El agua y sus cambios de fase
![Picture](/uploads/2/6/7/9/26798456/8630630_orig.jpg)
1.Semejanzas y diferencias que hay entre los tres estados de materia
-Dependiendo el caso en que se encuentren pueden pasar de un estado a otro.
-Cuando un solido es metal, para que este cambie de un estado a otro tiene que estar en altas temperaturas.
-En cada estado los átomos están en formas diferentes, en los solidos se encuentran mas juntas, en los gases sus enlaces atómicos son muy separados, mientras que en los líquidos hay un intermedio entre los dos.
-Debido a como están posicionado los átomos, en un solido no fluyen, en un liquido fluye a menor velocidad que los gases, y en los gases fluye muy rápido.
-La fuerza de cohesión de las partículas en los solidos es muy fuerte debido a que estas están aglomerados, en los líquidos fuertes y en los gases son débiles.
-El solido es el que tiene mayor densidad que el liquido, sin embargo el agua es una excepción a la regla pues el hielo tiene mucho espacio vacío en su interior, por lo tanto es menos denso que el agua liquida.
2. Aplicaciones del agua como refrigerante
El agua es empleada como refrigerante en casos de la vida diaria; la podemos evidenciar por ejemplo en la transpiración, donde el cuerpo utiliza el agua para poderse enfriar. Cuando hay temperaturas altas el cuerpo humano requiere de algo para bajar su temperatura, por lo tanto es común que uno tome duchas para aumentar el enfriamiento. Mas allá, se usa en muchas instalaciones comerciales, entre sus usos es en las plantas nucleares donde para mantener el núcleo del reactor mas frio se usan refrigerantes, esto es muy necesario porque si no se controlara habría mucho calor, lo cual podría hacer que ocurriera una catástrofe. También ayuda a enfriar los motores de los automóviles; Incluso el agua como refrigerante esta constantemente utilizado a nuestro alrededor, pues en el colegio y muchos edificios de oficinas tienen sistemas de aire acondicionado por agua fría circulante y ventiladores.
3. Consecuencias del comportamiento anómalo en el agua liquida y solida
El agua en liquido aumenta su volumen al congelarse. Por ejemplo, si se pusiera una botella cerrada en el congelador, el aumento del volumen seria muy grande, trayendo como consecuencia una explosión. El hielo flota porque la densidad del agua disminuye. El problema con la presión que este ejerce es que al expenderse podría hasta romper un barco atrapados en los hielos del ártico. Esto se debe a que el agua tiene una estructura microscópica diferente, donde las moléculas tienden a agruparse en redes y estas tienen una fuerte cohesión.
4. Implicaciones donde el volumen del agua se expande al congelarse
Existen varias implicaciones donde el volumen del agua se expande, en temperaturas muy bajas, donde hacen que esta cambie de estado de materia y se congele, puede causar que las tuberías produzcan roturas. Además, como podemos ver por ejemplo los icebergs en el polo norte, son hielos que gracias a la expansión flotan en agua liquida. Si lo miramos en cierta perspectiva, la vida de todos los seres ya sean animales acuáticos no seria posible si este hielo se hundiera en el agua pues la menor densidad del hielo hace que este flote en la superficie de los lagos al congelarse, formando una capa aislante que evita que el lago o rio se congele totalmente en invierno.
5. Describa a escala microscópica y macroscópica, lo que ocurre con una muestra de agua que se calienta de temperatura ambiente hasta 50ªc por encima de su punto de ebullición normal.
Al calentar un agua liquida lo primero que ocurre es que su temperatura aumenta, así como ocurre con las moléculas de gas el movimiento de las moléculas de agua aumenta al ser calentado. Cuando la temperatura alcanza los 100ªC, se forman burbujas en el interior del líquido las cuales suben a la superficie y estallan llegando al punto de ebullición. La temperatura permanece constante a 100ª hasta que toda el agua se evapora. En el caso de que el agua cambie totalmente a estado gaseoso, esta eleva la temperatura transformándose en vapor, y recibiendo el nombre de punto de ebullición normal del agua.
6. Análisis de la Curva de enfriamiento para el agua
Los cambios de temperatura por la extracción de calor son representados por los fragmentos inclinados en la curva de calentamiento; por otro lado, la transición de un estado físico a otro se representa por los sectores planos.
-Dependiendo el caso en que se encuentren pueden pasar de un estado a otro.
-Cuando un solido es metal, para que este cambie de un estado a otro tiene que estar en altas temperaturas.
-En cada estado los átomos están en formas diferentes, en los solidos se encuentran mas juntas, en los gases sus enlaces atómicos son muy separados, mientras que en los líquidos hay un intermedio entre los dos.
-Debido a como están posicionado los átomos, en un solido no fluyen, en un liquido fluye a menor velocidad que los gases, y en los gases fluye muy rápido.
-La fuerza de cohesión de las partículas en los solidos es muy fuerte debido a que estas están aglomerados, en los líquidos fuertes y en los gases son débiles.
-El solido es el que tiene mayor densidad que el liquido, sin embargo el agua es una excepción a la regla pues el hielo tiene mucho espacio vacío en su interior, por lo tanto es menos denso que el agua liquida.
2. Aplicaciones del agua como refrigerante
El agua es empleada como refrigerante en casos de la vida diaria; la podemos evidenciar por ejemplo en la transpiración, donde el cuerpo utiliza el agua para poderse enfriar. Cuando hay temperaturas altas el cuerpo humano requiere de algo para bajar su temperatura, por lo tanto es común que uno tome duchas para aumentar el enfriamiento. Mas allá, se usa en muchas instalaciones comerciales, entre sus usos es en las plantas nucleares donde para mantener el núcleo del reactor mas frio se usan refrigerantes, esto es muy necesario porque si no se controlara habría mucho calor, lo cual podría hacer que ocurriera una catástrofe. También ayuda a enfriar los motores de los automóviles; Incluso el agua como refrigerante esta constantemente utilizado a nuestro alrededor, pues en el colegio y muchos edificios de oficinas tienen sistemas de aire acondicionado por agua fría circulante y ventiladores.
3. Consecuencias del comportamiento anómalo en el agua liquida y solida
El agua en liquido aumenta su volumen al congelarse. Por ejemplo, si se pusiera una botella cerrada en el congelador, el aumento del volumen seria muy grande, trayendo como consecuencia una explosión. El hielo flota porque la densidad del agua disminuye. El problema con la presión que este ejerce es que al expenderse podría hasta romper un barco atrapados en los hielos del ártico. Esto se debe a que el agua tiene una estructura microscópica diferente, donde las moléculas tienden a agruparse en redes y estas tienen una fuerte cohesión.
4. Implicaciones donde el volumen del agua se expande al congelarse
Existen varias implicaciones donde el volumen del agua se expande, en temperaturas muy bajas, donde hacen que esta cambie de estado de materia y se congele, puede causar que las tuberías produzcan roturas. Además, como podemos ver por ejemplo los icebergs en el polo norte, son hielos que gracias a la expansión flotan en agua liquida. Si lo miramos en cierta perspectiva, la vida de todos los seres ya sean animales acuáticos no seria posible si este hielo se hundiera en el agua pues la menor densidad del hielo hace que este flote en la superficie de los lagos al congelarse, formando una capa aislante que evita que el lago o rio se congele totalmente en invierno.
5. Describa a escala microscópica y macroscópica, lo que ocurre con una muestra de agua que se calienta de temperatura ambiente hasta 50ªc por encima de su punto de ebullición normal.
Al calentar un agua liquida lo primero que ocurre es que su temperatura aumenta, así como ocurre con las moléculas de gas el movimiento de las moléculas de agua aumenta al ser calentado. Cuando la temperatura alcanza los 100ªC, se forman burbujas en el interior del líquido las cuales suben a la superficie y estallan llegando al punto de ebullición. La temperatura permanece constante a 100ª hasta que toda el agua se evapora. En el caso de que el agua cambie totalmente a estado gaseoso, esta eleva la temperatura transformándose en vapor, y recibiendo el nombre de punto de ebullición normal del agua.
6. Análisis de la Curva de enfriamiento para el agua
Los cambios de temperatura por la extracción de calor son representados por los fragmentos inclinados en la curva de calentamiento; por otro lado, la transición de un estado físico a otro se representa por los sectores planos.
Explicación de los siguientes conocimientos científicos aplicados a la calidad del agua para el consumo
- pH: Es una medida que indica el grado de acidez o alcalinidad de las sustancias. La sigla significa “potencial de hidrogeno”, donde este se mide por la concentración de hidrógeno. - Escala de pH: La escala del pH varia del 0-14. Las disoluciones que están por debajo de 7 son acidas, y las que están por encima de 7 son alcalinas. El valor de 7 se considera neutro, pues indica neutralidad en la solución como por ejemplo el agua.
-pH metro: El pH metro, también conocido como potenciómetro, es un instrumento sensor que ayuda a medir el pH de una disolución. Se determina a través de la medición del potencial por un vidrio que separa dos soluciones: un electrodo de referencia con un electrodo de vidrio el cual es sensible al ion de hidrogeno.
- Conductividad eléctrica en el agua: Es la medición de la habilidad del agua para transportar energía. La conductividad del agua depende de que tanta materia solida este disuelta en el agua. Cuando el agua es muy pura su conductividad es pobre, mientras que en el mar tiene mayor conductividad (gracias a la materia solidad como la sal).
-Temperatura: La temperatura tiene un efecto ligero en el pH, pues a medida de que la temperatura del agua sube, el pH disminuye. Por ejemplo para obtener un pH de 7 el agua pura tiene que estar a 25ªc., por otro lado el agua al estar en una temperatura de 60ªC también es posible que registre un pH cercano a 7 como 6,96. Demostrando que el cambio es ligero y no de tan gran magnitud, por lo tanto no puede ser registrado con las tiras de ensayo de pH. |
¿Qué parámetros de conductividad y pH debe tener el agua para poder ser destinada al consumo humano?
La calidad del agua es caracterizada por no tener sustancias ni microorganismos que sean peligrosos para los consumidores además de que no puede tener sensaciones desagradables como por ejemplo libre de olor, color y sabor.
Esta tiene ciertos parámetros los cuales tienen que ser evaluados previamente al consumo, los cuales son parámetros microbiológicos, químicos, indicadores y radioactividad. El agua para consumo humano debe ser de un pH de 7, es decir que su temperatura debería ser ambiente 25ªc. |
Trabajo de Campo
Tabla de datos #1: Medición de temperatura, conductividad, y pH del agua en la region de la Guajira
Gráfica # 1: Registro de los datos obtenidos sobre el pH, temperatura y conductividad del agua en la Guajira
De acuerdo con los datos anteriores podemos observar que los cambios mas drásticos que se obtuvieron fue la conductividad del agua. De acuerdo con la gráfica, la conductividad aumento de tal manera que se logro ver una linea recta ascendente, y después descendió. Con esto concluimos que la habilidad para conducir, transmitir calor y energía del agua que se acerco a una agua mas potable fue la de 4,7 s/m que fue en playa camarones. Ademas, como se sabe que la corriente eléctrica se transporta por medio de iones en solución, la conductividad aumenta cuando aumenta la concentración de iones. De acuerdo con la tabla, la temperatura no tuvo un gran efecto en lo que fue la conductividad, pues ya fuera mas alta o baja, el rango de conductividad llego hasta 100,1 s/m.
Por otro lado, el pH no vario tan drásticamente, sin embargo se pudieron hallar unas diferencias de acuerdo con los sitios donde fueron tomadas. Por ejemplo, el pH que mas se acerco a el agua potable fue el de un pozo en playa camarones, mientras que en la ranchería Utta del cabo de la vela tuvo un resultado muy alto para ser una agua que usamos. Esto debe ser por el sitio en que se almacena el agua, y la manera en que la consiguen. Como en la ranchería Utta dio un pH de 9,13, esto quiere decir que son aguas alcalinas, donde sus disoluciones son base, y su concentración de OH- es superior a la del H+. Sin embargo, el pH que mas bajo dio en la escala fue el de palomino con 6,80, el cual es cercano al 7 pero se considera como un agua acida, pues el H+ es superior al OH-. Asi en el gráfico se logró observar que el pH no tuvo mayor cambio en comparación con la conductividad.
De acuerdo con los datos analizados, el pH del agua en la Guajira indica que el agua es apta para el consumo humano, pero ciertos lugares con restricciones como lo fue la ranchería de Utta, hay que tener cuidado en el consumo como en cualquier lugar, pues hay veces que estamos expuestos a diferentes peligros. A pesar de tener estos datos, considero que no fueron los suficientes para dar una respuesta a la comunidad, debido a que fueron solamente cuatro. Ademas, hay que tener en cuenta de que los lugares a que fuimos eran de buenas condiciones y era mucho mas probable que por seguridad a las personas que estuviesen alojados el agua fuera lo mas potable posible. Si hubiéramos tomado datos en otros lugares con menores recursos y un poco mas cerca a la realidad en que las personas de Guajira viven, tendríamos unos resultados mas fiables y exactos sobre el agua y que tan apropiada es para el consumo humano.
Por otro lado, el pH no vario tan drásticamente, sin embargo se pudieron hallar unas diferencias de acuerdo con los sitios donde fueron tomadas. Por ejemplo, el pH que mas se acerco a el agua potable fue el de un pozo en playa camarones, mientras que en la ranchería Utta del cabo de la vela tuvo un resultado muy alto para ser una agua que usamos. Esto debe ser por el sitio en que se almacena el agua, y la manera en que la consiguen. Como en la ranchería Utta dio un pH de 9,13, esto quiere decir que son aguas alcalinas, donde sus disoluciones son base, y su concentración de OH- es superior a la del H+. Sin embargo, el pH que mas bajo dio en la escala fue el de palomino con 6,80, el cual es cercano al 7 pero se considera como un agua acida, pues el H+ es superior al OH-. Asi en el gráfico se logró observar que el pH no tuvo mayor cambio en comparación con la conductividad.
De acuerdo con los datos analizados, el pH del agua en la Guajira indica que el agua es apta para el consumo humano, pero ciertos lugares con restricciones como lo fue la ranchería de Utta, hay que tener cuidado en el consumo como en cualquier lugar, pues hay veces que estamos expuestos a diferentes peligros. A pesar de tener estos datos, considero que no fueron los suficientes para dar una respuesta a la comunidad, debido a que fueron solamente cuatro. Ademas, hay que tener en cuenta de que los lugares a que fuimos eran de buenas condiciones y era mucho mas probable que por seguridad a las personas que estuviesen alojados el agua fuera lo mas potable posible. Si hubiéramos tomado datos en otros lugares con menores recursos y un poco mas cerca a la realidad en que las personas de Guajira viven, tendríamos unos resultados mas fiables y exactos sobre el agua y que tan apropiada es para el consumo humano.
Reflexión
La Guajira, es uno de los departamentos de Colombia, y es muy rico en recursos naturales. Sin embargo se encuentra con un gran problema, donde la comunidad grita S.O.S debido a la escasez de agua; Es un lugar donde hay épocas en que la lluvia parece un mito, y una gota de agua es como un milagro. El tema del agua ha tomado relevancia en los últimos años, pues constantemente se esta enfrentando con sequias.
Existen varios niños que por esta problemática han perdido su vida, y a través de las cifras que nos exhibe la Dane: 35 de cada 100.000 niños menores de 5 años mueren por desnutrición, esto nos muestra una mirada de la desesperanza que se vive en este departamento. La lluvia la cual se considera como una esperanza de vida de la región ha disminuido tanto que se ha demostrado que como consecuencia, a menos lluvia, menos agricultura, por ende, hay menos nutrición, y peor índice de vida para las comunidades indígenas como la Wayuu. Los niños, que considero no deberían sufrir y vivir esta dura situación reconocen todo lo que esta pasando, donde en lengua Wayuu dicen “ Juya nos abandono”, es decir que el agua se termino, se acabó, se desapareció sin dejar rastro alguno, acabando lentamente con la felicidad de las comunidades, dándoles duro, y poniéndolos en una delgada línea entre lo que es la vida y la muerte, pues una gota puede hacer la diferencia.
Todo esto es una realidad que impacta fuertemente a cada ser humano. Debido a esta situación tan difícil que constantemente se enfrenta el departamento es necesario tomar una iniciativa y desarrollar un plan de acción para prevenir y resolver la problemática. Para comenzar el plan, si se habitara en una ranchería, existen varios proyectos e ideas que se pueden realizar.
Un proyecto, necesita una cierta financiación, y estas generalmente son inversiones millonarias que van de la mano con campañas. Si se pretende hacer un proyecto donde se pueda proveer agua en toda la región, existirá un rango de precios que puede llegar hasta los 288 mil millones de pesos, si el gobierno con ayuda de otras organizaciones como el banco mundial accede. Este plan departamental de agua puede funcionar si las comunidades se ponen de acuerdo y el gobierno plantea un plan fiable y eficaz.
Para solucionar la problemática del agua en la Guajira en una ranchería específicamente, considero que de las ideas que mas posibilidad tendrían en realizarse y funcionar es hacer perforación de pozos profundos para la obtención de agua potable, donde su profundidad puede variar entre los 100 y los 150 metros. Pues de acuerdo con el Ministerio del Interior “El Instituto Geográfico Agustín Codazzi nos dio las directrices de dónde está el agua subterránea y lo que estamos viendo es que en el interior de La Guajira hay un río profundo que tenemos que empezar a explotar”. Sin dudarlo, gracias al agua subterránea también se puede construir y aplicar a lo que se conoce como un sistema de riego por goteo el cual consiste en una irrigación por medio de válvulas, tuberías y emisores donde el agua se proporciona justo al pie de la planta, en la zona que esta influenciada por las raíces; esto puede traer grandes mejoras en la ranchería para lo que es el cultivo y su agricultura.
Mas allá, es necesario tener en cuenta que al perforar los pozos estos tienen que ser de gran profundidad, puesto que entre los 50 y 70 metros la mayoría del agua no es buena para la salud, ya sea por su contaminación y su pH. Por lo tanto, es requerido perforar aun mas profundo para encontrar agua de optima calidad. Para evitar que el agua contaminada, o en otras palabras no apropiada para la salud del ser humano se junte con la potable, se puede sellar los pozos por donde corría esa agua contaminada. También hay que tener en cuenta que depende donde este ubicada la ranchería, por ejemplo en el viaje que estuvimos en la Ranchería Utta, para que se tenga un pozo, este tiene que ser de mayor profundidad para encontrar agua potable debido a que esta mas cerca al mar.
Por otro lado, para solucionar esta problemática del agua en una ranchería, se puede tomar la medida no solo del pozo sino también de proveer carros tanque, aunque esta idea no es una solución permanente por lo tanto es mejor hacer la perforación de pozos profundos. Otra medida que se puede proponer, pero que ha de ser un poco mas compleja que las otras es usar el agua del mar y a través de unas plantas desalinizadoras y potabilizadores hacer que sean apropiadas para el consumo del ser humano. Este proyecto ya es de mayor magnitud, pero garantizaría la posibilidad de tener agua las 24 horas del día, 7 días a la semana.
Para concluir, la Guajira es un departamento que con visión y claridad tiene manera de solucionar un problema que los ha amenazado durante todo este tiempo. Estos proyectos pueden prevenir las problemáticas, teniendo en cuenta que como comunidades hay que ser cuidadosos en como se manejan. La responsabilidad y actitud son clave para ejercer estas ideas.