Acción Capilar

Acción capilar. La acción capilar es el resultado de la adhesión y la tensión superficial. La adhesión del agua a las paredes de un recipiente, originará una fuerza hacia arriba sobre los bordes del líquido y como resultado su ascenso sobre la pared. La tensión superficial, actúa para mantener intacta la superficie del líquido, de modo que en vez de solo moverse los bordes hacia arriba, toda la superficie entera del líquido es arrastrada hacia arriba.

La acción capilar ocurre cuando la adhesión a las paredes es mas fuerte que las fuerzas cohesivas entre las moléculas del líquido. La altura a la que la acción capilar, llevará al agua en un tubo circular uniforme, está limitada por la tensión superficial. Actuando alrededor de la circunferencia, la fuerza hacia arriba es.

La altura h a la que la acción capilar elevará el agua, depende del peso del agua que será elevada por la acción capilar:

La altura a la que el líquido puede ser elevado está dada por

La acción capilar ocurre porque el agua es pegajosa — las moléculas del agua se pegan unas a otras y a otras substancias como el vidrio, la ropa, tejidos orgánico y la tierra. Ponga una toalla de papel dentro de un vaso de agua y el agua se le «pegará» a la toalla de papel. Aún más, empezará el agua a moverse hacia arriba de la toalla hasta que el jalón de la gravedad sea mucho para ella y no pueda continuar.
Cuando usted vierte un vaso de agua en la mesa de la cocina, se forma una tensión superficial que mantiene al líquido en un charquito sobre la mesa, en lugar de una mancha delgada y grande que se extienda hasta el piso. Cuando usted coloca la toalla de papel sobre el agua, el líquido se adhiere a las fibras de la toalla.
Las plantas y los árboles no podrían crecer sin acción capilar. Las plantas ponen las raíces dentro de la tierra y éstas son capaces de llevar agua de la tierra hacia la planta. El agua, que contiene nutrientes disueltos, químicos y minerales se introduce dentro de las raíces y empieza a elevarse por dentro de los tejidos de la planta. Al momento que la molécula de agua #1 empieza a subir, ésta jala a la molécula de agua #2, quien a su vez, por supuesto, jala a la molécula de agua #3, y así sucesivamente.
Piense en los más pequeños vasos sanguíneos de su cuerpo — sus capilares. La mayor parte de su sangre es agua y la acción capilar ayuda a la acción de bombeo que ejecuta su corazón al mantener su sangre moviéndose dentro de sus vasos sanguíneos.

Significado de la calidad del agua

Los resultados que se obtienen de la medición de una muestra de agua son menos importantes que las variaciones que se pueden observar durante un determinado periodo de tiempo. Por ejemplo, si usted mide el pH de un riachuelo cercano a su casa o su escuela y encuentra que el nivel es de 5.5, usted puede pensar que, «¡esta agua sí está ácida!» Sin embargo, un pH de 5.5 puede ser «normal» para ese riachuelo. Esto es similar a la temperatura corporal, que en mi caso personal lo normal es cerca de 97.5 grados Fahrenheit, sin embargo la temperatura corporal de 98.6 grados Fahrenheit en un niño que cursa el tercer año de primaria es «normal». Igual que en la temperatura corporal, si el pH del riachuelo empieza a cambiar, entonces usted puede sospechar que algo está ocurriendo que afecta la acidez del agua y posiblemente también la calidad. Debido a todo lo anterior, muy frecuentemente los cambios en la medición del agua son en realidad más importantes que los niveles de pH encontrados en determinado momento.

El pH no es la única medición de la calidad del agua que se puede llevar a cabo, también existen otras: Temperatura pH Conducción específica Turbidez Oxígeno disuelto Hardness Sedimento en suspensión

Temperatura del agua

La temperatura del agua no es sólo importante para los que se dedican a la natación o a la pesca, pero también para las industrias y aún los peces y las algas. Mucha agua se utiliza para enfriar las plantas generadoras de energía que producen electricidad Estas plantas necesitan enfriar el agua y generalmente la liberan posteriormente al ambiente más caliente que en su estado normal. La temperatura de esta agua que se regresa, puede dañar la vida acuática. También puede afectar la habilidad del agua para retener oxígeno y la habilidad de los organismos para resistir ciertos tipos de contaminantes.

pH

Fotografía de un medidor de pHEl pH es una medida que indica la acidez del agua. El rango varía de 0 a 14, siendo 7 el rango promedio (rango neutral). Un pH menor a 7 indica acidez, mientras que un pH mayor a 7, indica un rango básico. Por definición, el pH es en realidad una medición de la cantidad relativa de iones de hidrógeno e hidróxido en el agua. Agua que contenga más iones de hidrógeno tiene una acidez mayor, mientras que agua que contiene más iones de hidróxido indica un rango básico.
Ya que el pH puede afectarse por componentes químicos en el agua, el pH es un indicador importante de que el agua está cambiando químicamente. El pH se reporta en «unidades logarítmicas,» como la escala de Richter, usada para medir la intensidad de los terremotos. Cada número representa un cambio de 10 veces su valor en la acidez/rango normal del agua. El agua con un pH de 5, es diez veces más ácida que el agua que tiene un pH de seis.
La contaminación puede cambiar el ph del agua, lo que a su vez puede dañar la vida animal y vegetal que existe en el agua. Por ejemplo, el agua que sale de una mina de carbón abandonada puede tener un pH de 2, que representa un nivel alto de acidez, y obviamente ¡dañará a los peces que irresponsablemente se atrevan a vivir en ella! Usando la escala logarítmica, el agua que sale de esta mina puede tener hasta 100,000 veces más acidez que el agua neutral — por lo tanto, ¡mantángase fuera de minas abandonadas!.

Conducción específica

Fotografía de un medidor de conducción específica.Conducción específica, también conocida como conductividad, es la medición de la habilidad del agua para transportar corriente eléctrica. Depende en gran medida en la cantidad de materia sólida disuelta en el agua (como la sal). Agua pura, como el agua destilada, puede tener muy poca conductividad y en contraste, agua de mar tendrá una conductividad mayor. El agua de lluvia frecuentemente disuelve los gases y el polvo que se encuentran en el aire y por lo tanto, tiene una conductividad mayor que el agua destilada. La conductividad específica es una medida importante de la calidad del agua, ya que indica la cantidad de materia disuelta en la misma.
Frecuentemente en las escuelas los estudiantes llevan a cabo un experimento: Conectan una batería a un foco y dos alambres se conectan desde la batería hasta un recipiente de vidrio que contiene agua. Cuando los alambres se ponen dentro del recipiente conteniendo agua destilada, la luz del foco no se enciende. Pero cuando los alambres se ponen dentro del recipiente conteniendo agua salada (salina), el foco se enciende. En el agua salina, la sal disuelta libera electrones que permiten que el agua sea conductora de corriente eléctrica.

Turbidez

Fotografía de tres recipientes de vidrio con agua que tiene diferentes niveles de turbidez: 10, 200, y 1500.La turbidez indica la cantidad de materia sólida suspendida en el agua y se mide por la luz que se refleja a través de esta materia. A mayor intensidad de luz dispersa, mayor nivel de turbidez. La materia que causa turbidez en el agua incluye: arcillafangomateria orgánica e inorgánica pequeñacomponentes de color orgánicos solublesplanktonorganismos microscópicos

a turbidez hace que el agua pierda su trasparencia y sea opaca. La fotografía de la izquierda muestra agua muy turbia de un tributario (en donde probablemente se están llevando a cabo trabajos de construcción) fluyendo hacia agua menos turbia del Río Chattahoochee en Atlanta, GA en los Estados Unidos. La turbidez se reporta en unidades nefelométricas (NTU por sus siglas en Inglés). Durante períodos de flujo bajo (flujo normal), muchos ríos llevan agua de un color verde claro y las turbidezs son bajas, usualmente menos de 10 NTU. Durante una tormenta, partículas de la tierra de los alrededores se introducen al río, originando que el agua se ponga de color café (por el lodo), lo cual indica que el agua tiene valores de turbidez altos. Así mismo, durante flujos altos, las velocidades del agua se incrementan igual que los volúmenes del agua, lo cual propicia que la misma velocidad del agua revuelva las materias suspendidas en el fondo del arroyo, causando turbidezs mayores.

Midiendo la turbidez

Fotografía de un aparato para medir turbidez. Fotografía cercana de los sensores de la turbidez, conductividad y temperatura.Medidores de turbidez modernos (fotografía de la izquierda) están empezando a ser instalados en los ríos para proporcionar información al instante sobre la turbidez del agua. La fotografía del lado derecho muestra un acercamiento del medidor. El tubo largo es el sensor de turbidez; mide la turbidez del agua encendiendo una luz adentro de la corriente y midiendo cuánta luz se refleja en el sensor. El tubo pequeño contiene un sensor para medir la conductividad de la electricidad en el agua, la cual es influenciada por la materia sólida disuelta (los dos agujeros) y un aparato para medir la temperatura (la varilla de metal).

Oxígeno disuelto

Aunque las moléculas del agua contienen un átomo de oxígeno, este oxígeno no está disponible para los organismos acuáticos que viven en nuestras aguas. Una pequeña parte de oxígeno, cerca de diez moléculas por un millón de partes de agua, se encuentra disuelta en el agua. Este oxígeno disuelto es primordial para la vida de los peces y la fauna del plankton.
Un flujo rápido de agua, tal como se encuentra en un arroyo de montaña, o un río grande, tiende a contener mucho oxígeno disuelto, mientras que el agua estancada contiene poco oxígeno. La bacteria existente en el agua puede consumir oxígeno al pudrirse la materia orgánica. Por lo tanto, materia orgánica en exceso en los lagos y ríos puede hacer que se escasee el oxígeno existente en el agua. La vida acuática tiene grandes problemas para poder sobrevivir en agua estancada que tiene materia orgánica pudriéndose, especialmente durante el verano cuando los niveles de oxígeno disuelto se encuentran en sus niveles estacionales más bajos.

Agua dura

La cantidad de calcio y magnesio disueltos en el agua determina su «dureza.» La dureza del agua varía de acuerdo a cada región geográfica. Si usted vive en una área en donde el agua es «suave,» (que contiene únicamente sólidos pequeños disueltos) entonces la dureza del agua en realidad no es muy importante para usted. Sin embargo, si usted vive en la Florida, New Mexico, Arizona, Utah, Wyoming, Nebraska, South Dakota, Iowa, Wisconsin, o Indiana, en donde el agua es relativamente dura, entonces usted notará que le es difícil obtener espuma cuando se lava sus manos o su ropa. Así mismo, industrias ubicadas en estas áreas, posiblemente tengan que invertir dinero en tratamientos que suavicen el agua que usan, ya que el agua dura puede dañar el equipo que usan. El agua dura ¡también puede acortar la vida de telas y ropa! ¿significa ésto que estudiantes que viven en áreas que tienen el agua dura se visten «a la moda» más frecuentemente ya que tienen que reemplazar su ropa debido a que el agua se las deteriora?

Sedimento en suspensión

Fotografía de sedimento fluyendo de un tributario hacia un arroyo. Sedimento en suspensión es la cantidad de tierra que se encuentra moviéndose en un arroyo y depende en gran parte de la velocidad del flujo del agua, ya que la rapidez de la corriente levanta y mantiene suspendida la tierra más que el flujo con velocidad menor. Durante las tormentas, la tierra se escurre de los bancos del río hacia el arroyo. La cantidad que se escurre dentro del río depende del tipo de tierra que se encuentre en la cuenca hidrológica y la vegetación alrededor del río.

Si se remueve tierra a lo largo de un arroyo y no se toman medidas de protección, entonces exceso de sedimiento puede dañar la calidad del agua de un arroyo. Posiblemente usted haya visto esas cercas chicas de plástico que los constructores ponen en los límites de los terrenos en los que se encuentran trabajando. Estas cercas de fango Pasa a la página con fotografía más texto. son colocadas para que atrapen el sedimento durante las tormentas y no permitan que se derrame y deposite en un arroyo, ya que el sedimento en exceso puede dañar los riachuelos, arroyos, lagos y depósitos de agua.

Sedimento en los depósitos de agua

El sedimento que entra a un depósito de agua puede causar problemas; una vez que entra, no puede salir — la mayor parte del mismo se deposita en el fondo. Los depósitos pueden reducirse en tamaño si demasiado sedimento se guarda en el fondo, resultando en una área menor para navegar, pescar y la recreación, así como también se reduce su capacidad de generar energía para la planta productora en la represa.