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MAQUINARIA, VEHÍCULOS: CUATRIMOTOS O QUADS. Una cuadrimoto, cuadriciclo, cuatriciclo o quad (en inglés all-terrain vehicle o ATV) es un vehículo de cuatro ruedas parecido a una motocicleta. El quad procede de los primeros triciclos o hart-trick, los cuales disponían de dos ruedas traseras y una delantera, con los consecuentes problemas de estabilidad y seguridad, además de la falta de propulsor. A pesar de ser lo mismo, se designan ATV a los vehículos de uso recreacional o para tareas agrícolas, mientras que el concepto Quad es utilizado cuando su función se aproxima más hacia la deportividad.

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Cuatrimoto

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Una cuadrimoto, cuadriciclo, cuatriciclo o quad (en inglés all-terrain vehicle o ATV) es un vehículo de cuatro ruedas parecido a una motocicleta. El quad procede de los primeros triciclos o hart-trick, los cuales disponían de dos ruedas traseras y una delantera, con los consecuentes problemas de estabilidad y seguridad, además de la falta de propulsor. A pesar de ser lo mismo, se designan ATV a los vehículos de uso recreacional o para tareas agrícolas, mientras que el concepto Quad es utilizado cuando su función se aproxima más hacia la deportividad.

Cuatrimotos.

Los ATV/Quads, son vehículos muy especiales por su rendimiento, fiabilidad y respuesta a distintas exigencias de diferentes tipos de usuarios. Potencia, agilidad y resistencia son algunas de las principales cualidades de estas máquinas. Los ATV/Quads son multifuncionales, en cuanto a sus prestaciones y pueden vérseles trepando angostos, circulando sobre superficies arenosas, cruzando arroyos o atravesando frondosos bosques. La ligereza y fiabilidad de estos vehículos los hacen capaces de superar terrenos donde otros vehículos no deben adentrarse o no pueden hacerlo. Un potente motor y una flexible combinación de la caja de cambios automática son características deseables para este tipo de vehículos.

Contenido

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[editar] Historia de la cuatrimoto

Hace más de treinta años, los distribuidores de motocicletas, cansados de experimentar cómo dejaban de vender sus vehículos cuando llegaba el mal tiempo, solicitaron a los fabricantes que creasen un producto capaz de circular en condiciones climáticas adversas. Aunque las primeras ideas se basaban en el concepto de motocicleta por su fácil manejabilidad y poco peso, estos proyectos se descartaron ya que las dos ruedas nunca representarían seguridad ante terrenos de baja adherencia. Fue por este motivo, por el que comenzaron a pensar en vehículos de tres, cuatro y hasta seis ruedas.

Se trataba por tanto de unir en un mismo concepto la manejabilidad de una motocicleta y la estabilidad de los vehículos de más de dos ruedas. Así, fue como en 1970 nacieron los triciclos motorizados, popularmente conocidos como Trike. Este tipo de vehículos se popularizaron de tal forma que en pocos años se habían extendido de forma masiva en Estados Unidos. Sin embargo, fue precisamente esta masificación la causa de la desaparición de los ‘trikes’. El elevado número de accidentes, bien por exceso de velocidad o bien por la inexperiencia de sus conductores, llevó a la Asociación de Consumidores Norteamericana a presentar una serie de informes ante el Gobierno estadounidense confirmando la peligrosidad del vehículo. Este hecho, obligó a los fabricantes a alcanzar un acuerdo para que se dejaran de fabricar los Trikes en 1988.

A pesar de que los Trikers murieron a finales de los 80, su ‘almas’ se reencarnaron en otro tipo de vehículos. Fue ahí cuando surgieron los ATV/Quads, principalmente en zonas agrícolas. Estos vehículos mantenían por tanto la filosofía de las motocicletas (ligeros y manejables) al mismo tiempo que eran válidos en cualquier terreno y ante las condiciones climatológicas más duras. Inicialmente, los ATV fueron utilizados en labores de ayuda del trabajo diario, para pasar unos años después a convertirse también en vehículos destinados al ocio y a la competición.

Su aparición estuvo ligada inicialmente al mercado norteamericano y japonés. En la actualidad, en Estados Unidos circulan alrededor de siete millones de vehículos [cita requerida]. En España, el mercado ha multiplicado sus ventas en los últimos cinco años, llegando a comercializar cerca de 8000 unidades en 2002 [cita requerida], la mayoría de ellos destinados al ocio y al uso deportivo. Fue entonces, cuando se empezó a diferenciar el uso agrícola y recreacional (ATV) del más próximo a la competición (Quad).

Hoy en día es muy común ver en cualquier lugar de España un ATV e incluso disfrutar de él. Así, numerosas empresas organizan rutas o excursiones en ATV por cualquier rincón de España. También los lugares más visitados de las costas españolas se han convertido en verdaderos promotores de estos vehículos con la aparición de numerosas empresas de alquiler. Un buen ejemplo de la funcionalidad de estos vehículos es la Policía municipal de diferentes localidades almerienses y valencianas, como Gandía, que ha escogido los ATV para facilitar a los agentes la vigilancia de las playas.

[editar] Conducción

Comparten características con las motos como su ligereza, agilidad, posición de conducción, y sin embargo su estilo de conducción es más parecido al de un coche. Por muy difícil que parezca el obstáculo, para el ATV/Quad probablemente no suponga ningún problema. El manejo es sencillo salvo para los usuarios de motocicletas. Esta particularidad viene dada ya que el conductor de moto suele estar acostumbrado a mover su cuerpo para tomar la curva, mientras que para pilotar el ATV/Quad conviene hacer movimientos del manillar, ya que sólo con la inclinación, este vehículo no entrará en la curva de la forma que queremos.

La posición que hay que mantener es similar a la de la moto. Suele ser común que en lugar de un puño como acelerador se utilice un gatillo situado en el manillar. Conviene señalar que mientras el ATV/Quad está circulando nunca hay que sacar los pies e intentarlos poner en el suelo ya que la velocidad y las ruedas del eje trasero podrían jugarnos una mala pasada.

En conducción por pistas deslizantes, el pilotaje es similar al de un coche de Rallys, en el que las derrapadas (pérdida de tracción de alguna de las ruedas) suele ser habitual. Otro factor que también sucede en los virajes es que las ruedas exteriores en las curvas suelen despegarse del suelo, algo que se tiene que corregir inclinando el peso del cuerpo hacia el mismo lado de la curva.

[editar] Diferencias entre ATV y Quad

El quad es un vehículo deportivo con aspecto estilizado, veloz y va destinado a circular por pistas y circuitos. Mayoritariamente es tracción trasera con cambio manual y eje trasero rígido.Tales como el legendario banshee 350cc de yamaha.

El cuatriciclo fue hecho como vehículo de trabajo, su aspecto es más cuadrado, casi todos tienen reductoras, cambio automático, tracción a las 4 ruedas, ya sea permanente o temporal, disponen de planos de carga delante y detrás, pueden arrastrar remolques y equipos de trabajo e inclusive esta mismo puede rodar por terrenos difíciles ya que el quad es muy muy rígido y de poca estabilidad, el ATV es un poco peligroso si no se sabe manejar y controlar; pero hay cursos que permiten saber como conducir correctamente una ATV O QUAD

[editar] ¿La mala fama del quad?

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Existen desacuerdos sobre la neutralidad en el punto de vista de la versión actual de este artículo o sección.
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Según fuentes de la AUTT, 'el perfil que define a un usuario de ATV, suele ser el de personas mayores de 10 o 12 años, respetuosos con el medio ambiente, con un objetivo claro: descubrir parajes naturales a lo largo de un recorrido que les llevará de un lugar a otro de la geografía'. Además, el precio de los ATV es superior al de los quads, por lo que sus usuarios suelen situarse en un nivel económico medio-alto. Además, el quad es un vehículo que, por sus características, está destinado a la competición, es decir, a las carreras.

Desde las asociaciones de usuarios de ATV se extiende la queja de que no se diferencie claramente entre conductores de quad y de ATV. Este malestar, según la AUTT, se debe a que recientemente 'el colectivo de quads está creando una imagen que no se corresponde con la de la mayoría, lo que preocupa a los usuarios de ATV, que no se sienten ni quieren ser identificados dentro del mismo grupo'.

Esta 'mala fama' de algunos 'quadtreros', que perjudica a los conductores de ATV (y a los los quads también), ya se ha materializado en medidas de control que afectan a ambos en algunas zonas de Andalucía, como la aldea de Almonte en el Rocío, en la que está prohibido circular con estos vehículos, o en San Fernando, Cádiz, donde la policía tuvo que endurecer el pasado año las medidas de control sobre dichas motos.

Los quadtreros reclaman el derecho a no ser tratados como potenciales delincuentes por el mero hecho de conducir un determinado tipo de vehículo. El quad está en este momento en el ojo del huracán. Por supuesto que, como ocurre siempre, por culpa de una minoría. Pero una minoría que no podemos ocultar que existe. Que ha crecido exponencialmente... y que está siendo la culpable indirecta -o directa, según se mire- de la caída en picado del otrora floreciente mercado quad y ATV.

La moto de montaña tiene, desgraciadamente, su cuota de descerebrados pero presenta dos filtros obvios y naturales que impide que lleguen aún más al colectivo: se necesita carnet de moto... y uno se cae si no sabe conducir. Pero el quad... el quad es estupendo porque para conducirlo basta el carnet de coche y uno no se cae... El mal ya estaba hecho: la combinación “mala educación” de algunos usuarios con “acceso fácil a un vehículo molón” resultaba explosiva.

La Administración cobraba sus impuestos y sus licencias de explotación mirando hacia otro lado... hasta que la bola se hizo grande y acabó como acaban siempre estas cosas: culpabilizando, sancionando y prohibiendo. Sorprendidas por el éxito inesperado de un producto que siempre había sido minoritario, las marcas se dejaron llevar por el dinero fácil, sin hacer memoria histórica ni autocrítica.

Cuando un quad hace una imprudencia sale en todas las televisiones y periódicos como si fuera una gran catástrofe y en cambio no se hace ni caso de iniciativas como la quedada infantil de quads, las carreras del campeonato nacional de quads, las excursiones y cursos varios que se organizan por todo el territorio nacional, las rutas por el extranjero, la aportación a la limpieza de algunas zonas de montaña,… etc.

La gente vinculada desde hace muchos años al mundo del off road coinciden en lo mismo, gente mala hay en todos los colectivos y siempre pagaran justos por pecadores.

[editar] Legislación

[editar] En Chile

Ley Según lo publicado en el Diario Oficial de Chile:

  • Usar casco reglamentario, sujeto a la barbilla mediante hebillas o trabas que lo aseguren a la cabeza (certificados por alguna norma internacional como la DOT de Estados Unidos; EU, de Europa, e IJI, de Japón).
  • Usar protección ocular, la que podrá consistir en anteojos o ser parte integrante del casco.
  • Usar guantes de material resistente al roce que cubran la mano completa, incluyendo los dedos.
  • Usar calzado cerrado que cubra el pie, preferentemente con planta antideslizante.
  • Usar ropa que cubra totalmente piernas y brazos, preferentemente de material resistente al roce, al circular en vías con velocidad máxima de 80 km/h o superiores.

[editar] En España

Para conducir un ATV/Quad en España, es necesario sacar el carnet para motos o dependiendo, el de coche. El casco es obligatorio. A partir del 1 de septiembre de 2006 el uso del casco es obligatorio también en los Quad homologados como Vehículos Especiales. Los cuadriciclos ligeros (también denominados microcoches o «coches sin carnet») pueden conducirse con licencia de ciclomotor.

Existen tres tipos de homologaciones:

  • Vehículo especial: Se debe circular por el arcén de la derecha.
  • Ciclomotor: Pueden circular por todo tipo de carreteras, excepto autovías o autopistas y por el arcén derecho si existe y fuera practicable invadiendo en todo caso la porción mínima de calzada posible.
  • Cuadriciclo Ligero: Se debe atener a la legislación de los ciclomotores.

La velocidad máxima es en España de 45 km/h para ciclomotores y cuadriciclos. Si el ATV/Quad puede alcanzar una velocidad de 60 km/h en llano, podrá circular a una velocidad no superior a 70 km/h (exceptuando los vehículos homologados como cuadriciclos). En la parte posterior del vehículo se debe indicar la velocidad máxima a la que puede circular. Es necesario conducir, como mínimo, con el seguro de responsabilidad civil obligatorio.

[editar] Fabricantes

[editar] Seguridad

Lanzados al mercado en la primera mitad de los años 1970, los Quad presentaron tasas alarmantes de heridas en niños y adolescentes.[1] La literatura medica afirma que los Quads presentan los mismos riesgos que las Motocicletas.[2] [3] . En Norteamérica (donde existen Quads especiales para niños) la Academia Nacional de Pediatría y la Comisión de seguridad para productos de consumo han pedido que se prohiba a los menores de 16 años el conducir o el viajar en Quads, ya que las heridas resultantes de su uso son las propias de un vehículo a motor.[4]

Quad transitando sobre asfalto, algo que no debe hacerse según el gobierno norteamericano [1], ya que las las suspensiones y las transmisiones de los Quads estan diseñadas para transitar exclusivamente sobre terrenos sueltos.

El gobierno estadounidense da las siguientes recomendaciones de seguridad con respecto a los Quads[5]

  • Recibir instrucción sobre su manejo.
  • No conducir Quads bajo el influjo de drogas.
  • Llevar casco al manejarlos, así como ropa de protección similar a la de los motociclistas.
  • No permitir a niños conducir Quads para adultos (en Estados Unidos existen tres categorías de Quad para tres segmentos de edades).
  • No llevar nunca pasajeros en un Quad, ya que el conductor necesita mover su peso para manejarlo correctamente de acuerdo con las circunstancias del terreno. Un pasajero dificulta la movilidad del conductor, haciendo más probable un accidente. Sólo deben llevar un único pasajero los Quads diseñados para dos usuarios.
  • No conducir nunca Quads sobre asfalto, ya que estan diseñados para ser manejables únicamente sobre terreno suelto: La mayor parte de los Quads tiene ruedas de baja presión y ejes traseros rígidos (y sin diferencial) que no son adecuados para circular sobre asfalto, ya que a la hora de efectuar un giro la rueda trasera interna debe patinar sobre el terreno suelto (al hacer una trayectoria más corta que la rueda externa).
Sobre asfalto hay mejor tracción que sobre tierra, lo cual impide este patinaje y hace que el Quad sea mucho más difícil de controlar.Además sobre asfalto existe la posibilidad de colisionar contra otros vehículos.

en algunos paises como México y en general Latinoamerica los Quads pueden usarse en asfalto y caminos pavimentados,Sin embargo se deberan obedecer las mismas normas de transito que una motocicleta esto mismo por que es un vehiculo abierto,este mismo no suele utilizarse en trayectos a larga distancia,aunque hay excepciones.

No Obstante un buen numero de estos se han utilizado tanto para uso recreacional en pistas adaptadas on y off road asi como vehiculos utilitarios ligeros en zonas de dificil acceso,algunos vendedores tambien usan estos vehiculos como puestos ambulantes de venta de distintos productos.

[editar] Véase también

[editar] Enlaces externos

[editar] Referencias

  1. ↑ «All-terrain vehicle injuries in children».
  2. ↑ «Morbidity associated with four-wheel all-terrain vehicles and comparison with that of motorcycles».
  3. ↑ «All-terrain vehicle injuries: are they dangerous?».
  4. ↑ «ATVs: motorized toys or vehicles for children?».
  5. ↑ «www.atvsafety.gov/safetytips».
Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Cuatrimoto"
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ENERGÍA, MAQUINARIA Y MOTORES: PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL AGUA. El agua es una sustancia que químicamente se formula como H2O; es decir, que una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a un átomo de oxígeno.

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Propiedades físicas y químicas

Artículo principal: Agua (molécula)
Modelo mostrando los enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua.
El impacto de una gota sobre la superficie del agua provoca unas ondas características, llamadas ondas capilares.
Acción capilar del agua y el mercurio.

El agua es una sustancia que químicamente se formula como H2O; es decir, que una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a un átomo de oxígeno.

Fue Henry Cavendish quien descubrió en 1781 que el agua es una sustancia compuesta y no un elemento, como se pensaba desde la Antigüedad. Los resultados de dicho descubrimiento fueron desarrollados por Antoine Laurent de Lavoisier dando a conocer que el agua estaba formada por oxígeno e hidrógeno. En 1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista y geógrafo alemán Alexander von Humboldt demostraron que el agua estaba formada por dos volúmenes de hidrógeno por cada volumen de oxígeno (H2O).

Las propiedades fisicoquímicas más notables del agua son:

  • El agua bloquea sólo ligeramente la radiación solar UV fuerte, permitiendo que las plantas acuáticas absorban su energía.
  • La capilaridad se refiere a la tendencia del agua de moverse por un tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las plantas vasculares, como los árboles.
  • El punto de ebullición del agua (y de cualquier otro líquido) está directamente relacionado con la presión atmosférica. Por ejemplo, en la cima del Everest, el agua hierve a unos 68º C, mientras que al nivel del mar este valor sube hasta 100º. Del mismo modo, el agua cercana a fuentes geotérmicas puede alcanzar temperaturas de cientos de grados centígrados y seguir siendo líquida.[14] Su temperatura crítica es de 373.85 °C (647,14º K), su valor específico de fusión es de 0,334 kJ/g y su índice específico de vaporización es de 2,23kJ/g.[15]
  • El agua es miscible con muchos líquidos, como el etanol, y en cualquier proporción, formando un líquido homogéneo. Por otra parte, los aceites son inmiscibles con el agua, y forman capas de variable densidad sobre la superficie del agua. Como cualquier gas, el vapor de agua es miscible completamente con el aire.
  • El agua pura tiene una conductividad eléctrica relativamente baja, pero ese valor se incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material iónico, como el cloruro de sodio.
  • El agua tiene el segundo índice más alto de capacidad calorífica específica -sólo por detrás del amoníaco- así como una elevada entalpía de vaporización (40.65 kJ mol-1); ambos factores se deben al enlace de hidrógeno entre moléculas. Estas dos inusuales propiedades son las que hacen que el agua "modere" las temperaturas terrestres, reconduciendo grandes variaciones de energía.
Animación de como el hielo pasa a estado líquido en un vaso. Los 50 minutos transcurridos se concentran en 7 segundos.
  • La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión. A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una mínima densidad (0,958 kg/l) a los 100 °C. Al bajar la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/l) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/litro. Esa temperatura (3,8 °C) representa un punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0° disminuye hasta 0,9999 kg/litro. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una brusca disminución de la densidad pasando de 0,9999 kg/l a 0,917 kg/l.
  • Como un óxido de hidrógeno, el agua se forma cuando el hidrógeno -o un compuesto conteniendo hidrógeno- se quema o reacciona con oxígeno -o un compuesto de oxígeno-. El agua no es combustible, puesto que es un producto residual de la combustión del hidrógeno. La energía requerida para separar el agua en sus dos componentes mediante electrólisis es superior a la energía desprendida por la recombinación de hidrógeno y oxígeno. Esto hace que el agua, en contra de lo que sostienen algunos rumores,[16] no sea una fuente de energía eficaz.[17]

Actualmente se sigue investigando sobre la naturaleza de este compuesto y sus propiedades, a veces traspasando los límites de la ciencia convencional.[18] En este sentido, el investigador John Emsley, divulgador científico, dijo en cierta ocasión del agua que "(Es) una de las sustancias químicas más investigadas, pero sigue siendo la menos entendida".[19]

Obtenido de http://es.wikipedia.org/wiki/Agua#Propiedades_f.C3.ADsicas_y_qu.C3.ADmicas

 

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ENERGÍA, MAQUINARIA Y MOTORES: PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE UNA MOLÉCULA DE AGUA. El agua es un compuesto químico formado por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O). Proveniente del latín aqua.

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Propiedades físicas y químicas

El agua pura no tiene olor, sabor, ni color, es decir, es incolora, insípida e inodora. Su importancia reside en que casi la totalidad de los procesos químicos que suceden en la naturaleza, no solo en organismos vivos sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en laboratorios y en la industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua.

Henry Cavendish descubrió en 1781 que el agua es una sustancia compuesta y no un elemento, como se pensaba desde la Antigüedad. Los resultados de dicho descubrimiento fueron desarrollados por Antoine Laurent de Lavoisier dando a conocer que el agua estaba formada por oxígeno e hidrógeno. En 1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista y geógrafo alemán Alexander von Humboldt publicaron un documento científico que demostraba que el agua estaba formada por dos volúmenes de hidrógeno por cada volumen de oxígeno (H2O).

Entre las moléculas de agua se establecen enlaces por puentes de hidrógeno debido a la formación de dipolos electrostáticos que se originan al situarse un átomo de hidrógeno entre dos átomos más electronegativos, en este caso de oxígeno. El oxígeno, al ser más electronegativo que el hidrógeno, atrae más, hacia este, los electrones compartidos en los enlaces covalentes con el hidrógeno, cargándose negativamente, mientras los átomos de hidrógeno se cargan positivamente, estableciéndose así dipolos eléctricos. Los enlaces por puentes de hidrógeno son enlaces por fuerzas de van der Waals de gran magnitud, aunque son unas 20 veces más débiles que los enlaces covalentes.

Los enlaces por puentes de hidrógeno entre las moléculas del agua pura son responsables de la dilatación del agua al solidificarse, es decir, su disminución de densidad cuando se congela. En estado sólido, las moléculas de agua se ordenan formando tetraedros, situándose en el centro de cada tetraedro un átomo de oxígeno y en los vértices dos átomos de hidrógeno de la misma molécula y otros dos átomos de hidrógeno de otras moléculas que se enlazan electrostáticamente por puentes de hidrógeno con el átomo de oxígeno. La estructura cristalina resultante es muy abierta y poco compacta, menos densa que en estado líquido. El agua tiene una densidad máxima de 1 g/cm³ cuando está a una temperatura de 4 ºC, característica especialmente importante en la naturaleza que hace posible el mantenimiento de la vida en medios acuáticos sometidos a condiciones exteriores de bajas temperaturas.

La dilatación del agua al solidificarse también tiene efectos importantes en los procesos geológicos de erosión. Al introducirse agua en grietas del suelo y congelarse posteriormente, se originan tensiones que rompen las rocas.

Véase también: Hielo y Vapor de agua

Disolvente

El agua es descrita muchas veces como el solvente universal, porque disuelve muchos de los compuestos conocidos. Sin embargo, no lo es (aunque es tal vez lo más cercano), porque no disuelve a todos los compuestos y, de hacerlo, no sería posible construir ningún recipiente para contenerla.

El agua es un disolvente polar, más polar, por ejemplo, que el etanol. Como tal, disuelve bien sustancias iónicas y polares, como la sal de mesa (cloruro de sodio). No disuelve, de manera apreciable, sustancias fuertemente apolares, como el azufre en la mayoría de sus formas alotrópicas, además, es inmiscible con disolventes apolares, como el hexano. Esta cualidad es de gran importancia para la vida.

Esta selectividad en la disolución de distintas clases de sustancias se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares, o con carga iónica, como: alcoholes, azúcares con grupos R-OH, aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas parciales + y − dentro de la molécula, lo que da lugar a disoluciones moleculares. También, las moléculas de agua pueden disolver sustancias salinas que se disocian formando disoluciones iónicas.

En las disoluciones iónicas, los iones de las sales orientan, debido al campo eléctrico que crean a su alrededor, a los dipolos del agua, quedando "atrapados" y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados o solvatados.

Algunas sustancias, sin embargo, no se mezclan bien con el agua, incluyendo aceites y otras sustancias hidrofóbicas. Membranas celulares, compuestas de lípidos y proteínas, aprovechan esta propiedad para controlar las interacciones entre sus contenidos químicos y los externos, lo que se facilita, en parte, por la tensión superficial del agua.

La capacidad disolvente es responsable de:

  • Las funciones metabólicas
  • Los sistemas de transporte de sustancias en los organismos

Polaridad

La molécula de agua es muy polar, puesto que hay una gran diferencia de electronegatividad entre el hidrógeno y el oxígeno. Los átomos de oxígeno son muchos más electronegativos (atraen más a los electrones) que los de hidrógeno, lo que dota a los dos enlaces de una fuerte polaridad eléctrica, con un exceso de carga negativa del lado del oxígeno, y de carga positiva del lado de los hidrógenos. Los dos enlaces no están opuestos, sino que forman un ángulo de 104,45° debido a la hibridación sp3 del átomo de oxígeno así que, en conjunto, los tres átomos forman un molécula angular, cargado negativamente en el vértice del ángulo, donde se ubica el oxígeno y, positivamente, en los extremos de la molécula, donde se encuentran los hidrógenos. Este hecho tiene una importante consecuencia, y es que las moléculas de agua se atraen fuertemente, adhiriéndose por donde son opuestas las cargas. En la práctica, un átomo de hidrógeno sirve como puente entre el átomo de oxígeno al que está unido covalentemente y el oxígeno de otra molécula. La estructura anterior se denomina enlace de hidrógeno o puente de hidrógeno.

El hecho de que las moléculas de agua se adhieran electrostáticamente, a su vez modifica muchas propiedades importantes de la sustancia que llamamos agua, como la viscosidad dinámica, que es muy grande, o los puntos (temperaturas) de fusión y ebullición o los calores de fusión y vaporización, que se asemejan a los de sustancias de mayor masa molecular.

Cohesión

La cohesión es la propiedad con la que las moléculas de agua se atraen entre sí. Debido a esta interacción se forman cuerpos de agua por adhesión de moléculas de agua, las gotas.

Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos. Estos puentes se pueden romper fácilmente con la llegada de otra molécula con un polo negativo o positivo dependiendo de la molécula, o, con el calor.

La fuerza de cohesión permite que el agua se mantenga líquida a temperaturas no extremas.

Adhesión

El agua, por su gran potencial de polaridad, cuenta con la propiedad de la adhesión, es decir, el agua generalmente es atraída y se mantiene adherida a otras superficies. Esto es lo que se conoce comúnmente como "mojar"

Esta fuerza está también en relación con los puentes de hidrógeno que se establecen entre las moléculas de agua y otras moléculas polares y es responsable, junto con la cohesión, del llamado fenómeno de la capilaridad.

Tensión superficial

Imagen del efecto que produce al caer una gota de agua en la superficie del líquido.

Por su misma propiedad de cohesión, el agua tiene una gran atracción entre las moléculas de su superficie, creando tensión superficial. La superficie del líquido se comporta como una película capaz de alargarse y al mismo tiempo ofrecer cierta resistencia al intentar romperla; esta propiedad contribuye a que algunos objetos muy ligeros floten en la superficie del agua.

Debido a su elevada tensión superficial, algunos insectos pueden estar sobre ella sin sumergirse e, incluso, hay animales que corren sobre ella, como el basilisco. También es la causa de que se vea muy afectada por fenómenos de capilaridad.

Las gotas de agua son estables también debido a su alta tensión superficial. Esto se puede ver cuando pequeñas cantidades de agua se ponen en superficies no solubles, como el vidrio, donde el agua se agrupa en forma de gotas.

Acción capilar

El agua cuenta con la propiedad de la capilaridad, que es la propiedad de ascenso, o descenso, de un líquido dentro de un tubo capilar. Esto se debe a sus propiedades de adhesión y cohesión.

Cuando se introduce un capilar en un recipiente con agua, ésta asciende espontáneamente por el capilar como si trepase "agarrándose" por las paredes, hasta alcanzar un nivel superior al del recipiente, donde la presión que ejerce la columna de agua se equilibra con la presión capilar. A este fenómeno se debe, en parte, la ascensión de la savia bruta, desde las raíces hasta las hojas, a través de los vasos leñosos.

Calor específico

Esta propiedad también se encuentra en relación directa con la capacidad del agua para formar puentes de hidrógeno intermoleculares. El agua puede absorber grandes cantidades de calor que es utilizado para romper los puentes de hidrógeno, por lo que la temperatura se eleva muy lentamente. El calor específico del agua se define como la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura, en un grado celsius, a un gramo de agua en condiciones estándar y es de 1 cal/°C•g, que es igual a 4,1840 J/K•g.

Esta propiedad es fundamental para los seres vivos (y la Biosfera en general) ya que gracias a esto, el agua reduce los cambios bruscos de temperatura, siendo un regulador térmico muy bueno. Un ejemplo de esto son las temperaturas tan suaves que hay en las zonas costeras, que son consecuencias de estas propiedad. También ayuda a regular la temperatura de los animales y las células permitiendo que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante.

La capacidad calorífica del agua es mayor que la de otros líquidos.

Para evaporar el agua se necesita mucha energía. Primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa. Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías, a una temperatura de 20 °C.

Temperatura de fusión y evaporación

Presenta un punto de ebullición de 100 °C (373,15 K) a presión de 1 atmósfera (se considera como estándar para la presión de una atmósfera la presión promedio existente al nivel del mar). El calor latente de evaporación del agua a 100 °C es 540 cal/g (ó 2260 J/g).

Tiene un punto de fusión de 0 °C (273,15 K) a presión de 1 atm. El calor latente de fusión del hielo a 0 °C es 80 cal/g (ó 335 J/g). Tiene un estado de sobreenfriado líquido a −25 °C.

La temperatura crítica del agua, es decir, aquella a partir de la cual no puede estar en estado líquido independientemente de la presión a la que esté sometida, es de 374 ºC y se corresponde con una presión de 217,5 atmósferas.

Densidad

La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión.

A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una mínima densidad a los 100 °C, donde tiene 0,958 kg/L. Mientras baja la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/L) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/L. A esa temperatura (3,8 °C) alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente, hasta que a los 0 °C disminuye hasta 0,9999 kg/L. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una brusca disminución de la densidad pasando de 0,9999 kg/L a 0,917 kg/L.

Cristalización

La cristalización es el proceso por el que el agua pasa de su estado líquido al sólido cuando la temperatura disminuye de forma contínua.

Otras propiedades

  • No posee propiedades ácidas ni básicas.
  • Con ciertas sales forma hidratos.
  • Reacciona con los óxidos de metales formando bases.
  • Es catalizador en muchas reacciones químicas.
  • Presenta un equilibrio de autoionización, en el cual hay iones H3O+ y OH−.

Molécula de agua
Nombre (IUPAC) sistemático
Oxidano[1]
Agua
General
Otros nombresÓxido de hidrógeno
Hidróxido de hidrógeno
Hidrato
Ácido hídrico
Monóxido de dihidrógeno
Óxido de dihidrógeno
Fórmula semidesarrolladaHOH
Fórmula molecularH2O
Identificadores
Número CAS7732-18-5
Número RTECSZC0110000
Propiedades físicas
Estado de agregaciónLíquido
Aparienciaincoloro
Densidad1,0 ×10³ kg/m3; Expresión errónea: carácter de puntuación "." desconocido g/cm3
Masa molar18,01528 g/mol
Punto de fusión273.15 K (0 °C)
Punto de ebullición373.15 K (100 °C)
Temperatura crítica647.1 K ( °C)
Estructura cristalinaHexagonal (véase hielo)
Propiedades químicas
Acidez (pKa)15,74
Solubilidad en agua100%
Momento dipolar1,85 D
Termoquímica
ΔfH0gas-241,83 kJ/mol
ΔfH0líquido-285,83 kJ/mol
S0gas, 1 bar188,84 J·mol-1·K-1
S0líquido, 1 bar41 J·mol-1·K-1
Peligrosidad
Número RTECSZC0110000
Riesgos
IngestiónNecesaria para la vida; su consumo excesivo puede producir dolores de cabeza, confusión y calambres. Puede ser fatal en atletas.
InhalaciónNo es tóxica. Puede disolver el surfactante de los pulmones. La sofocación en el agua se denomina ahogo.
PielLa inmersión prolongada puede causar descamación.
OjosNo es peligrosa para los ojos, a no ser que tenga cloro, con el cual los ojos se irritan.
Valores en el SI y en condiciones normales
(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
Exenciones y referencias

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ENERGÍA, MAQUINARIA Y MOTORES: MOLÉCULA DE AGUA. El agua es un compuesto químico formado por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O). Proveniente del latín aqua.

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Molécula de agua

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Diagrama de la molécula del aguaRepresentación molecular del agua
Molécula de agua
Nombre (IUPAC) sistemático
Oxidano[1]
Agua
General
Otros nombresÓxido de hidrógeno
Hidróxido de hidrógeno
Hidrato
Ácido hídrico
Monóxido de dihidrógeno
Óxido de dihidrógeno
Fórmula semidesarrolladaHOH
Fórmula molecularH2O
Identificadores
Número CAS7732-18-5
Número RTECSZC0110000
Propiedades físicas
Estado de agregaciónLíquido
Aparienciaincoloro
Densidad1,0 ×10³ kg/m3; Expresión errónea: carácter de puntuación "." desconocido g/cm3
Masa molar18,01528 g/mol
Punto de fusión273.15 K (0 °C)
Punto de ebullición373.15 K (100 °C)
Temperatura crítica647.1 K ( °C)
Estructura cristalinaHexagonal (véase hielo)
Propiedades químicas
Acidez (pKa)15,74
Solubilidad en agua100%
Momento dipolar1,85 D
Termoquímica
ΔfH0gas-241,83 kJ/mol
ΔfH0líquido-285,83 kJ/mol
S0gas, 1 bar188,84 J·mol-1·K-1
S0líquido, 1 bar41 J·mol-1·K-1
Peligrosidad
Número RTECSZC0110000
Riesgos
IngestiónNecesaria para la vida; su consumo excesivo puede producir dolores de cabeza, confusión y calambres. Puede ser fatal en atletas.
InhalaciónNo es tóxica. Puede disolver el surfactante de los pulmones. La sofocación en el agua se denomina ahogo.
PielLa inmersión prolongada puede causar descamación.
OjosNo es peligrosa para los ojos, a no ser que tenga cloro, con el cual los ojos se irritan.
Valores en el SI y en condiciones normales
(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
Exenciones y referencias
Para una visión general, véase Agua.
«H2O» redirige aquí. Para otras acepciones, véase H2O (desambiguación).

El agua es un compuesto químico formado por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O). Proveniente del latín aqua.

Contenido

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Propiedades físicas y químicas

El agua pura no tiene olor, sabor, ni color, es decir, es incolora, insípida e inodora. Su importancia reside en que casi la totalidad de los procesos químicos que suceden en la naturaleza, no solo en organismos vivos sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en laboratorios y en la industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua.

Henry Cavendish descubrió en 1781 que el agua es una sustancia compuesta y no un elemento, como se pensaba desde la Antigüedad. Los resultados de dicho descubrimiento fueron desarrollados por Antoine Laurent de Lavoisier dando a conocer que el agua estaba formada por oxígeno e hidrógeno. En 1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista y geógrafo alemán Alexander von Humboldt publicaron un documento científico que demostraba que el agua estaba formada por dos volúmenes de hidrógeno por cada volumen de oxígeno (H2O).

Entre las moléculas de agua se establecen enlaces por puentes de hidrógeno debido a la formación de dipolos electrostáticos que se originan al situarse un átomo de hidrógeno entre dos átomos más electronegativos, en este caso de oxígeno. El oxígeno, al ser más electronegativo que el hidrógeno, atrae más, hacia este, los electrones compartidos en los enlaces covalentes con el hidrógeno, cargándose negativamente, mientras los átomos de hidrógeno se cargan positivamente, estableciéndose así dipolos eléctricos. Los enlaces por puentes de hidrógeno son enlaces por fuerzas de van der Waals de gran magnitud, aunque son unas 20 veces más débiles que los enlaces covalentes.

Los enlaces por puentes de hidrógeno entre las moléculas del agua pura son responsables de la dilatación del agua al solidificarse, es decir, su disminución de densidad cuando se congela. En estado sólido, las moléculas de agua se ordenan formando tetraedros, situándose en el centro de cada tetraedro un átomo de oxígeno y en los vértices dos átomos de hidrógeno de la misma molécula y otros dos átomos de hidrógeno de otras moléculas que se enlazan electrostáticamente por puentes de hidrógeno con el átomo de oxígeno. La estructura cristalina resultante es muy abierta y poco compacta, menos densa que en estado líquido. El agua tiene una densidad máxima de 1 g/cm³ cuando está a una temperatura de 4 ºC, característica especialmente importante en la naturaleza que hace posible el mantenimiento de la vida en medios acuáticos sometidos a condiciones exteriores de bajas temperaturas.

La dilatación del agua al solidificarse también tiene efectos importantes en los procesos geológicos de erosión. Al introducirse agua en grietas del suelo y congelarse posteriormente, se originan tensiones que rompen las rocas.

Véase también: Hielo y Vapor de agua

Disolvente

El agua es descrita muchas veces como el solvente universal, porque disuelve muchos de los compuestos conocidos. Sin embargo, no lo es (aunque es tal vez lo más cercano), porque no disuelve a todos los compuestos y, de hacerlo, no sería posible construir ningún recipiente para contenerla.

El agua es un disolvente polar, más polar, por ejemplo, que el etanol. Como tal, disuelve bien sustancias iónicas y polares, como la sal de mesa (cloruro de sodio). No disuelve, de manera apreciable, sustancias fuertemente apolares, como el azufre en la mayoría de sus formas alotrópicas, además, es inmiscible con disolventes apolares, como el hexano. Esta cualidad es de gran importancia para la vida.

Esta selectividad en la disolución de distintas clases de sustancias se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares, o con carga iónica, como: alcoholes, azúcares con grupos R-OH, aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas parciales + y − dentro de la molécula, lo que da lugar a disoluciones moleculares. También, las moléculas de agua pueden disolver sustancias salinas que se disocian formando disoluciones iónicas.

En las disoluciones iónicas, los iones de las sales orientan, debido al campo eléctrico que crean a su alrededor, a los dipolos del agua, quedando "atrapados" y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados o solvatados.

Algunas sustancias, sin embargo, no se mezclan bien con el agua, incluyendo aceites y otras sustancias hidrofóbicas. Membranas celulares, compuestas de lípidos y proteínas, aprovechan esta propiedad para controlar las interacciones entre sus contenidos químicos y los externos, lo que se facilita, en parte, por la tensión superficial del agua.

La capacidad disolvente es responsable de:

  • Las funciones metabólicas
  • Los sistemas de transporte de sustancias en los organismos

Polaridad

La molécula de agua es muy polar, puesto que hay una gran diferencia de electronegatividad entre el hidrógeno y el oxígeno. Los átomos de oxígeno son muchos más electronegativos (atraen más a los electrones) que los de hidrógeno, lo que dota a los dos enlaces de una fuerte polaridad eléctrica, con un exceso de carga negativa del lado del oxígeno, y de carga positiva del lado de los hidrógenos. Los dos enlaces no están opuestos, sino que forman un ángulo de 104,45° debido a la hibridación sp3 del átomo de oxígeno así que, en conjunto, los tres átomos forman un molécula angular, cargado negativamente en el vértice del ángulo, donde se ubica el oxígeno y, positivamente, en los extremos de la molécula, donde se encuentran los hidrógenos. Este hecho tiene una importante consecuencia, y es que las moléculas de agua se atraen fuertemente, adhiriéndose por donde son opuestas las cargas. En la práctica, un átomo de hidrógeno sirve como puente entre el átomo de oxígeno al que está unido covalentemente y el oxígeno de otra molécula. La estructura anterior se denomina enlace de hidrógeno o puente de hidrógeno.

El hecho de que las moléculas de agua se adhieran electrostáticamente, a su vez modifica muchas propiedades importantes de la sustancia que llamamos agua, como la viscosidad dinámica, que es muy grande, o los puntos (temperaturas) de fusión y ebullición o los calores de fusión y vaporización, que se asemejan a los de sustancias de mayor masa molecular.

Cohesión

La cohesión es la propiedad con la que las moléculas de agua se atraen entre sí. Debido a esta interacción se forman cuerpos de agua por adhesión de moléculas de agua, las gotas.

Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos. Estos puentes se pueden romper fácilmente con la llegada de otra molécula con un polo negativo o positivo dependiendo de la molécula, o, con el calor.

La fuerza de cohesión permite que el agua se mantenga líquida a temperaturas no extremas.

Adhesión

El agua, por su gran potencial de polaridad, cuenta con la propiedad de la adhesión, es decir, el agua generalmente es atraída y se mantiene adherida a otras superficies. Esto es lo que se conoce comúnmente como "mojar"

Esta fuerza está también en relación con los puentes de hidrógeno que se establecen entre las moléculas de agua y otras moléculas polares y es responsable, junto con la cohesión, del llamado fenómeno de la capilaridad.

Tensión superficial

Imagen del efecto que produce al caer una gota de agua en la superficie del líquido.

Por su misma propiedad de cohesión, el agua tiene una gran atracción entre las moléculas de su superficie, creando tensión superficial. La superficie del líquido se comporta como una película capaz de alargarse y al mismo tiempo ofrecer cierta resistencia al intentar romperla; esta propiedad contribuye a que algunos objetos muy ligeros floten en la superficie del agua.

Debido a su elevada tensión superficial, algunos insectos pueden estar sobre ella sin sumergirse e, incluso, hay animales que corren sobre ella, como el basilisco. También es la causa de que se vea muy afectada por fenómenos de capilaridad.

Las gotas de agua son estables también debido a su alta tensión superficial. Esto se puede ver cuando pequeñas cantidades de agua se ponen en superficies no solubles, como el vidrio, donde el agua se agrupa en forma de gotas.

Acción capilar

El agua cuenta con la propiedad de la capilaridad, que es la propiedad de ascenso, o descenso, de un líquido dentro de un tubo capilar. Esto se debe a sus propiedades de adhesión y cohesión.

Cuando se introduce un capilar en un recipiente con agua, ésta asciende espontáneamente por el capilar como si trepase "agarrándose" por las paredes, hasta alcanzar un nivel superior al del recipiente, donde la presión que ejerce la columna de agua se equilibra con la presión capilar. A este fenómeno se debe, en parte, la ascensión de la savia bruta, desde las raíces hasta las hojas, a través de los vasos leñosos.

Calor específico

Esta propiedad también se encuentra en relación directa con la capacidad del agua para formar puentes de hidrógeno intermoleculares. El agua puede absorber grandes cantidades de calor que es utilizado para romper los puentes de hidrógeno, por lo que la temperatura se eleva muy lentamente. El calor específico del agua se define como la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura, en un grado celsius, a un gramo de agua en condiciones estándar y es de 1 cal/°C•g, que es igual a 4,1840 J/K•g.

Esta propiedad es fundamental para los seres vivos (y la Biosfera en general) ya que gracias a esto, el agua reduce los cambios bruscos de temperatura, siendo un regulador térmico muy bueno. Un ejemplo de esto son las temperaturas tan suaves que hay en las zonas costeras, que son consecuencias de estas propiedad. También ayuda a regular la temperatura de los animales y las células permitiendo que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante.

La capacidad calorífica del agua es mayor que la de otros líquidos.

Para evaporar el agua se necesita mucha energía. Primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa. Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías, a una temperatura de 20 °C.

Temperatura de fusión y evaporación

Presenta un punto de ebullición de 100 °C (373,15 K) a presión de 1 atmósfera (se considera como estándar para la presión de una atmósfera la presión promedio existente al nivel del mar). El calor latente de evaporación del agua a 100 °C es 540 cal/g (ó 2260 J/g).

Tiene un punto de fusión de 0 °C (273,15 K) a presión de 1 atm. El calor latente de fusión del hielo a 0 °C es 80 cal/g (ó 335 J/g). Tiene un estado de sobreenfriado líquido a −25 °C.

La temperatura crítica del agua, es decir, aquella a partir de la cual no puede estar en estado líquido independientemente de la presión a la que esté sometida, es de 374 ºC y se corresponde con una presión de 217,5 atmósferas.

Densidad

La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión.

A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una mínima densidad a los 100 °C, donde tiene 0,958 kg/L. Mientras baja la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/L) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/L. A esa temperatura (3,8 °C) alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente, hasta que a los 0 °C disminuye hasta 0,9999 kg/L. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una brusca disminución de la densidad pasando de 0,9999 kg/L a 0,917 kg/L.

Cristalización

La cristalización es el proceso por el que el agua pasa de su estado líquido al sólido cuando la temperatura disminuye de forma contínua.

Otras propiedades

  • No posee propiedades ácidas ni básicas.
  • Con ciertas sales forma hidratos.
  • Reacciona con los óxidos de metales formando bases.
  • Es catalizador en muchas reacciones químicas.
  • Presenta un equilibrio de autoionización, en el cual hay iones H3O+ y OH−.

Propiedades biológicas

El agua es esencial para todos los tipos de vida, por lo menos tal y como la entendemos. Las principales funciones biológicas del agua son:

  • Es un excelente disolvente, de sustancias tóxicas y compuestos bipolares. Incluso moléculas biológicas no solubles (p.e lípidos) forman con el agua, dispersiones coloidales.
  • Participa como agente químico reactivo, en las reacciones de hidratación, hidrólisis y oxidación-reducción.
  • Permite la difusión, es decir el movimiento en su interior de partículas sueltas, constituyendo el principal transporte de muchas sustancias nutritivas.
  • Constituye un excelente termorregulador (calor específico), permitiendo la vida de organismos en una amplia variedad de ambientes térmicos. Ayuda a regular el calor de los animales. Tiene un importante papel como absorbente de radiación infrarroja, crucial en el efecto invernadero.
  • Interviene (plantas) en el mantenimiento de la estructura celular.
  • Proporciona flexibilidad a los tejidos.
  • Actúa como vehículo de transporte en el interior de un ser vivo y como medio lubricante en sus articulaciones.

La vida en la Tierra ha evolucionado gracias a las importantes características del agua. La existencia de esta abundante sustancia en sus formas líquida, gaseosa y sólida ha sido sin duda un importante factor en la abundante colonización de los diferentes ambientes de la Tierra por formas de vida adaptadas a estas variantes y a veces extremas condiciones.

Destilación

Artículo principal: Agua destilada

Para obtener agua químicamente pura es necesario realizar diversos procesos físicos de purificación ya que el agua es capaz de disolver una gran cantidad de sustancias químicas, incluyendo gases.

Se llama agua destilada al agua que ha sido evaporada y posteriormente condensada. Al realizar este proceso se eliminan casi la totalidad de sustancias disueltas y microorganismos que suele contener el agua y el resultado es prácticamente la sustancia química pura H2O.

El agua pura no conduce la electricidad, pues está libre de sales y minerales.

Importancia de la posición astronómica de la Tierra

La coexistencia de las fases sólidas, líquidas y gaseosas pero, sobre todo, la presencia permanente de agua líquida, es vital para comprender el origen y la evolución de la vida en la Tierra tal como es. Sin embargo, si la posición de la Tierra en el Sistema Solar fuera más cercana o más alejada del Sol, la existencia de las condiciones que permiten a las formas del agua estar presentes simultáneamente serían menos probables.

La masa de la Tierra permite mantener la atmósfera. El vapor de agua y el dióxido de carbono en la atmósfera causan el efecto invernadero, lo que ayuda a mantener relativamente constante la temperatura superficial. Si el planeta tuviera menos masa, una atmósfera más delgada causaría temperaturas extremas no permitiendo la acumulación de agua excepto en los casquetes polares (como en Marte). De acuerdo con el modelo nébula solar de la formación del Sistema Solar, la masa de la Tierra se debe en gran parte a su distancia al Sol.

La distancia entre el Sol y la Tierra y la combinación de radiación solar recibida y el efecto invernadero en la atmósfera aseguran que su superficie no sea demasiado fría o caliente para el agua líquida. Si la Tierra estuviera más alejada del Sol, el agua líquida se congelaría. Si estuviera más cercana, su temperatura superficial elevada limitaría la formación de las capas polares o forzaría al agua a existir solo como vapor. En el primer caso, la baja reflectibilidad de los océanos causaría la absorción de más energía solar. En el último caso, la Tierra sería inhabitable (al menos por las formas de vida conocidas) y tendría condiciones semejantes a las del planeta Venus.

Las teorías Gaia proponen que la vida se mantiene adecuada a las condiciones por sí misma al afectar el ambiente de la Tierra.

El cambio del estado en el agua

Copos de nieve por Wilson Bentley, 1902

Estado sólido

Artículo principal: Hielo

Al estar el agua en estado sólido, todas las moléculas se encuentran unidas mediante un enlace de hidrógeno, que es un enlace intermolecular y forma una estructura parecida a un panal de abejas, lo que explica que el agua sea menos densa en estado sólido que en el estado líquido. La energía cinética de las moléculas es muy baja, es decir que las moléculas están casi inmóviles.

El agua glacial sometida a extremas temperaturas y presiones criogénicas, adquiere una alta capacidad de sublimación, al pasar de sólida a vapor por la acción energética de los elementos que la integran —oxígeno e hidrógeno— y del calor atrapado durante su proceso de congelación-expansión. Es decir, por su situación de confinamiento a grandes profundidades se deshiela parcialmente, lo cual genera vapor a una temperatura ligeramente superior del helado entorno, suficiente para socavar y formar cavernas en el interior de los densos glaciales. Estas grutas, que además contienen agua proveniente de sistemas subglaciales, involucran a las tres fases actuales del agua, donde al interactuar en un congelado ambiente subterráneo y sin la acción del viento se transforman en el cuarto estado del agua: plasma semilíquido o gelatinoso.

Agua cambiando de estado sólido a líquido.

Estado líquido

Cuando el agua está en estado líquido, al tener más temperatura, aumenta la energía cinética de las moléculas, por lo tanto el movimiento de las moléculas es mayor, produciendo quiebres en los enlaces de hidrógeno, quedando algunas moléculas sueltas, y la mayoría unidas.

Estado gaseoso

Artículo principal: Vapor de agua

Cuando el agua es gaseosa, la energía cinética es tal que se rompen todos los enlaces de hidrógeno quedando todas las moléculas libres. El vapor de agua es tan invisible como el aire; el vapor que se observa sobre el agua en ebullición o en el aliento emitido en aire muy frío, está formado por gotas microscópicas de agua líquida en suspensión; lo mismo que las nubes.

Enlaces externos

Commons

Wikiquote

 

Referencias

  1. ↑ Nomenclatura de Química Inorgánica. Recomendaciones de la IUPAC de 2005. Ciriano López, Miguel Ángel; Román Polo, Pascual (versión española), Connelly, Neil G. (ed.), Damhus, Ture (ed.) Prensas Universitarias de Zaragoza, 2007
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ENERGÍA, MAQUINARIA Y MOTORES: EL FIN DE LA ERA DEL PETRÓLEO: LA REVOLUCIÓN DEL HIDRÓGENO. La dramática disminución de las reservas mundiales de petróleo llevará en pocos años, si no se encuentra una solución, a una crisis energética sin precedentes que obligaría a cambiar drásticamente el actual modo de vida. Todo indica que el futuro de la energía pasa por hidrógeno, el combustible más limpio que existe.

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La dramática disminución de las reservas mundiales de petróleo llevará en pocos años, si no se encuentra una solución, a una crisis energética sin precedentes que obligaría a cambiar drásticamente el actual modo de vida. Todo indica que el futuro de la energía pasa por hidrógeno, el combustible más limpio que existe. Es versátil y muy eficaz. Un combustible revolucionario, ya que transformará las relaciones sociales y económicas en todo el mundo. También supone una esperanza en la conquista de una economía energética sostenida. Las ventajas de la utilización del hidrógeno como carburante son patentes: es una fuente de energía abundante y su combustión sólo origina vapor de agua y calor, además de ser un sistema energético no contaminante y silencioso. Entre los inconvenientes hay que señalar que es un gas muy inflamable y que sería muy costosa la construcción de las infraestructuras para su distribución. El hidrógeno, a pesar de ser el elemento químico más ligero y abundante en el universo, es un combustible que no se puede aprovechar directamente, no es una fuente de energía propiamente dicha, sino un portador de energía. El problema es que no existen yacimientos de hidrógeno. Éste se encuentra en la madera, el carbón, el petróleo y el gas, pero sobre todo en el agua. La manera más limpia de extraer el hidrógeno es directamente del agua, el componente más abundante de la superficie terrestre. Y la gran ventaja del hidrógeno es que al ser un gas puede almacenarse. Los grandes fabricantes mundiales de automóviles ya están trabajando en los primeros prototipos y se calcula que hacia el 2010 se verán los primeros vehículos de hidrógeno. Hasta ahora, los coches han sido un medio de transporte. El hidrógeno añadirá una función completamente nueva. Las pilas de combustible producirán tanta energía que los coches se convertirán en centrales eléctricas móviles. De esa forma se pondrá en marcha la revolución del hidrógeno. Jeremy Rifkin, presidente de la Foundation on Economic Trends y autor de “La economía del hidrógeno”, predice en el documental que en el futuro habrá una red de energía basada en el hidrógeno que cubrirá todo el planeta y permitirá distribuir la energía de manera democrática. Lo que supondría una verdadera revolución, un nuevo orden mundial«

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ENERGÍA, MAQUINARIA Y MOTORES: EL PETRÓLEO. Imprescindible documental donde se evidencia la relación entre la actual Guerra Global Contra el Terror y la Crisis Energética. 11S. 11-S. Crisis energetica. Cenit petroleo. Ver también Aritmética, Población y Energía http://video.google.es/videoplay?docid= 8642751995539239050&hl=es Más info también en www.ninuclearniotras.blogspot.com y www.crisisenergetica.org

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ENERGÍA, MAQUINARIA Y MOTORES: TIPOS DE ENERGÍA. LOS TIPOS DE ENERGÍA ELÉCTRICA.

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ENERGÍA, MAQUINARIA Y MOTORES: LA FUERZA CENTRÍFUGA. En la Mecánica Clásica, la fuerza centrífuga es una fuerza ficticia que aparece cuando se describe el movimiento de un cuerpo en un sistema de referencia en rotación. El calificativo de "centrífuga" significa que "huye del centro". En efecto, un observador situado sobre la plataforma de un tiovivo que gira con velocidad angular ω (observador no-inercial) siente que existe una «fuerza» que actúa sobre él, que le impide permanecer en reposo sobre la plataforma a menos que él mismo realice otra fuerza dirigida hacia el eje de rotación, fuerza que debe tener de módulo , siendo la distancia a la que se encuentra del eje de rotación. Así, aparentemente, la fuerza centrífuga tiende a alejar los objetos del eje de rotación.

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Fuerza centrífuga

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Fuerza centrípeta (real) y fuerza centrífuga (falsa o ficticia).

En la Mecánica Clásica, la fuerza centrífuga es una fuerza ficticia que aparece cuando se describe el movimiento de un cuerpo en un sistema de referencia en rotación.

El calificativo de "centrífuga" significa que "huye del centro". En efecto, un observador situado sobre la plataforma de un tiovivo que gira con velocidad angular ω (observador no-inercial) siente que existe una «fuerza» que actúa sobre él, que le impide permanecer en reposo sobre la plataforma a menos que él mismo realice otra fuerza dirigida hacia el eje de rotación, fuerza que debe tener de módulo momega^2r,, siendo r, la distancia a la que se encuentra del eje de rotación. Así, aparentemente, la fuerza centrífuga tiende a alejar los objetos del eje de rotación.

En general, la fuerza centrífuga asociada a una partícula de masa m, que en un sistema de referencia en rotación con una velocidad angular mathbfomega, y a una distancia mathbf r, del eje de rotación viene dada por

mathbf F_text{cf}= -mboldsymbolomega times (boldsymbolomega times mathbf r)

Contenido

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Fuerza centrípeta versus fuerza centrífuga [editar]

Fuerza centrípeta es toda fuerza o componente de fuerza dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria de una partícula. Así, en el caso del movimiento circular uniforme, la fuerza centrípeta está dirigida hacia el centro de la trayectoria circular y es necesaria para producir el cambio de dirección de la velocidad de la partícula. Si sobre la partícula no actúase ninguna fuerza, se movería en línea recta con velocidad constante.

La fuerza centrífuga no es una fuerza en el sentido usual de la palabra, sino que es una fuerza ficticia que aparece en los sistemas referenciales no-inerciales.

Así, por ejemplo, si un cuerpo está girando alrededor de un centro de fuerzas fijo, la única fuerza real que actúa sobre el cuerpo es la fuerza de atracción hacia el centro de la trayectoria (fuerza centrípeta) necesaria, desde el punto de vista de un observador estacionario (inercial, [X,Y,Z]) para que el cuerpo pueda describir una trayectoria curvilínea. Dicha fuerza real, mathbf F_text{cp},, (la tensión de la cuerda en el ejemplo ilustrado en la Figura) proporciona la aceleración centrípeta característica de todo movimiento curvilíneo.

Sin embargo, un observador situado en un referencial en el cual el cuerpo esté en reposo (referencial en rotación [x,y,z] y, por tanto, no inercial) observará que el cuerpo no presenta aceleración alguna en la dirección de la fuerza aplicada mathbf F_text{cp}, (que podrá medir intercalando un dinamómetro en la cuerda de la Figura). Para reconciliar este resultado con el requerimiento de que la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo sea nula, el observador imagina la existencia de una fuerza igual y de sentido opuesto a la fuerza centrípeta; esto es, postula la existencia de una fuerza centrífuga, mathbf F_text{cf}, que no tiene existencia real y que sólo resulta útil al observador no-inercial para poder escribir la segunda ley de Newton en la forma usual.

Sistema de referencia inercial [editar]

Cuando se observa desde un sistema de referencia inercial, lo que realmente ocurre es que, por ejemplo en un coche, la inercia del pasajero se opone a cualquier cambio de dirección de movimiento y mantiene al pasajero en la inicial línea recta. Desde este punto de vista, la única razón para que el pasajero se vea impulsado hacia un lado del coche es que la persona aún viaja en una línea recta, y el coche ha acelerado. Una vez que el pasajero llega hasta la puerta lateral del coche, el coche es capaz de aplicar la fuerza centrípeta al pasajero para acelerarlo junto con el coche.

El rozamiento entre el asiento y los pantalones del pasajero también contrarrestan a la fuerza centrífuga, a baja velocidad impide que los pasajeros se deslicen del asiento; el rozamiento es el único causante de esto. Por otro lado, el pasajero ejerce una fuerza reactiva contra la puerta: según la segunda definición, esta fuerza también se llamaría fuerza centrífuga

Confusión sobre el término [editar]

El carácter ficticio o falso de la fuerza centrífuga puede dar lugar a cierta confusión en su interpretación, sobre todo cuando se la confunde con la reacción de la fuerza centrípeta, en virtud de la tercera Ley de Newton o Principio de acción-reacción, olvidando que esta reacción no actúa sobre el cuerpo sino que es ejercida por el cuerpo (sobre la cuerda, en el ejemplo descrito en la Figura).

Actualmente, se tiende a restar importancia a la fuerza centrífuga cuando se enseñan el movimiento circular; en su lugar se realza la importancia de la fuerza centrípeta, dado que es la fuerza real y responsable de mantener el movimiento circular y de proporcionar la aceleración centrípeta.

Sin embargo, cuando resulta inevitable describir el movimiento en un sistema de referencia en rotación, tal como cuan se describe el movimiento de un proyectíl de largo alcance respecto de la superficie terrestre, resultará inevitable referirse a la fuerza centrífuga y a otras fuerzas ficticias, tal como la fuerza de Coriolis.

 

Véase también [editar]

Referencias [editar]

Bibliografía [editar]

Enlaces externos [editar]

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