El agua es una sustancia
cuya molecula,o biomolecula, está formada por tres atomos, dos de ellos de
hidrogeno (H) y uno de ellos de oxigeno (O) dando como resultado la formula de
la vida H2O.
El agua es la gran
conocida “desconocida”.Para los que vivimos en los países desarrollados, el
acceso al agua es muy simple, giramos un mando metalico y ahí aparece,
transparente, liquida, limpia, insípida, inholora, caliente, fría,
tibia,desinfectada…pero en otras partes del mundo, no es así.Con esto quiero
decir que el agua es el recurso más importante y preciado que tenemos, incluso
más que el petróleo. El ser humano esta compuesto entre un 75-60% de agua ( en
algunos casos esta agua, en ciertos humanos, es sustituido por cerveza u otros
derivados)lo que significa que sin el agua, la vida no existiría.Según la FAO,
uno de cada cinco países en vias de desarrollo tendrá `problemas de escasez de
agua antes del año 2.030.
Para
nosotros,Jardineros y Agricultores, usamos para estas prácticas alrededor del 70%
del agua dulce disponible, lo que es lo mismo, de 10 litros de agua dulce, 7 se
utilizan en Agricultura, 2 litros para fines industriales y 1 litro para el
consumo en los hogares.
En Jardinería, como
es lógico y coherente, el agua se utiliza con dos fines muy diferenciados.
1.-
El agua como sustancia esencial para arboles ,arbustos y materia vegetal
diversa, aplicado mediante riego o por precipitación.
2.-
El agua como elemento ornamental o paisajístico, como pueden ser las fuentes,
lagos, juegos de agua, etc…
En
este articulo nos vamos a centrar en el agua de riego.
Voy
a empezar con el agua de riego por precipitación, que es muy importante, quizás
tanto o mas que la que aplicamos con riego. El ciclo del agua es el siguiente:
El ciclo
hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del
océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se
transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube.
Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si en la atmósfera hace
mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de
lluvia.
Una parte
del agua que llega a la tierra será aprovechada por los seres vivos; otra
escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este
fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro poco del agua se filtrará a través
del suelo, formando capas de agua subterránea. Este proceso es la percolación.
Más tarde o más temprano, toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido
principalmente a la evaporación.
Al
evaporarse, el agua deja atrás todos los elementos que la contaminan o la hacen
no apta para beber (sales minerales, químicos, desechos). Por eso el ciclo del
agua nos entrega un elemento puro. Pero hay otro proceso que también purifica
el agua, y es parte del ciclo: la transpiración de las plantas.
Las raíces
de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a través de
los tallos o troncos, movilizando consigo a los elementos que necesita la planta
para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en
forma de vapor de agua. Este fenómeno es la transpiración.
A
lo largo del tiempo, esta agua continua moviéndose, parte de ella retornará a
los océanos, donde el ciclo del agua se cierra...y comienza nuevamente.
El
agua posee unas propiedades químicas y físicas muy especiales, siendo la mas importante
su capacidad para ser el “solvente universal”,ya que disuelve más substancias
que cualquier otro líquido. Esto significa que a donde vaya el agua, ya sea a
través de la tierra o a través de nuestros cuerpos, lleva consigo valiosos productos
químicos, minerales y nutrientes, esenciales para nuestras elementos vegetales.
Según
Juan Martín Paramio, en su articulo publicado en www.monografias .com, el agua químicamente pura es un compuesto de fórmula
molecular H2O. Como el átomo de oxígeno tiene sólo 2 electrones no apareados,
para explicar la formación de la molécula H2O se considera que de la
hibridación de los orbitales atómicos 2s y 2p resulta la formación de 2
orbitales híbridos sp3. El traslape de cada uno de los 2 orbitales atómicos
híbridos con el orbital 1s1 de un átomo de hidrógeno se forman dos enlaces
covalentes que generan la formación de la molécula H2O, y se orientan los 2 orbitales
sp3 hacia los vértices de un tetraedro triangular regular y los otros vértices
son ocupados por los pares de electrones no compartidos del oxígeno. Esto
cumple con el principio de exclusión de Pauli y con la tendencia de los
electrones no apareados a separarse lo más posible.
Experimentalmente se encontró que el ángulo que forman los 2 enlaces covalentes
oxígeno-hidrógeno es de 105º y la longitud de enlace oxígeno-hidrógeno es de
0.96 angstroms y se requiere de 118 kcal/mol para romper uno de éstos enlaces
covalentes de la molécula H2O. Además, el que el ángulo experimental de enlace
sea menor que el esperado teóricamente (109º) se explica como resultado del
efecto de los 2 pares de electrones no compartidos del oxígeno que son muy
voluminosos y comprimen el ángulo de enlace hasta los 105º.
Las fuerzas de repulsión se deben a que los electrones tienden a mantenerse
separados al máximo (porque tienen la misma carga) y cuando no están apareados
también se repelen (principio de exclusión de Pauli). Además núcleos atómicos
de igual carga se repelen mutuamente.
Las fuerzas de atracción se deben a que los electrones y los núcleos se atraen
mutuamente porque tienen carga opuesta, el espín opuesto permite que 2
electrones ocupen la misma región pero manteniéndose alejados lo más posible
del resto de los electrones.
La estructura de una molécula es el resultado neto de la interacción de las
fuerzas de atracción y de repulsión (fuerzas intermoleculares), las que se
relacionan con las cargas eléctricas y con el espín de los electrones.
De acuerdo con la definición de ácido y álcali de Brönsted-Lowry, los 2 pares
de electrones no compartidos del oxígeno en la molécula H2O le proporciona
características alcalinas. Los 2 enlaces covalentes de la molécula H2O son
polares porque el átomo de oxígeno es más electronegativo que el de hidrógeno,
por lo que esta molécula tiene un momento dipolar electrostático igual a
6.13x10-30 CA, lo que también indica que la molécula H2O no
es lineal, H-O-H.
El agua es un compuesto tan versátil principalmente debido a que el tamaño de
su molécula es muy pequeño, a que su molécula es buena donadora de pares de
electrones, a que forma puentes de hidrógeno entre sí y con otros compuestos
que tengan enlaces como: N-H, O-H y F-H, debido a que tiene una constante dieléctrica
muy grande y a su capacidad para reaccionar con compuestos que forman otros
compuestos solubles.
Sus propiedades físicas, también le dan unas
características singulares, su estado físico puede ser solido, liquido o gaseoso, es incolora (toma
color azul cuando se mira a través de espesores de seis y ocho metros, porque
absorbe las radiaciones rojas), insípida, inolora, tiene una densidad de 1
g./c.c. a 4°C con un punto de congelación de 0°C y de ebullición a 100ºC con un
apresión critica de 217,5 atm. Y una temperatura critica de 374ºC.Sus
constantes físicas sirvieron para marcar los puntos de referencia de la escala
termométrica Centígrada. A la presión atmosférica de 760 milímetros el agua
hierve a temperatura de 100°C y el punto de ebullición se eleva a 374°, que es
la temperatura critica a que corresponde la presión de 217,5 atmósferas; en
todo caso el calor de vaporización del agua asciende a 539 calorías/gramo a
100°.
Mientras que el hielo funde en cuanto se calienta por
encima de su punto de fusión, el agua liquida se mantiene sin solidificarse
algunos grados por debajo de la temperatura de cristalización (agua
subenfriada) y puede conservarse liquida a –20° en tubos capilares o en
condiciones extraordinarias de reposo. La solidificación del agua va acompañada
de desprendimiento de 79,4 calorías por cada gramo de agua que se solidifica.
Cristaliza en el sistema hexagonal y adopta formas diferentes, según las
condiciones de cristalización.
A consecuencia de su elevado calor especifico y de la
gran cantidad de calor que pone en juego cuando cambia su estado, el agua obra
de excelente regulador de temperatura en la superficie de la Tierra y más en
las regiones marinas.
El agua se comporta anormalmente; su presión de vapor
crece con rapidez a medida que la temperatura se eleva y su volumen ofrece la
particularidad de ser mínimo a la de 4°. A dicha temperatura la densidad del
agua es máxima, y se ha tomado por unidad. A partir de 4° no sólo se dilata
cuando la temperatura se eleva,. sino también cuando se enfría hasta 0°: a esta
temperatura su densidad es 0,99980 y al congelarse desciende bruscamente hacia
0,9168, que es la densidad del hielo a 0°, lo que significa que en la
cristalización su volumen aumenta en un 9%.
Las propiedades físicas del agua se atribuyen
principalmente a los enlaces por puente de hidrógeno, los cuales se presentan
en mayor número en el agua sólida, en la red cristalina cada átomo de la
molécula de agua está rodeado tetraédricamente por cuatro átomos de hidrógeno
de otras tantas moléculas de agua y así sucesivamente es como se conforma su estructura.
Cuando el agua sólida (hielo) se funde la estructura tetraédrica se destruye y
la densidad del agua líquida es mayor que la del agua sólida debido a que sus
moléculas quedan más cerca entre sí, pero sigue habiendo enlaces por puente de
hidrógeno entre las moléculas del agua líquida. Cuando se calienta agua sólida,
que se encuentra por debajo de la temperatura de fusión, a medida que se
incrementa la temperatura por encima de la temperatura de fusión se debilita el
enlace por puente de hidrógeno y la densidad aumenta más hasta llegar a un valor
máximo a la temperatura de 3.98ºC y una presión de una atmósfera. A
temperaturas mayores de 3.98 ºC la densidad del agua líquida disminuye con el
aumento de la temperatura de la misma manera que ocurre con los otros líquidos.Para
nosotros, jardineros y agricultores, dos características muy importantes son la
difusión y la capilaridad.
La difusión es el proceso mediante el cual ocurre un flujo de partículas (átomos,
iones o moléculas) de una región de mayor concentración a una de menor
concentración, provocado por un gradiente en el proceso,producido por la
energía cinetica de las moléculas. La capilaridad es el ascenso o descenso de un
líquido en un medio poroso (por ej. un suelo), debido a la acción de la tensión
superficial del líquido sobre la superficie del sólido. Este fenómeno es una
excepción a la ley hidrostática de los vasos comunicantes, según la cual una
masa de líquido tiene el mismo nivel en todos los puntos.Si las fuerzas de
adhesión del líquido al sólido superan a las fuerzas de cohesión dentro del
líquido (tensión superficial), ascenderá por encima del nivel hidrostático. Si
las fuerzas de cohesión superan a las fuerzas de adhesión,caerá por debajo del
nivel hidrostático. El agua sube por el suelo debido en parte a la capilaridad,
y debido a los gradientes entre suelo-planta ( gradiente potencial y gradiente
gravitatorio)…
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