natural de purificación por excelencia. En la naturaleza, la radiación solar calienta y evapora el agua de las superficies de los océanos y cursos de agua, logrando que los minerales y otras sustancias disueltas queden atrás. El vapor de agua sube y se condensa formando las nubes que, sometidas a cambios de temperatura, se precipitan y caen en forma de agua lluvia, nieve o granizo. El agua se incorpora al suelo, bien sea aumentando las aguas superficiales o infiltrándose hasta lugares profundos, para convertirse en agua subterráneas.

La purificación natural del agua se basa en:
• La evaporación seguida de la condensación que elimina casi todas las sustancias disueltas en el agua. Pero este proceso solo es efectivo cuando el aire está libre de gases contaminantes.
• La acción bacteriana que transforma los contaminantes orgánicos disueltos en el agua en compuestos sencillos que pueden degradarse (biodegradación).
• La filtración, a través de la arena y grava, que elimina la mayor parte de la materia en suspensión en el agua.

Depuración del agua

La presencia de una sustancia extraña en el agua, no es sinónimo de contaminación. Solo pueden llegar a serlo si la concentración en que se encuentra altera la calidad del agua, en forma tal que esta no cumpla con los requerimientos de calidad para el uso previsto.
Con el fin de controlar y reducir el impacto ambiental de las descargas de aguas solucionadas, se han construido centrales especializadas, llamadas plantas de tratamientos de aguas. Las primeras plantas de tratamiento se crearon para extraer los residuos fecales de las aguas. Sin embargo, la aparición de nuevos contaminantes impulsó la aplicación de tecnologías más avanzadas, donde la Química ha sido protagonista.

Potabilización del agua

En las plantas de potabilización se recibe el agua desde el curso de un río, se somete a un proceso de filtración y tratamiento y se distribuye a los hogares e industrias.
En el proceso de potabilización se distinguen los siguientes pasos:

Tamizado: Consiste en impedir el paso tanto de objetos sólidos, poniendo una gran malla metálica en la toma de agua.

Tratamiento previo con cloro: Se agrega cloro al agua. Este poderoso desinfectante mata los microorganismos que producen enfermedades, como la fiebre tifoidea, hepatitis y el cólera.

Coagulación o floculación: Se agregan al agua ciertos productos químicos que logran retirar la suciedad y otras partículas sólidas en suspensión. Estos productos son el sulfato de aluminio Al2(SO4)3 y el hidróxido de calcio Ca(OH)2 que, al ser vertidas en el agua, reaccionan entre sí y forman hidróxido de alumnio Al(OH)3, que es una sustancia pegajosa, parecida a la gelatina y que atrapa las partículas suspendidas en el agua.

Sedimentación: Proceso en el cual las partículas y suciedad atrapadas en la coagulación, caen en el fondo de los estanques, por acción de la gravedad.

Filtración: Se retiran gran parte de las impurezas que se mantienen todavía en el agua después de la coagulación y de la sedimentación por medio de un filtro de arena y piedras.

Tratamiento final con cloro: Se agrega cloro por última vez. Se ajusta la concentración de cloro (hipoclorito de sodio NaClO) para proteger el agua de la contaminación por bacterias.

Ela agua obtenida así es apta para el consumo humano. Contiene disueltas, en proporciones adecuadas, sales y otras sustancias útiles para el buen funcionamiento del organismo. También, se encuentra libre de bacterias y otros microorganismos patógenos. Todas estas características hacen del agua potable un líquido inodoro e incoloro, pero no insípido, ya que las sustancias disueltas le confieren un sabor agradable.

Planta de tratamiento de aguas contaminadas

Las aguas contaminadas son sometidas a tres tipos de tratamiento:

• El tratamiento primario consiste en la remoción de la materia orgánica particulada desde las aguas servidas o industriales, a través de un proceso de coagulación y sedimentación, donde los materiales contaminantes precipitan al fondo del agua. Esta operación deja libre al agua de un 35% de los contaminantes.

• El tratamiento secundario se tratan las aguas obtenidas del primer tratamiento, haciéndolas pasar a través de un tanque de aireación. Esta operación proporciona aire al agua de tal forma que ciertos microorganismos aeróbicos (que utilizan oxígeno) puedan descomponer la materia orgánica remanente y la transformen en dióxido de carbono CO2 y vapor de agua H2O. Una vez que los microorganismos y los residuos de materia orgánica parcialmente descompuesta se ubican fuera del tanque de sedimentación, regresan nuevamente al tanque de aireación donde son reutilizados.

• El tratamiento terciario consiste en un proceso químico que remueve del agua los contaminantes tóxicos, tanto orgánicos como inorgánicos que no fueron eliminados en las etapas anteriores, dejando el agua en un estado de 98% de pureza. Este tratamiento no siempre es aplicado debido a su alto costo.

En el presente, es imprescindible que los países cuenten con plantas de tratamiento que limpien el agua ya utilizada, antes de ser liberada a los cursos de agua naturales.

Es tarea de cada uno de nosotros el tomar las medidas necesarias para conservar este recurso tan vital.
Todos podemos preocuparnos de reducir el consumo diario de agua y mantener este recurso en óptimas condiciones si consideramos las siguientes acciones:

- Revisar regularmente las cañerías, llaves y sanitarios para evitar fugas de agua.
Tomar duchas cortas, de no más de 5 minutos. Se ha calculado que en una ducha de ese tiempo se consumen 65 litros de agua.
- Utilizar tapones para contener el agua en los lavatorios, lavaplatos o lavaderos, mientras se lava algún implemento; así se evita que el agua potable corra y se desperdicie.
- Hacer correr el agua de inodoro (WC) solo cuando ha sido usado. En cada vaciado del estanque se utilizan alrededor de 10 litros de agua. Más de 30% del agua que se consume en una casa se utiliza en este sistema de limpieza.
- Regar el jardín en las mañanas o al atardecer. Si el riego se realiza durante las horas de más calor se pierde una gran cantidad de agua por evaporación.
- Evitar la eliminación de sustancias tóxicas por el desagüe. Para esto, considera las siguientes medidas:
- No botar residuos sólidos a las aguas.
- No eliminar restos de pinturas por el desagüe. Este material contamina el agua con metales pesados como el plomo (Pb) y el cadmio (Cd); además, de solventes y aceites propios de su fabricación.
- Evitar el consumo de detergentes que contienen fosfatos, ya que producen eutrofización del agua.
- Consumir solo detergentes biodegradables.
- No utilizar el inodoro como basurero para botar remedios ni otros productos químicos.
- Disminuir, en lo posible, el uso de cloro y otros blanqueadores.

La vida se desarrolla en la biosfera o esfera de la vida. Reconocemos en ella la atmósfera que rodea el suelo terrestre o geosfera, donde se sustenta una gran masa de agua o hidrosfera. Podemos encontrar al agua en pequeñas gotas suspendidas en el aire, en los ríos y mares, en los hielos de los icebergs, en los organismos vivos y en muchos otros lugares.
Tal como lo planteara, en el año 1922, el biólogo y químico ruso, Alexander Oparin “El agua es la cuna de la vida surge la materia orgánica capaz de crear a los seres vivos”.

Distribución del agua en la Tierra
Aguas oceánicas:

El 98% del agua de la biosfera se encuentra en los mares y océanos, las grandes reservas de agua del planeta. Estas aguas contienen inmensas cantidades de sales disueltas.

Aguas continenetales:

El 2% restante de la hidrosfera corresponde al agua dulce, que se concentra en los lagos, ríos, lagunas, napas subterráneas y capas de hielo. Estas aguas se caracterizan por tener pocas sales minerales disueltas.

Observaciones

Las aguas de las napas subterráneas o capas freáticas, llegan de la superficie, infiltrándose a través del suelo formando magníficas despensas de agua.

Generalmente en las regiones áridas del planeta, estas aguas subterráneas representan el abastecimniento de agua para la población.

Las aguas subterráneas son susceptibles a alteraciones por contaminación. Es común que los residuos que proceden de las actividades industriales y agrícolas se infiltren hacia las profundidades del suelo y degraden estas aguas.

Hace fines del siglo XVII, el agua era considerada un elemento, es decir, una sustancia formada por una sola clase de átomos. Sin embargo, en 1781, el químico inglés Henry Cavendish demostró que el agua se formaba durante la combustión del gas hidrógeno. Cavendish afirmaba: si el hidrógeno arde es porque reacciona con el oxígeno del aire formando el agua. Ahora bien, como las propiedades del agua son distintas a las de los gases hidrógeno y oxígeno (ambos elementos), el agua no es una mezcla: es un compuesto (sustancias formadas por distintas clases de átomos). En la actualidad, a través de un proceso llamado hidrólisis es posible demostrar que los elementos constitutivos de agua son el H y O. El procedimiento consiste en descomponer el agua, aplicando corriente eléctrica para obtener hidrógeno y oxígeno gaseoso.

La estructura de la molécula del agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno los cuales se unen a través de un enlace covalente polar, dando como resultado una molécula de geometría angular, es decir, los átomos de hidrógeno están separados por un ángulo de 105º.

Por otra parte, como sabemos, su fórmula química es H2O, que nos indica que la proporción de hidrógeno y oxígeno en la molécula de agua es 2: 1.
Si comparamos los átomos de H y O, veremos que este último es un átomo de mayor tamaño, y por lo mismo, tiene más electrones o densidad electrónica que el átomo de hidrógeno. Esta característica determina que la molécula de agua sea polar, es decir, sobre el átomo de oxígeno hay una densidad electrónica mayor que genera una carga parcial negativa. Dicho de otro modo En el enlace químico que se forma entre el O y H participan los electrones del nivel más externo de sus átomos, los cuales son atraídos fuertemente hacia el oxígeno debido a su mayor electronegatividad (tendencia de un átomo para atraer electrones) lo que implica una polarización del enlace, es decir, el oxígeno adquire carga parcial negativa y el hidrógeno caraga parcial positiva. Estos enlaces polarizados y la naturaleza angular de la estructura de la molécula de agua dan lugar a un tipo de molécula polar. Esto significa que la molécula de agua tiene carga postiva hacia el extremo donde se encuentran los átomos de hidrógeno y carga negativa hacia el extremo contraio donde se ubica el átomo de oxígeno.

Del mismo modo que existen las uniones interatómicas, hay otras: las uniones intermoleculares, que permiten mantener unidas las moléculas de un compuesto. Dadas las características de polaridad de la molécula de agua, la unión se establece por medio de una fuerza de atracción intermolecular llamada enlace por puente de hidrógeno.

Dicho de otro modo, el extremo positivo de una molécula de agua resulta fuertemente atraído por el extremo negativo de otra molécula de agua cercana de forma que con las moléculas del entorno próximo se forman redes de moléculas unidas entre sí a través de un tipo de enlace especial llamado enlace por puente de hodrógeno.

El agua se encuentra en nuestro planeta en los 3 estados físicos (sólido, líquido y gaseoso). En todos ellos, las moléculas son idénticas y las diferencias se deben al tipo de interacciones que existen entre ellas en cada caso. En el proceso de pasar de un estado a otro, se forman o se rompen enlaces intermoleculares (entre moléculas), mientras que los enlaces intramoleculares (dentro de la molécula) permanecen intactos, es decir se mantiene el mismo compuesto sin cambiar sus propiedades químicas, solamente cambia su estado físico.

En el esquema anterior se aprecia que para que el agua pase de hielo a agua líquida y posterioremente a vapor se requiere sumnistrarle energía térmica, mientras que el proceso inverso de vapor a agua líquida y a hielo, el agua debe entregar calor al medio.

1. Agua líquida: El agua líquida se comporta como el resto de los líquidos: tiene masa, ocupa un volumen determinado y se adapta al recipiente que la contiene. La estructura molecular del agua líquida es una red de puentes de hidrógeno, con moléculas que tienen cierta movilidad.


2. Agua sólida: En el agua sólida las moléculas se ordenan de tal modo que ocupan mayor espacio que si estuvieran en estado líquido, presentando una estructura cristalina abierta. Esta es una característica única del agua; todos los demás líquidos al solidificarse contraen su volumen, en cambio en el agua se expande el volumen.

3. Vapor de agua: En el estado gaseoso las moléculas de agua se separan totalmente unas de otras, con lo cual los puentes de hidrógeno se anulan totalmente.

La siguiente figura muestra la distribución de las moléculas de agua en cada uno de los 3 estados físicos de ella.

Las propiedades del agua dependen de la polaridad de la molécula de agua y la posibilidad de sus moléculas para formar puentes de hidrógeno.

1. Punto de fusión y ebullición: El agua tiene puntos de ebullición y de fusión más elevados que la mayoría de los líquidos. A nivel del mar, el punto de ebullición del agua es 100º C y el de fusión es 0º C.
Recordemos que el punto de ebullición (p.e) de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido se iguala a la presión atmosférica que se ejerce sobre dicho líquido. La presión que actúa sobre un líquido influye significativamente sobre su punto de ebullición. El agua hierve (ebulle) a 100 ºC si está sometida a una presión de 1 atmósfera, sin embargo, si la presión disminuye hasta 0,06 atmósferas, la ebullición se produce a 0 ºC. Es por eso que en lugares cada vez más altos, donde la presión es cada vez menor, el agua puede ebullir a temperaturas menores a 100 ºC.
Los elevados puntos de ebullición y fusión del agua se deben a que la molécula es altamente polar y que sus estados líquido y sólido las moléculas de agua se asocian fuertemente mediante puentes de hidrógeno.

Si se calienta una masa de hielo, su temperatura aumenta gradualmente hasta que alcanza 0°C en que el hielo comienza a fundirse. Durante la fusión, la temperatura permanece constante (punto de fusión) porque el calor absorbido por la masa se emplea en vencer las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua del hielo. Una vez que la masa se ha fundido totalmente, el calor absorbido aumenta la energía cinética de las moléculas de agua y la temperatura aumenta hasta llegar a 100°C, donde comienza la ebullición. Durante ésta la temperatura permanece constante (punto de ebullición) porque el calor se está empleando para superar las fuerzas de atracción entre las moléculas al estado líquido. Cuando las moléculas están en fase vapor, la temperatura aumenta de nuevo.

En la figura se puede observar, que la primera parte de la curva que es paralela al eje del tiempo y que corresponde a la coexistencia de hielo-agua a 0°C, es más pequeña que la correspondiente parte que corresponde al paso de agua-vapor.

2. Densidad: Es otra propiedad que permite identificar una sustancia. Para conocer su valor se debe tener la masa y el volumen. La densidad del agua a 4º C es 1g / mL.
Durante el proceso de enfriamiento del agua desde los 100 ºC, se produce una contracción de volumen (aumenta la densidad) hasta llegar a la temperatura de 3,98 ºC (casi 4 ºC) en que alcanza su máxima contracción (máxima densidad), ya que al continuar enfriando, vuelve a dilatar su volumen (disminuye su densidad) hasta que se solidifica. El paso de agua líquida al hielo (a 0 ºC) va acompañado de un aumento considerable de volumen, disminuyendo significativamente su densidad. Debido a lo anterior, el hielo flota en el agua y produce importantísimos fenómenos mecánicos de rotura y disgregación de las rocas.
Además, el agua tiene otra propiedad importante: puede mantenerse muchos grados bajo cero sin solidificarse. Al contrario de los que sucede en la mayoría de los líquidos (que no se dilatan al molificarse).

3. Tensión superficial: Las moléculas en la superficie de un líquido se comporta en forma diferente a las que se encuentran en su interior. Estas últimas interactúan con otras moléculas en todo su entorno, en cambio, las de la superficie del líquido sólo son afectadas por las moléculas que se encuentran debajo y a los lados. Esto produce una fuerza de atracción neta hacia el interior sobre las moléculas de la superficie, contrayendo la superficie y produciendo un efecto como si fuera una membrana elástica.

La tensión superficial es la energía requerida para expandir una superficie líquida y es más alta para los líquidos que poseen atracciones intermoleculares fuertes. La tensión superficial es alta debido a la polaridad de sus moléculas y al gran número de puentes de hidrógeno que aumentan la cohesión de las moléculas entre sí. Precisamente las gotas de agua son esféricas debido a su elevada tensión superficial. Por esta misma razón, el agua es capaz de mantener sobre ella pequeños objetos que tienen mayor densidad.

Pincha sobre el video donde se aprecia la tensión superficial del agua.

Powered by Castpost

4. El agua posee una alta capacidad calorífica: Cuando se calienta un material, aumenta su temperatura, pero la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura es diferente en cada sustancia: algunos materiales necesitan mucha energía térmica para elevar su temperatura y otros menos. Para medir esta propiedad en las sustancias se utiliza una magnitud llamada Capacidad Calorífica Específica y se define como el calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de una sustancia en un grado Celsius. Cada sustancia tiene una capacidad calorífica diferente.
La capacidad calorífica del agua es muy alta lo que se debe a sus enlaces por puente de hidrógeno. Esta característica del agua se manifiesta en que es preciso transferir más energía térmica para fundir el hielo, calentar y vaporizar agua, que para hacer lo mismo con casi cualquier otra sustancia.

La cantidad de agua en la biosfera es constante y la hallamos en diferentes estados según el lugar o zona en que se encuentre.

¿Cómo circula el agua en la biosfera?

Gran porcentaje de las aguas está en permanente circulación, transfiriéndose de un lugar a otro. A través de la evaporación de las aguas superficiales de océanos, ríos o lagos, o por la transpiración de vegetales y animales, llegan a la atmósfera grandes masas de agua en estado gaseoso (vapor de agua), que luego se condensa formando las nubes. Desde ellas, el agua precipita como nieve, lluvia o granizo, incorporándose nuevamente a las cuencas acuosas e infiltrándose en los suelos continentales. Así, la distribución del agua en la naturaleza mantiene un constante equlibrio, ya que se recicla una y otra vez.

¿Qué cantidad de agua circula en la biosfera?

Son muchos miles de billones de metros cúbicos de agua los que están circulando entre la atmósfera, océanos, glaciares, aguas superficiales y aguas subterráneas.

El mayor intercambio de aguas se produce dentro del océano a través de la circulación marina. Se ha calculado que, desde las aguas superficiales a las profundas, circulan alrededor de 700 billones de metros cúbicos de agua. Desde las aguas oceánicas superficiales se evaporan 369 millones de metros cúbicos al año, aproximadamente.

A través del ciclo del agua, la cantidad de esta en la Tierra es siempre la misma; no hay posibilidad de recibir más agua de ninguna otra parte. Por lo tanto, es imprescindible no contaminarla y aplicar medidas de conservación.

Powered by Castpost

En el ámbito de la geología se conoce como meteorización al proceso de desintegración física y descomposición química de los materiales sólidos en la superficie de la Tierra por la acción de los agentes atmosféricos. Si se piensa en una roca, sería el proceso por el cual la roca se rompe en pequeños fragmentos, se disuelve, o se descompone formándose nuevos minerales. Algunas rocas, especialmente las arcillosas, tienen la tendencia a absorber agua aumentando significativamente su volumen.
Cuando la temperatura aumenta se produce la evaporación y la roca tiende a recuperar su volumen inicial generando una contracción. Este proceso genera tensiones y se produce la desintegración superficial de las rocas. En otros tipos de rocas el agua penetra en las grietas o huecos superficiales, al descender la temperatura del agua en las grietas se congela aumentando su volumen lo que provoca un aumento del tamaño de las grietas en la roca. Con el transcurso del tiempo este proceso termina por romper a la roca.
El agua erosiona la superficie de la Tierra

El fenómeno conocido como erosión consiste en la remoción de la capa superficial del suelo y de roca meteorizada por efecto de la acción del viento y la lluvia. Bajo condiciones naturales, la erosión es un proceso muy lento, pero como resultado de la explotación forestal, del exceso de pastoreo, de prácticas inapropiadas de cultivo, de la instalación de industrias y de la urbanización, el suelo vegetal apto para la agricultura se erosiona aceleradamente. Las avalanchas y los desprendimientos de tierra, roca y barro, que son ejemplos de erosión repentina y masiva, suelen ser muy peligrosas.
El agua juega un papel muy importante en el transporte del material erosionado. La lluvia, si cae con fuerza, puede arrastrar la capa superficial de rocas desintegradas y de suelo, produciendo erosión. Cuando un lugar recibe más agua, ya sea en forma de lluvia, nieve o hielo, de la que el terreno pueda absorber, el agua fluirá arrastrando el material suelto. En la costa, la erosión de acantilados rocosos y playas de arena es el resultado de la acción del mar, las olas y las corrientes marinas. En algunos lugares, la pérdida de terreno debido a la erosión costera representa un serio problema.

El planeta Tierra es el único que posee agua en estado líquido y es el único, que se sepa hasta el momento, donde se han podido desarrollar los seres vivos cuya existencia depende de este compuesto. De hecho, entre el 50 y 90% de la masa de los organismos vivos corresponde al agua.
Todas las reacciones químicas involucradas en los procesos biológicos se producen en el citoplasma de las células, que es un medio acuoso donde están disueltos carbohidratos, proteínas, sales y otras sustancias.
La sangre de los animales y la savia de las plantas contienen una gran cantidad de agua. Gracias a la gran capacidad de disolución que posee el agua, la sangre y la savia pueden transportar las sustancias alimenticias a las células de los animales y de las plantas.
Por otra parte, los organismos acuáticos como los peces, toman el oxígeno disuelto en el agua para su respiración. El agua también tiene influencia en el control de la temperatura del cuerpo debido a su elevado calor específico. La transpiración sobre la superficie del cuerpo se evapora absorbiendo calor, lo que provoca la disminución de la temperatura de la piel.

En su recorrido por los ríos desde la montaña, el agua disuelve las rocas calizas constituidas por carbonato de calcio CaCO3, el cual se encuentra abundantemente distribuido en la Tierra. Además, disuelve cloruros (Cl-), sulfatos (SO42-) y nitratos (NO3-) de calcio (Ca) y magnesio (Mg) por lo que adquiere un alto contenido de iones calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+)
La roca caliza es muy insoluble en agua, sin embargo, reacciona con el dióxido de carbono (CO2 proveniente del aire atmosférico) disuelto en el agua y se transforma en bicarbonato de calcio Ca(HCO3)2 que si es soluble en agua. La reacción que se produce es la siguiente:

Estas sales disueltas en el agua no constituyen un factor de peligro para la salud humana, pero presentan serios inconvenientes en los procesos de lavado doméstico e industrial ya que se combinan con el jabón formando sales insolubles que impiden la formación de espuma y lo que es más importante, disminuyen la disponibilidad del jabón, aspecto fundamental en los procesos de lavado. Son perjudiciales también, en instalaciones industriales que requieren el uso de calderas, ya que al calentar o hervir este tipo de agua se producen costras de carbonato de calcio CaCO3. Este fenómeno se observa comúnmente en ollas y teteras en nuestros hogares. Por efecto del calor, se invierte la reacción de disolución del CaCO3 para producir nuevamente el precipitado de CaCO3.

El contenido de estas sales, determina la “dureza” del agua. Si el contenido de bicarbonatos y sulfatos de calcio y magnesio en el agua es alto, se dice que el agua es dura y si el contenido es bajo o está libre de estos compuestos, se dice que el agua es blanda.

Existen dos tipos de dureza

Dureza temporal: Está determinada por el contenido de carbonatos de calcio y magnesio. Puede eliminarse por ebullición del agua y posterior separación de los precipitados por filtración. Se le conoce también como dureza de carbonatos.

Dureza permanente: Está determinada por el contenido de otras sales de calcio y/o magnesio y no se puede eliminar por ebullición. El agua que posee esta dureza puede ablandarse haciéndola pasar a través de un cilindro que contiene una resina capaz de absorber los iones metálicos que producen la dureza (Ca2+ y Mg2+) y liberar iones sodio (Na+). El método se denomina intercambio iónico y consiste en reemplazar los iones indeseables por iones sodio.
También se puede eliminar esta dureza, añadiendo carbonato de sodio Na2CO3 en una cantidad adecuada para precipitar los iones calcio como carbonato de calcio y luego separar este precipitado por filtración. La dureza permanente también se denomina dureza de no carbonatos o no carbónica.

En general el grado de dureza del agua corresponde a los mg/L de sales de calcio o de magnesio aunque se expresa como mg/L de carbonato de calcio. Así, el agua potable tiene, en promedio, una dureza de 250 mg/L de carbonatos de calcio y el límite máximo permisible es de 300 mg/L de dureza. El agua destinada al uso en calderas debe ser blanda.