Patologías causadas por el agua. Conceptos generales (III) Propiedades del agua

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Patologías causadas por el agua. Conceptos generales (III) Propiedades del agua

He aquí la parte que explica, a modo general, las propiedades del agua que definen las características de interacción con el entorno, lo que nos ayudará a comprender cómo se producen muchas de las patologías relacionadas con el agua.

Cohesión

Las moléculas de agua se atraen entre sí, debido a su carácter polar, formando puentes de hidrógeno. De este modo, se obtendrán agrupaciones de moléculas de agua que denominamos comúnmente gotas. La cohesión es bastante fuerte como para crear un compuesto prácticamente incompresible, si bien, estos puentes pueden romperse químicamente con la presencia de otras moléculas polares, o si añadimos el calor suficiente.

Tensión superficial

Podemos observar cómo una gota de agua se mantiene en una forma estable sobre un sólido no absorbente o soluble. O bien, cómo, con cuidado, podemos llenar el vaso de agua algo más allá del borde.

La tensión superficial se produce debido a que las moléculas que se encuentran en la superficie no se encuentran rodeadas por otras moléculas que anulen su energía como ocurre en el seno del líquido. Estas moléculas superficiales tienen mayor energía, por lo que el sistema, en la búsqueda del equilibrio, tiende a reducir su número o lo que es lo mismo, su superficie, de ahí que la gota no se expanda por el sólido. Esta situación crea la tensión superficial que aprovechan algunos insectos para deslizarse sobre el agua sin hundirse.

Adherencia

Las mismas fuerzas polares que trabajan en la cohesión son capaces de actuar con otros elementos, por lo que el agua se adhiere a ellos. De las características de estos elementos dependerá que dicha adhesión sea mayor o menor. El tratamiento de superficies con productos hidrorrepelentes consigue una capa o film de un material con una baja capacidad polar para atraer el agua o perfectamente apolares, por lo que existirán pocos puntos de contacto real entre el agua y la superficie tratada, y como resultado el agua tenderá a deslizarse. Sabemos que, entre otros elementos, las grasas tienen esta propiedad.

Si vaciamos un vaso lleno de agua observaremos cómo en la superficie del mismo quedará un remanente de agua unido por efecto de polaridad, lo que se debe al oxígeno que contiene el vidrio.

Capilaridad

En base a las anteriores propiedades y al fenómeno conocido como menisco, se da una de las propiedades más singulares del agua que es, a su vez, una de las patologías más comunes y destructivas que veremos en este monográfico: la capilaridad.

Cuando ponemos un líquido en un recipiente sólido su superficie no será perfectamente plana sino que presentará una curvatura cóncava o convexa. Cuando la atracción entre las moléculas del sólido y el líquido es mayor que la cohesión de dicho líquido, la superficie es cóncava, como ocurre con el cristal y el agua. Si, por contrario, la cohesión es mayor, la superficie será convexa como ocurriría si sustituimos el agua por mercurio. A esta curvatura la llamamos menisco.

Cuando tenemos un menisco de forma cóncava, la tensión superficial “tirará” del líquido hacia la superficie de contacto lo que ocasiona el fenómeno de la capilaridad, que provoca que el líquido incremente su nivel hasta que la presión de la columna de agua se equilibre con la presión capilar.

Por efecto de la capilaridad se produce la acción del tubo capilar: a menor diámetro del tubo mayor es la presión capilar y menor la presión de columna de agua, y, por consiguiente, mayor será Patologías causadas por el agua. Conceptos generales (III) Propiedades del aguael ascenso. La altura capilar viene determinada por la ley de Jurin, que relaciona la tensión superficial, el ángulo del contacto de menisco, la densidad del líquido, la aceleración gravitatoria y el radio del tubo. De este modo, el agua ascendería unos 14 mm con un tubo de cristal de 2 mm de diámetro, y unos 30 cm con uno de 0,1 mm de diámetro.

Efectos de la polaridad

Como ya hemos señalado, las moléculas de agua son polares por la diferencia de electronegatividad entre el hidrógeno y el oxígeno. La molécula de agua está cargada negativamente donde se ubica el átomo de oxígeno y, positivamente donde se ubican los átomos de hidrógeno. Esto no influye exclusivamente en la unión entre las moléculas de agua, sino que permite otros fenómenos como la disolución. Si, por ejemplo, añadimos cloruro sódico al agua, los cristales de sal se disgregan en iones cloro (negativos) e iones sodio (positivos). Los iones cloro interactuarán con la parte polar positiva de algunas moléculas de agua, mientras que el sodio lo hará con la zona negativa, donde se ubica el oxígeno. Conocemos esto como solvatación. De este modo se crean las denominadas esferas de hidratación que mantendrán los iones en suspensión evitando que se decanten en el fondo, lo que no ocurre con sustancias no solubles o apolares.

El efecto de la polaridad influye igualmente en la temperatura de vaporización y en la viscosidad del agua.

Efecto del Calor

El agua absorbe gran cantidad de calor. Esta energía rompe los puentes de hidrógeno entre las moléculas, de ahí que el incremento de temperatura sea lento y que veamos físicamente “moverse” el agua cuando la calentamos. No debemos confundir esta rotura con el paso al estado gaseoso (vaporización) que veremos en la siguiente entrada.

Densidad

La densidad del agua líquida no sufre alteraciones significativas con los cambios de temperatura y presión. Tomamos por defecto el valor de 1 Kg/litro, que se corresponde a una temperatura de 4ºC y es su densidad máxima, que disminuye tanto si aumentamos como si disminuimos la temperatura. Antes de congelarse el agua tiene una densidad de 0,9999 Kg/litro, y de 0,985Kg/litro si la calentamos a 100ºC.

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Arquitecto Técnico y Perito Forense. Especialidad en Patología, Rehabilitación y Construcción (Procesos y Materiales).

2 Comentarios

  1. Juan Cortes 15/05/2013 de 12:27

    Realmente interesante toda la exposicion,aunque creo que no es valida para darla a conocer ante una Junta de obras o Administrador.

  2. jmgb 15/05/2013 de 20:37

    hola

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