11 Agua y Contaminacion 04-09-11 1H

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Aguas y Contaminación 
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Objetivos 
de la 
Unidad 
 Conocer la composición y propiedades de las aguas naturales y los 
fenómenos químicos y físicos que tienen lugar tanto de forma natural 
como artificialmente o por la presencia de contaminantes. 
 Comprender el problema de la dureza de las aguas y conocer las 
diferentes formas de ablandarlas. 
 Entender la importancia del agua como recurso escaso. 
 Analizar los deferentes tipos de contaminación ambiental 
 
11.1. Introducción 
 
El agua es la sustancia más usada en la vida diaria y en particular en un laboratorio 
de química. 
Sus usos principales son para limpieza y calefacción, donde el término agua 
significa una solución acuosa de sustancias disueltas y no como la especie 
químicamente pura H2O. Es el mejor disolvente de muchas sustancias gaseosas o 
sólidas. Resulta de interés el estudio de las características y las consecuencias que 
ciertas sales inorgánicas le confieren al agua. 
 
11.2 Propiedades físicas 
 
El agua pura es un líquido inodoro, insípido y prácticamente incoloro, pues 
solamente en grandes espesores presenta un tono débilmente azul o azul verdoso 
(efecto óptico debido a la acción de partículas suspendidas sobre la luz). Es la única 
sustancia abundante en la naturaleza en tres estados. Es el solvente universal, es el 
líquido con mayor tensión superficial. Su capacidad calorífica o calor específico es 1 
cal. El agua puede absorber o liberar grandes cantidades de calor con cambios 
relativamente pequeños en temperatura. Contiene iones disociados H+ y OH- . El pH 
de agua pura es 7 ([H+]=10-7 moles/litro) y las aguas naturales pH 5-8 (aunque en las 
subterráneas puede oscilar entre 1.8 y 11). 
 
Es uno de los líquidos que mejor conduce el 
calor (excepto el mercurio, pero aún así su 
conductividad, térmica es pequeña. Sus 
puntos de fusión y de ebullición (0° y 100°C 
) definen la escala centígrada de 
temperatura. 
La molécula de agua es fuertemente polar y 
por lo tanto la sustancia se presenta, tanto 
el estado liquido como al sólido asociada 
por puentes de hidrogeno (ver Figura 1). 
 
 
Figura 1: Molécula de agua 
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A 0ºC el agua retiene, en gran parte, la 
estructura abierta del hielo, pero a medida 
que se eleva la temperatura y se rompen 
los enlaces de hidrogeno aparece una 
tendencia hacia la formación de 
estructuras compactas de máxima 
densidad. Esto explica que la densidad del 
agua aumente anormalmente al elevar 1a 
temperatura entre 0°C y 4°C (exactamente 
3,98°C) en que alcanza su valor máximo 
de 1 g/l. Por encima a por debajo de esta 
temperatura el agua se dilata (ver Figura 
2). 
. Figura 2: Densidad 
 
La existencia de una estructura abierta en 
el estado sólido explica que el agua 
aumente su volumen al solidificar. Esto 
hace que el hielo, flote en lugar de 
hundirse y es el motivo por el que los 
lagos y los ríos se congelan desde la 
superficie hacia abajo. La capa de hielo 
aísla el agua que se encuentra debajo y 
dificulta la transferencia de calor al aire. 
Debido a esto en un lago no se congela 
toda el agua sino solamente la capa 
superior, aunque la temperatura del aire 
permanezca por debajo de 0ºC durante 
lapsos prolongados (ver Figura 3). 
Figura 3: Hielo 
 
La naturaleza fuertemente polar del 
agua, que se pone de manifiesto- en el 
elevado valor de su constante 
dieléctrica, es responsable de sus 
excelentes propiedades como 
disolvente, ionizante. No solamente 
quedan fuertemente disminuidas las 
fuerzas entre aniones y cationes en el 
cristal sino que, además, la tendencia 
de las moléculas de agua a solvatarse 
con los iones proporciona la energía 
necesaria para el proceso de disolución 
(ver Figura 4). 
 
Figura 4: Disolución 
 
11.3 El agua en la naturaleza 
 
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El agua es el compuesto químico más 
abundante, el mas conocido: y el de mayor 
importancia vital: Su excepcional 
trascendencia desde el punto de vista 
químico reside en el hecho que la mayoría 
de los procesos que ocurren en la 
naturaleza (no solo los de los organismos 
vivos, animales y vegetales sino también en 
la naturaleza organizada de la tierra así 
como en el laboratorio y en la industria) 
tienen lugar entre sustancias disueltas en 
agua (ver Figura 5). 
 
Figura 5: El agua en la 
naturaleza 
El agua constituye, aproximadamente las ¾ 
partes del material superficial de- la corteza 
terrestre, Las plantas y los animales 
contienen una gran proporción de agua 
combinada los peces aproximadamente un 
80%, la carne vacuna un 60%, el cuerpo 
humano 70%, las plantas acuáticas entre el 
50% y 75% y las plantas terrestres entre el 
50% y el 75%. Muchísimas rocas contienen 
agua tanto combinada como absorbida 
(hasta un 14% de agua absorbida en la 
arcilla) (ver Figura 6). 
 
 
Figura 6: El agua en el planeta 
 
 
11.4 Clasificación de las aguas naturales 
 
Teniendo en cuenta su origen las aguas se clasifican de la siguiente manera: a) 
aguas meteóricas, b) aguas superficiales y c) aguas subterráneas 
 
a) Aguas meteóricas. 
 
Se entienden como tales el agua de lluvia, la nieva as! como el granizo y constituyen 
la forma mas pura de agua natural debido a su bajo porcentaje de sustancias 
disueltas. 
El agua de lluvia, en su recorrido a través del aire disuelve O2, CO2; N2, NH3, óxidos 
de nitrógeno (NO y NO2), etc. Además arrastra mecánicamente polvo inorgánico y 
orgánico. 
El agua de lluvia que se recoge cerca del mar contiene cloruro de sodio y la que se 
recoge en inmediación de las ciudades contiene compuestos sulfurosos (SO2, SO3, 
H2S) y otros gases productos de la actividad industrial. 
 
b) Aguas superficiales 
 
Las aguas superficiales más importantes son las de ríos, mares y lagos se 
caracterizan en general por contener un gran número de sustancias disueltas y en 
suspensión. 
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Los ríos contienen no solo la materia sólida suministrada por los arroyos sino 
también la materia orgánica proveniente de las plantas que crecen en las orillas y en 
el fondo de los ríos así como de las aguas servidas de los pueblos y ciudades que 
atraviesan. Además debido a su volumen y turbulencia, arrastra una considerable 
cantidad de sólidos en.: suspensión, parte de los cuales provienen del terreno que 
atraviesan. El agua de los ríos se vuelca en el mar arrastrando sus sales disueltas y 
las sustancias en suspensión que no se han depositado en su recorrido. El vapor 
que se eleva del mar por evaporación esta constituido por agua casi pura y por lo 
tanto, a menos que 1as materias disueltas se extraigan continuamente el agua de 
mar debe tornarse cada vez mas salada. 
 
c) Aguas subterráneas 
 
Estas aguas son las que se desplazan con pequeñas velocidades por debajo de la 
superficie terrestre. Se encuentran generalmente libres de sustancias en suspensión 
aunque sean mas duras pueden contener una mayor proporción de sustancias 
disueltas que las aguas superficiales. 
 
Tan pronto como el agua de lluvia llega al 
suelo comienza a atacar y a disolverdiversas rocas, materiales orgánicos, etc. 
formando aguas superficiales 
subterráneas. En su recorrido por el 
interior de la tierra, el agua que se infiltra 
pierde la mayor parte de su materia 
orgánica y disuelve, parte de las 
sustancias minerales que constituyen el 
manto pétreo (ver Figura 7). 
 
 
Figura 7: Estalactitas 
 
 
El agua de lluvia infiltrada contiene una pequeña proporción de CO2 disuelto (aprox. 
0,04%) que proviene de la atmósfera. Cuando dicha agua atraviesa capas naturales 
de piedra caliza disuelve el carbonato de calcio que la forma. 
 
CaCO3 + H2O +CO2 →Ca++ + 2 HCO3- 
 
Este es un equilibrio heterogéneo en cuyo desplazamiento juega un rol muy 
importante la concentración de CO2 en el agua. La acción disolvente de las aguas 
que contiene CO2 explica a existencia de grutas en las regiones calizas.. 
Debido a la presión de las capas superpuestas, el agua infiltrada es obligada a 
volver a la superficie como agua de manantial. Si al agua de manantial contiene en 
solución una cantidad poco común de algún constituyente particular, que le da un 
gusto marcado, o alguna propiedad específica, se le da el nombre de agua mineral. 
Las aguas minerales no contienen necesariamente un gran exceso de sustancias 
minerales. 
 
11.3.1 Impurezas contenidas en las aguas naturales 
 
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Las impurezas que contienen las aguas naturales pueden ser de dos tipos: 
1. Sustancias disueltas: las más importantes son los carbonatos, cloruros, sulfatos y 
nitratos de Na, Ca, Mg, Fe, y Mn así como compuestos orgánicos, sales de 
amonio, y gases tales como en nitrógeno, oxigeno y dióxido de carbono 
2. Sustancias en suspensión: las más importantes son las arenas arcillas, 
microorganismos y otros productos tanto de origen vegetal coma animal. 
 
11.5 Dureza de aguas 
 
Desde un punto de vista industrial y domestico las sales disueltas que posee un 
agua determinada pueden clasificares en dos grandes grupos: 
 
1. Sales causantes de dureza como son las de Ca y Mg 
2. Sales no causantes de dureza como son las de Na, K, Mn 
 
Por consiguiente una dura es aquella que contiene iones Ca++ y Mg++ en 
concentración superior a los límites determinados para cada empleo. 
 
La dureza de un agua se manifiesta experimentalmente entre otros por los 
siguientes aspectos: 
 
1. Origina un producto insoluble con el jabón. El jabón común es una sal sódica de 
un ácido graso superior que en presencia de cationes Ca++ o Mg++ origina un 
producto insoluble. En este caso se dice que el agua corta al jabón. 
2. Forma incrustaciones al calentar el agua lo que constituye un gran inconveniente 
industrial 
 
La dureza de un agua puede ser temporaria o permanente y el conjunto de ambas 
recibe el nombre de dureza total. La dureza temporaria se debe a la presencia ce 
bicarbonatos de Ca y/o Mg en el agua y recibe este nombre pues puede ser 
eliminada por simple ebullición del agua 
 
(HCO3)2Ca→CaCO3 + CO2+ H2O 
 
En realidad, la reacción es reversible pero la ebullición hace que el equilibrio se 
desplace en el sentido directo. 
La dureza permanente no puede ser eliminada por este método y ello se debe a las 
restantes sales de Ca y/o Mg que contiene el agua (sulfatos, cloruros, etc.). Las 
sales que predominan las aguas son los bicarbonatos, seguidos en orcen de 
importancia por los sulfatos. Los cloruros se encuentran en muy pequeña proporción 
y raramente los nitratos. Aunque el CaCO3 es muy poco soluble en agua (0,014 g/l) 
en contacto con el CO2 que contiene siempre las aguas naturales se transforma en 
bicarbonato de calcio que es unas 30 veces más soluble. 
 
El análisis de la dureza total en muestras de aguas es utilizado en al industria de 
bebidas, lavandería, fabricación de detergentes, acabados metálicos, teñido y 
textiles. Además en el agua potable, agua para calderas, etc. El método se basa en 
la cuantificación de los iones calcio y magnesio por titulación con el EDTA y su 
posterior conversión a dureza total expresada como CaCO3.La muestra de agua que 
contiene los iones calcio y magnesio se le añade un buffer de pH 10, 
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posteriormente, se le agrega el indicador eriocromo negro T.(ENT), que hace que se 
forme un complejo de color púrpura, enseguida se procede a titular con EDTA (sal 
disódica) hasta la aparición de un color azul. 
 
Las aguas se pueden clasificar teniendo en cuenta su dureza (ver Tabla 1). 
 
Tipo de agua Dureza en ppm 
suave o blanda 0-75 
poco dura (media) 75-150 
dura 150-300 
muy dura > 300 
Tabla 1: Tipo de agua 
En el agua potable el límite máximo permisible es de 300 mg/l de dureza y e el agua 
para calderas el límite es de 0 mg/l de dureza 
 
La dureza puede indicarse en destintas formas según se muestra en la Tabla 2. 
 
mg CaCO3/l o ppm de 
CaCO3: 
miligramos de carbonato cálcico en un 
litro de agua; es decir ppm de CaCO3. 
grado francés: Equivale a 10,0 mg CaCO3/l de agua. 
grado alemán: Equivale a 17,9 mg CaCO3/l de agua 
grado americano: equivale a 17,2 mg CaCO3/l de agua. 
grado inglés o grado Clark Equivale a 14,3 mg CaCO3/l de agua. 
Equivalencias 1ºF = 0,56 ºA = 0,7 ºI = 10 ppm 
Tabla 2: Escalas de medición de durezas 
 
Dado que el grado francés equivale a 10 ppm de carbonato, otras equivalencias 
sencillas son 
 1 miliequivalente = 5 grados franceses = 50 ppm de CO3Ca 
 1 grado francés = 10 ppm de CO3Ca = 0,2 miliequivalentes 
 1 ppm de CO3Ca = 0,02 miliequivalentes = 0,1 grado francés 
 
Resumiendo: 
 
D
ur
ez
a 
te
m
po
ra
l Se produce por carbonatos y puede ser eliminada al hervir el agua o por la adición de cal (hidróxido de calcio). El bicarbonato de calcio es menos soluble en agua caliente que en agua 
fría, hervir contribuye a la formación de carbonato que precipita dejando el agua menos dura. 
Los carbonatos pueden precipitar cuando la concentración de ácido carbónico disminuye, con 
lo que la dureza temporal disminuye, y si el ácido carbónico aumenta puede aumentar la 
solubilidad de fuentes de carbonatos, como piedras calizas, con lo que la dureza temporal 
aumenta. Esto está en relación con el pH de equilibrio de la calcita y con la alcalinidad de los 
carbonatos. Este proceso de disolución y precipitación es el que provoca las formaciones de 
estalagmitas y estalactitas. 
D
ur
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pe
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an
en
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No puede ser eliminada al hervir el agua, es usualmente causada por la presencia del sulfato 
de calcio y magnesio y/o cloruros en el agua, que son más solubles mientras sube la 
temperatura. Puede ser eliminada utilizando el método SODA (Sulfato de Sodio). También es 
llamada dureza de no carbonato ya que se debe a la presencia de sulfatos (SO4-2), nitratos 
(NO3-) y cloruros de calcio (CaCl2) y magnesio (MgCl2). Esas sales no precipitan por ebullición. 
 
Tabla 2: Dureza temporal y permanente 
 
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11.5.1. Inconvenientes de la dureza 
 
En inconveniente más notable es que corta el jabón ya que las aguas duras 
reaccionan con los jabones de sodio formando jabones de calcio o magnesio 
insolubles: 
 
2 NaR + Ca2+ → CaR2 + 2 Na+ 
Jabón de sodio Jabón de calcio 
 
El agua dura produce endurecimiento y 
oscurecimiento de legumbres debido a 
los iones de Ca 2+ y Mg2+. 
Las incrustaciones o sarro disminuyen el 
caudal aprovechable,y la transmisión de 
calor en equipos que la utilicen. Dado 
que existen otros iones que interfieren, 
límites de dureza pueden variar. 
 Figura 7: Depósitos dejados por el agua dura 
Cuando el agua es dura, puede obturar 
las cañerías, las calderas, los 
termotanques, etc. y la eficiencia de 
estos equipos disminuye. Además 
incrementa los costos de calentamiento 
del agua para uso doméstico en un 15 a 
un 20%. También tiene un efecto dañino 
en los lavarropas por los precipitados. El 
ablandamiento del agua puede prevenir 
estos efectos negativos y aumentar la 
vida media de las maquinarias 
domésticas tales como los lavarropas y 
cañerías. 
 
 
 
 
Figura 8: Obturación 
 
 
11.6 Ablandamiento de aguas 
 
El ablandamiento o eliminación de la dureza de las aguas consiste en un tratamiento 
químico que tiene por objeto 1a eliminación de los iones calcio y magnesio 
convirtiéndolos en compuestos insolubles complejos de modo tal que las 
concentraciones remanentes de los cationes respectivos no alcancen a ejercer 
efectos perjudiciales. Los métodos más importantes para lograr este fin son el 
tratamiento con cal-soda y el tratamiento con resinas de intercambio iónico y 
ósmosis inversa. 
 
11.6.1 Tratamiento con cal-soda 
 
Este método se basa en la precipitación de los iones que originan la dureza del 
agua, sedimentación del precipitado y posterior filtración a fin de una una completa 
clarificaron del agua tratada. 
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La cal se emplea en la forma de hidróxido de calcio (lechada de cal) siendo sus 
objetivos la eliminación de la dureza temporaria y la precipitación del Mg como 
hidróxido insoluble. La soda no es otra cosa que Na2CO3 de un 99% de pureza, que 
tiene por objeto la eliminación de la dureza permanente. 
 
a) Eliminación de la dureza temporaria 
La dureza debida al bicarbonato de Ca disuelto en el agua se elimina agregando 
hidróxido de Calcio 
 
Ca(HCO3)2 + Ca(HO)2 → CaCO3 + 2H2O 
 
La dureza debido al bicarbonato de magnesio disuelto en el agua se elimina 
agregando un exceso de Hidróxido de calcio para que se forme Hidróxido de 
magnesio insoluble, el que precipita en forma conjunta con el carbonato de Calcio. 
 
Mg(HCO3)2 + 2Ca (HO) 2 → Mg OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O 
 
En definitiva se trata de que todo el Mg se transforme en hidróxido, que es más 
insoluble que el carbonato. 
 
b) Eliminación de la dureza permanente 
La dureza debida a las restantes sales solubles de Ca se eliminan agregando Na2 
CO3. 
 
CaSO4 + Na2CO 3 → Na 2SO4 + CaCO3 
 
CaCl2 + Na2CO 3 → Na l + CaCO3 
 
La dureza debida a las restantes sales solubles de Mg se eliminan agregando 
Na2CO3 y el Ca(HO)2 necesario a fin de que se forme Mg(OH)2 insoluble el que 
precipita en forma conjunta con el carbonato de calcio. 
 
MgSO4 + Na2CO 3 + Ca(OH) 2 Mg(OH) 2 + CaCO3 + Na2SO4 
 
MgCl2 + Na2CO 3 + Ca(OH) 2 Mg(OH)2 + CaCO3 + 2NaCl 
 
11.6.2 Intercambio iónico 
 
Este método se basa en el equilibrio que se puede establecer en la distribución de 
un soluto (ión) entre dos fases, una de ellas es un líquido y la otra, el intercambiador 
iónico es un sólido que tiene la propiedad de absorber el soluto iónico. 
El intercambiador iónico es una especie de red tridimensional fija de carácter 
aniónico o catiónico que tiene adosado ciertos grupos móviles de carácter catiónico 
o aniónico, los primeros utilizados fueron uso minerales del grupo de los zeolitas 
(NaZe). Cuando el intercambiador se coloca en agua se produce su disociación, que 
se puede representar de la siguiente manera: 
 
RH → R- + H+ para un cambiador catiónico 
 
ROH → R+ + HO- para un cambiador aniónico 
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NaZe → Ze- + Na+ para una zeolita 
 
Cuando se ponen en contacto los iones del agua dura con el intercambiador se 
establece un equilibrio que puede expresarse de la siguiente manera 
 
2 HR + Ca++ → CaR2 + 2 H+ 
 
2 HOR + SO4= → SO4R2 + HO- 
 
2 NaZe + Mg++ → MgZe2 + 2 Na+ 
 
Cuando se utilizan resinas de ablandamiento se realiza haciendo pasar el agua dura 
a través de dos columnas de intercambio, una elimina los cationes alcalino-térreos, y 
la otra reemplaza los aniones provenientes del agua. La eficacia de las reacciones 
anteriores disminuye gradualmente a medida que la resina pasa de la forma H+ o 
HO- a la forma Ca++ o SO4=. Esta resina tiene la cualidad de que puede ser 
regenerada mediante un tratamiento acido o básico. 
 
Estas reacciones de regeneración son inversas de las correspondientes al 
intercambio iónico y permite que la resina vuelva a su forma original para que pueda 
ser reutilizable. 
Sacan la dureza del agua y dejan el agua desmineralizada, pero no eliminan las 
sustancias no iónicas y las bacterianas. Inicialmente se usaron zeolitas (silicatos 
naturales) que intercambiaban Ca2+ y Mg2+ por Na+. Actualmente se usan 
macromoléculas orgánicas artificiales: Catiónicas RH que intercambian Ca2+ y Mg2+ 
por H+ y aniónicas ROH que cambian Cl- y NO3- por OH- 
 
c) Osmosis inversa 
 
La ósmosis es el pasaje de un solvente desde el solvente puro a la solución o desde 
la solución de concentración mayor a la de menor concentración a través de una 
membrana semipermeable. 
La ósmosis inversa es un proceso que invierte al proceso natural que tiende a 
igualar concentraciones de sales a través de una membrana semipermeable, por 
medio de una presión negativa al flujo natural. Esto provoca un aumento de nivel en 
la zona que recibe el solvente y la presión ejercida por esta columna liquida es la π 
(Presión osmótica). 
 
Si se aplica en esta zona una presión superior a la osmótica (P > π) el proceso se 
invierte. Si se usa como solvente agua pura y como solución un agua dura, se la 
podrá ablandar. Este proceso es muy usado para desalinizar agua. La ósmosis 
inversa también remueve los sólidos naturales y los minerales del agua pura, que 
son elementos beneficiosos. En términos simples el agua es procesada en una 
refinería hasta que todo ha sido removido. El resultado es agua desnaturalizada y 
estéril, ya que todos los elementos beneficiosos han sido eliminados. 
 
La finalidad de este proceso es eliminar el exceso de concentración de sal disuelta 
en el agua, cuando por ser muy elevada causa problemas en procesos industriales o 
deja de ser potable. El agua se hace fluir sobre una membrana semipermeable 
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ejerciendo una presión sobre la misma que rompe la presión osmótica y el efecto 
físico de la membrana lo que induce a pasar agua del lado de alta concentración de 
sales al lado de baja concentración aumentado aún mas la diferencia de 
concentración pues el lado de baja será diluido aún más. 
 
Cuando una pasa de uva se pone en agua se hincha por el principio del equilibrio de 
la concentración de sales. El proceso puede invertirse filtrando una solución salina a 
través de una membrana semipermeable y se llama ósmosis inversa. El agua que 
pasa a través de una membrana (o intercambiador) y pierde hasta el 95% de las 
sales disueltas porque los iones disueltos son demasiado grandes para pasar. La 
membrana es un compuesto mineral con poros de un tamaño determinado. Las 
partículas más pequeñas pasan a través de los poros, mientras que loscompuestos 
moleculares de mayor tamaño, o incluso materiales celulares, quedan retenidos. 
 
Durante este proceso de desmineralización se aplican presiones, que pueden llegar 
a ser próximas a 100 bar, en el lado de la disolución salina, y se puede eliminar 
aproximadamente el 98% de las sales disueltas y virtualmente el 100% de materia 
coloidal y partículas suspendidas. Este tipo de tratamiento externo al agua bruta de 
alimentación a calderas, requiere utilizar una etapa de prefiltración, para eliminar las 
partículas suspendidas de tamaño superior a 5 μm, y un tratamiento sistemático que 
posibilite la eliminación o al menos la reducción del ensuciamiento de las 
membranas. Como consecuencia de la gran eliminación salina que se consigue con 
la ósmosis inversa, esta técnica posibilita fuertes reducciones de las posibles 
incrustaciones en las cañerías, de modo tal que se aumenta su eficiencia energética. 
 
11.6.3 Agua potable 
 
Se denomina agua potable al agua apta para beber, es decir que puede ser 
consumida por personas y animales sin riesgo de contraer enfermedades. El término 
se aplica al agua que ha sido tratada para su consumo humano según unas normas 
de calidad. Se entiende por agua potable la que es apta para beber y por ende para 
los demás usos domésticos. Esta debe ser límpida e inodora, fresca y agradable. 
Debe contener algunos gases, especialmente aire y sales disueltas en pequeñas 
cantidades. No debe poseer materias orgánicas, gérmenes patógenos ni sustancias 
químicas. 
 
Es necesario tratar el agua que se capta de ríos o lagos, etc. para hacerla potable. 
La potabilización se realiza en las plantas potabilizadoras y luego el agua se envía 
través de una red de abastecimiento o red de distribución. Existen diferentes 
métodos y tecnologías de potabilización, aunque todos ellos constan, más o menos, 
de las siguientes etapas: 
 
1. Prefiltración y floculación. Después de un filtrado inicial para retirar los 
fragmentos sólidos de gran tamaño, se añade cloro (para eliminar los 
microorganismos del agua) y otros productos químicos para favorecer que las 
partículas sólidas precipiten formando copos (flóculos). 
2. Decantación. En esta fase se eliminan los flóculos y otras partículas presentes 
en el agua. 
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3. Filtración. Se hace pasar el agua por sucesivos filtros para eliminar la arena y 
otras partículas que aún pudieran quedar, eliminando a la vez la turbidez del 
agua. 
4. Cloración y envío a la red. Para eliminar los microorganismos más resistentes y 
para la desinfección de las cañerías de la red de distribución. 
 
El agua que se consume en la Argentina proviene en su mayor parte los lugares 
donde son eliminados los residuos cloacales e industriales, por lo que superan li 
limites de materiales pesados, bacterias, nitratos e hidrocarburos considerados 
peligrosos. 
Los ríos de la Plata, Carcarañá, Paraná, Salado del Norte, Salado del Sur y colorado 
se encuentran entre los más contaminados del mundo. El lago San Roque que 
abastece de agua a la ciudad de Córdoba, tiene problemas de eutrofización, esto 
significa que las aguas son ricas en nutrientes, al haber en exceso, crecen plantas y 
otros organismos que cuando mueren se pudren y disminuyen la calidad del agua. 
En la provincia de Buenos Aires, en la cuenca del Riachuelo-Matanza, solo el 45% 
de los habitantes posee cloacas y solo el 65% tiene agua potable. Alrededor 3000 
empresas vuelcan a diario sus residuos tóxicos, sólidos o líquidos y un 30% de la 
contaminación se debe a la industria farmacéutica, química y petroquímica. Esta 
cuenca recibe diariamente 368.000 metros cúbicos de residuos industriales que 
representa el doble del caudal mínimo promedio del río. 
 
El barro del Riachuelo posee grandes concentraciones de cromo, cobre, mercurio, 
zinc y plomo, encontrándose las mayores concentraciones en Avellaneda y Lanús. 
En la zona de Beriso-Ensenada las aguas y los sedimentos están repletos de 
benceno, naftaleno, antraceno, tolueno residuos que son producidos por las 
destilerías e industrias petroquímicas. 
 
11.7 Contaminación ambiental 
 
La contaminación es la introducción de un contaminante en un medio cualquiera, es 
decir, la introducción de cualquier sustancia o forma de energía con potencial para 
provocar daños, irreversibles o no, en el medio inicial. 
 
Se denomina contaminación ambiental a 
la presencia en el ambiente de cualquier 
agente (físico, químico o biológico) o 
bien de una combinación de varios 
agentes en lugares, formas y 
concentraciones tales que sean o 
puedan ser nocivos para la salud, la 
seguridad o para el bienestar de la 
población, o que puedan ser 
perjudiciales para la vida vegetal o 
animal, o impidan el uso normal de las 
propiedades y lugares de recreación y 
goce de los mismos (ver Figura 9). 
 
 
Figura 9: Contaminación 
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Polución: introducción de determinadas 
sustancias o de formas de energía que 
producen efectos biológicos adversos 
para los seres humanos, las actividades 
económicas o para el ecosistema (ver 
Figura 10). 
 
Figura 10: Gases 
 
La contaminación es uno de los problemas ambientales más importantes que 
afectan al mundo y surge cuando se produce un desequilibrio, como resultado de la 
adición de cualquier sustancia al medio ambiente, en cantidad tal, que cause efectos 
adversos en el hombre, en los animales, vegetales o materiales expuestos a dosis 
que sobrepasen los niveles aceptables en la naturaleza. 
 
La contaminación puede surgir a partir de ciertas manifestaciones de la naturaleza 
(fuentes naturales) o bien debido a los diferentes procesos productivos del hombre 
(fuentes antropogénicas) que conforman las actividades de la vida diaria. 
Las fuentes que generan contaminación de origen antropogénico más importantes 
son: industriales (frigoríficos, mataderos y curtiembres, actividad minera y petrolera), 
comerciales (envolturas y empaques), agrícolas (agroquímicos), domiciliarias 
(envases, pañales, restos de jardinería) y fuentes móviles (gases de combustión de 
vehículos). Como fuente de emisión se entiende el origen físico o geográfico donde 
se produce una liberación contaminante al ambiente, ya sea al aire, al agua o al 
suelo. 
 
Tradicionalmente el medio ambiente se ha dividido, para su estudio y su 
interpretación, en esos tres componentes que son: aire, agua y suelo; sin embargo, 
esta división es teórica, ya que la mayoría de los contaminantes interactúan con más 
de uno de los elementos del ambiente como se observa en la Tabla 3. 
 
Contaminación del 
agua 
 
Es la incorporación al agua de materias extrañas, 
como microorganismos, productos químicos, residuos 
industriales, y de otros tipos o aguas residuales. 
Estas materias deterioran la calidad del agua y la 
hacen inútil para los usos pretendidos. 
 
Contaminación del 
suelo 
 
Es la incorporación al suelo de materias extrañas, 
como basura, desechos tóxicos, productos químicos, 
y desechos industriales. La contaminación del suelo 
produce un desequilibrio físico, químico y biológico 
que afecta negativamente las plantas, animales y 
humanos. 
Contaminación del 
aire 
 
Es la adición dañina a la atmósfera de gases tóxicos, 
CO, u otros que afectan el normal desarrollo de 
plantas, animales y que afectan negativamente la 
salud de los humanos. 
 
Tabla 3. Tipos de contaminación 
 
 
Aguas y Contaminación 
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11.8 Agujero de ozono 
 
Se denomina agujero de ozono o agujero en la 
capa de ozono a la zona de la atmósfera terrestre 
donde se producen reducciones anormales de la 
capa de ozono siendo un fenómeno anual 
observado durante la primavera en las regiones 
polares que es seguido de una recuperación 
durante el verano. 
 
En la Figura 11 se puede ver una imagen del 
agujero de ozono más grande en la Antártida 
registrada en septiembre de 2008. Los datos 
fueron obtenidos por el instrumento Total Ozone 
Mapping Spectrometer (TOMS) a bordo de un 
satélite de la NASA. 
Figura 11: Agujero de 
Ozono
 
 
El contenido en ozono se mide en Unidades Dobson, que son kilogramos por metro 
cúbico. Sobre la Antártida la pérdida de ozono llega al 70%, mientras que sobre el 
Ártico llega al 30%. Este fenómeno fue descubierto y demostrado por Sir Gordon 
Dobson en 1960, quien lo atribuyó a las condiciones meteorológicas extremas que 
sufre el continente Antártico. Esto se debe al aumento de la concentración de cloro y 
de bromo en la estratósfera debido tanto a las emisiones de compuestos 
clorofluorocarbonados (CFCs) como del desinfectante utilizado en almácigos 
bromuro de metilo. En 1995, Mario J. Molina quien fue el primer científico en 
sostener esta teoría, obtuvo el Premio Nobel de Química. 
 
En septiembre de 1987 varios países firmaron el Protocolo de Montreal, en el que se 
comprometían a reducir a la mitad la producción de CFC´s en un periodo de 10 
años. A pesar de estas medidas, el agujero de ozono continúa con su ciclo de 
aparición-desaparición, según la teoría inicial de Dobson. 
 
11.8.1. Óxidos de nitrógeno 
 
Otro grupo de compuestos que pueden destruir el ozono de la estratosfera son los 
óxidos de nitrógeno (representados como NOX), como NO, NO2, N2O y N2O5. 
Estos compuestos provienen de los gases expulsados por los aviones supersónicos 
que vuelan a gran altura, así como por procesos naturales y por otros procesos 
hechos por el hombre en la Tierra. La radiación solar descompone una cantidad 
considerable de otros óxidos de nitrógeno en óxido nítrico (NO), que también actúa 
como catalizador en la destrucción del ozono. 
 
El NO2 es el intermediario, pero también puede reaccionar con el monóxido de cloro, 
formando nitrato de cloro (ClONO2). Este último es más o menos estable y sirve 
como “depósito de cloro”, otro factor que también contribuye a la destrucción del 
ozono estratosférico en los polos norte y sur. 
 
Aguas y Contaminación 
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14 
 
11.9 Efecto invernadero 
 
Es un fenómeno por el que determinados gases componentes de una atmósfera 
planetaria retienen parte de la energía que el suelo emite por haber sido calentado 
por la radiación solar. El efecto invernadero se está viendo acentuado en la Tierra 
por la emisión de ciertos gases, como el dióxido de carbono y el metano, debida a la 
actividad económica humana. Este fenómeno evita que la energía del Sol recibida 
constantemente por la Tierra vuelva inmediatamente al espacio, produciendo un 
efecto similar al observado en un invernadero. 
 
El protocolo de Kioto es un convenio internacional que intenta limitar globalmente las 
emisiones de gases de efecto invernadero. El protocolo surge de la preocupación 
internacional por el calentamiento global que podrían incrementar las emisiones 
descontroladas de estos gases. 
De todos los planetas del Sistema Solar, Venus es el que tiene un efecto 
invernadero más intenso debido a la densidad y composición de su atmósfera, ya 
que contiene un 96% de CO2 y tiene una presión superficial de 90 bar. En estas 
condiciones la superficie alcanza temperaturas de hasta 460 ºC. 
 
Cuando comenzó el estudio de la atmósfera de Venus en las décadas de 1960-70, 
surgieron las primeras señales de alarma sobre un posible efecto invernadero en la 
Tierra provocado por el aumento de la concentración de dióxido de carbono en la 
atmósfera. Siendo ambos planetas geológicamente muy similares su principal 
diferencia se encuentra en la intensidad del efecto invernadero en Venus. 
 
11.10 Lluvia ácida 
 
Se forma cuando la humedad en el aire se 
combina con el óxido de nitrógeno y el 
dióxido de azufre que emiten las fábricas, 
centrales eléctricas y vehículos que 
queman carbón o productos derivados del 
petróleo. 
En interacción con el vapor de agua, estos 
gases forman ácido sulfúrico y ácidos 
nítricos. Finalmente, estas sustancias 
químicas caen a la tierra acompañando a 
las precipitaciones, constituyendo la lluvia 
ácida (ver Figura12). 
 
 
 
Figura 12: Lluvia ácida 
Aguas y Contaminación 
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15 
 
.La lluvia convencional tiene un pH de 
5,65, mientras que la lluvia ácida tiene 
valores por debajo del pH 5 pudiendo 
alcanzar los niveles del vinagre inclusive. 
Los causantes de estos niveles de acidez 
son el ácido sulfúrico, ácido nítrico, óxidos 
de azufre y nitrógeno, sustancias emitidas 
por la actividad industrial humana que son 
fácilmente transportables en el viento, el 
aire, el rocío, la llovizna etc. (ver Figura 
13). 
 
 
 
Figura 13: efectos de la lluvia ácida 
 
Una vez estos componentes llegan a la tierra causan efectos perjudiciales y 
variados. Al caer en el agua de lagos, mares y ríos perjudican el desarrollo de la vida 
acuática, al caer en zonas forestales afectan fuertemente a la vegetación (Figura 13) 
y destruyen GRAN variedad de organismos, además de actuar como agente 
corrosivo en las construcciones. 
 
11.11 Residuos peligrosos 
 
Los residuos peligrosos se generan en todas las actividades humanas, inclusive en 
el hogar. Un residuo es un material o producto de desecho y que puede estar en 
estado sólido, o semisólido, o líquido o gaseoso contenido en recipientes o 
depósitos, y requiere sujetarse a un tratamiento para su disposición final. 
Son peligrosos aquellos residuos que poseen características tales como: 
corrosividad, reactividad, explosividad, toxicidad, inflamabilidad, o que contengan 
agentes infecciosos que les confieren peligrosidad, así como también los envases, 
recipientes, embalajes y suelos que hayan sido contaminados cuando se transfieran 
a otro sitio. Se definen diferentes tipos de residuos: 
 
─ Residuo tóxico: es aquel residuo que puede causar daño a la salud humana y al 
ambiente. 
─ Residuo crónico: su efecto pernicioso en la salud humana y medio ambiental es 
de carácter permanente. 
─ Residuo inflamable: es un residuo que puede generar incendios o siniestros. 
─ Residuo corrosivo: es un residuo cuyo contacto físico causa quemaduras o 
erosiones. 
─ Residuo reactivo: es un residuo cuya característica química lo hace inestable 
ante variaciones de su entorno. 
─ Residuo radioactivo: es una clase especial de residuos producto de plantas de 
generación nuclear, aparatos usados en hospitales, o de medición específicos, 
que usan radioisótopos o bien producto de un proceso de fabricación de armas 
nucleares o centrales nucleares. 
 
Las disposiciones regulatorias (leyes, reglamentos y normas), establecen pautas de 
conducta y medidas a seguir para lograr una manipulación segura a fin de prevenir 
riesgos, a la vez que fijan los límites de exposición o alternativas de tratamiento y 
disposición final para reducir el volumen y la peligrosidad de estos residuos. 
 
Aguas y Contaminación 
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16 
 
11.12 Efluentes 
 
Este término se empleapara nombrar a las aguas servidas con desechos sólidos, 
líquidos o gaseosos que son emitidos por viviendas y/o industrias, generalmente a 
los cursos de agua; o que se incorporan a éstas por el escurrimiento de terrenos 
causado por las lluvias. 
 
Se denominan efluentes industriales a todas las descargas residuales derivadas de 
los procesos industriales, como así también los originados por distintos usos del 
agua industrial, como ser los provenientes de las purgas de circuitos cerrados o 
semicerrados de la refrigeración, de producción de vapor, de recirculación de aguas 
de proceso, aguas de condensados, de limpieza de equipos y utensilios, etc.; 
evacuados hacia fuera de la industria por vertido. 
 
Los productos tóxicos presentes en los efluentes son muy variados, tanto en tipo 
como en cantidad, y su composición depende de la clase de efluente que los genera. 
Los desechos que contienen los efluentes pueden ser de naturaleza química y/o 
biológica. 
 
11.12.1 Principales componentes de los efluentes 
 
─ Industria metalúrgica: metales tales como cobre, níquel, plomo, zinc, cromo, 
cobalto, cadmio; ácidos: clorhídrico, sulfúrico y nítrico; detergentes. 
─ Industria papelera: sulfitos, sulfitos ácidos, materia orgánica, residuos fenólicos, 
cobre, zinc, mercurio. 
─ Industria petroquímica: hidrocarburos, plomo, mercurio, aceites, derivados 
fenólicos y nafténicos, residuos semisólidos. 
─ Industrias de la alimentación: nitritos, materia orgánica, ácidos, microorganismos, 
etc. 
─ Industrias textiles: sulfuros, anilinas, ácidos, hidrocarburos, detergentes. 
─ Industrias del cuero (curtiembres): cromo, sulfuros, compuestos nitrogenados, 
tinturas, microorganismos patógenos. 
─ Industrias químicas (en general): amplia variedad de ácidos orgánicos e 
inorgánicos, sales, metales pesados. 
─ Instalaciones sanitarias: microorganismos, jabones, detergentes. 
 
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Cuestionario 
 
1) ¿Cuáles son las propiedades físicas del agua? 
2) ¿Qué propiedades tiene al ser una molécula polar? 
3) a)¿Cómo es la estructura del hielo?, b)¿Cómo explica su menor densidad 
respecto del agua? 
4) ¿Qué parte del planeta representa el agua? 
5) ¿Cómo se clasifican las aguas según su origen? 
6) ¿Qué impurezas pueden tener las aguas naturales? 
7) ¿Qué es agua dura? 
Aguas y Contaminación 
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17 
 
8) ¿Qué inconvenientes trae la dureza de las aguas para uso domestico e 
industrial? 
9) ¿Qué tipos de dureza existen? 
10) ¿Cómo se clasifican las aguas según su dureza? 
11) ¿Qué es la dureza total? 
12) ¿A qué se llama ablandamiento de aguas? 
13) ¿Cómo es el tratamiento con cal-soda? 
14) ¿Qué métodos hay para ablandar aguas? 
15) ¿Cómo se elimina la dureza temporaria? 
16) ¿En qué consiste en método de intercambio iónico? 
17) ¿Qué es la ósmosis inversa?. 
18) ¿A qué se denomina agua potable? 
19) ¿Cuáles son las etapas en la potabilización? 
20) a)¿Qué es la contaminación ambiental?. b) ¿Qué tipos conoce? 
21) ¿Qué es la polución? 
22) a) ¿Qué es el agujero de ozono?, b) ¿A qué se debe? 
23) ¿Qué dice el Protocolo de Montreal al respecto? 
24) ¿Cómo afectan los óxidos de nitrógeno al ecosistema? 
25) ¿Qué es el efecto invernadero? 
26) ¿Qué dice el protocolo de Kioto al respecto? 
27) a) ¿Qué es la lluvia ácida?, b)¿Cuáles son sus efectos? 
28) ¿A qué se denomina residuo peligroso?. De ejemplos cotidianos. 
29) ¿Qué es un efluente? 
 
Bibliografía 
 
 Angelini M. Baumgartner, E.; Benitez, C.; Bulwik, M.; Crubellati, R.; Landau, L. 
(1995). Temas de Química General. EUDEBA. Buenos Aires 
 Brown, L.; LeMay, H. y Bursten, B. (2009) Química, La Ciencia Central. 11ª ed., 
Pearson Educación 
 Chang, R. (2007) Química. 9ª Edición 9. Mc Graw-Hill 
 Whitten K., Davis R. D., Peck, M. L., Stanley, G. (2008) Química. Editorial 
Cengage Learning / Thomson Internacional