VARIABLES FISICOQUÍMICAS QUE INFLUYEN EN LA CARACTERIZACIÓN DEL AGUA DE MAR Y EL IMPACTO DE VERTIDOS

Cada quien sabe que el océano esta lleno de agua, frecuentemente se piensa porque hay tanta al alrededor. Desde una perspectiva cósmica, aunque el agua no es tan común, la tierra es el único planeta con agua líquida en su superficie, sin embargo, en ella se piensa solo cuando hace calor o se tiene sed ya que el agua sacia la sed porque compone la mayor parte del cuerpo. Los organismos marinos, están compuestos en su mayor parte de agua 80 por ciento o más por peso en la mayoría de los casos (Castro, 2005: p. 42). 1 Agua de Mar. Las características del agua de mar son debidas a la naturaleza del agua pura y los materiales disueltos en ella. Algunos de los sólidos disueltos en el agua de mar son producidos por la descomposición química de las rocas en el terreno y son llevadas al mar por los ríos y otros materiales vienen del interior de la tierra, la mayor parte de éstos son lanzados al océano por respiraderos hidrotérmicos, mientras que otros son lanzados a la atmósfera por los volcanes y entran en el océano por la lluvia o la nieve (Castro, 2005: p. 42). La concentración total de iones en el agua de mar es mucho mayor que la de agua dulce, ya que contiene grandes cantidades de sales disueltas. Las especies predominantes en el agua de mar son los iones sodio y cloruro, los cuales están presentes a concentraciones unas mil veces superior, en promedio, a las que se encuentran en aguas dulces. El agua de mar también contiene algo de magnesio (Mg)+2 y sulfato (SO4)-2, y menores cantidades de muchos otros iones. Si el agua de mar se evapora gradualmente, la primera sal en precipitar es el carbonato de calcio CaCO3 , seguida de sulfato de calcio hidratado CaSO4.H2O . luego el cloruro de sodio NaCl, el cloruro de magnesio MgCl2, el bromuro de sodio NaBr y finalmente el cloruro de potasio KCl; así pues la sal marina es una mezcla de todas estas sales, el pH promedio del agua superficial oceánica es de alrededor 8,1 (Baird, 2001: p. 464). 1.1 Salinidad, Temperatura y Densidad del agua de Mar La temperatura afecta grandemente la densidad del agua de mar y también influye en la salinidad, el agua al ser salada es más densa. La densidad del agua de mar por lo tanto depende de ambas, es decir de la salinidad y la temperatura. La temperatura en el océano varia entre -2º y + 30 ºC; las temperaturas debajo de los 0º son posible porque el agua salada congela en una temperatura más fría que el agua pura. Esto es una razón por la que el océano es menos propenso al congelamiento que los lagos y ríos. La temperatura en el océano varía considerablemente más que la salinidad, para una densidad práctica la materia es controlada más por la temperatura que por la salinidad, sin embargo, ocurren excepciones. La temperatura y la salinidad del agua del océano necesitan ser medidas para determinar la densidad (Castro, 2005: p. 45). 1.2 Gases Disueltos en el Mar Para los organismos los tres gases principales en el océano son: el Oxígeno (O2), Dióxido de Carbono (CO2) y Nitrógeno (N2). Estos tres se encuentran en la atmósfera terrestre y disueltos en la superficie del agua de mar. Algunas veces ocurre al contrario, la superficie del mar lanza los gases a la atmósfera, este proceso es conocido como intercambio de gases entre el océano y la atmósfera. A diferencia de los sólidos, los gases se disuelven mejor en frío, la concentración de los gases disueltos son más altas en las aguas polares que en las tropicales, el oxígeno no es muy soluble. El océano contiene entre 0 y 8 ml de oxígeno disuelto por litro de agua de mar, pero típicamente es cerca de 4 a 6 ml por un litro. Un litro de aire en comparación, contiene cerca de 210 ml de oxigeno o 21 por ciento del volumen total. La cantidad de oxígeno de agua también es fuertemente afectada por organismos a través de la fotosíntesis y la respiración. Mucho del oxígeno producido por la fotosíntesis en el océano es expulsado a la atmósfera. El nivel del oxígeno disuelto relativamente bajo en agua de mar hace más susceptible el agotamiento del oxigeno del aire por la respiración. El dióxido de carbono es mucho mas soluble que el oxigeno debido a que este reacciona químicamente cuando se disuelve. Como un resultado, el dióxido de carbono compone mas del 80 por ciento de los gases disueltos en el océano, comparado con el del aire es menos que 0,04 por ciento y el océano almacena 50 veces ḿás dióxido de carbono total que la atmósfera, esto es critico para entender los efectos de actividades humanas en el clima de la tierra (Castro, 2005: p. 46) 1.3 Transparencia del Mar: Una de las propiedades biológicas más importante del agua de mar es que es relativamente transparente, los rayos solares pueden penetrar en el océano. Esto es vital porque todos los organismos fotosintéticos necesitan la luz para crecer. Los rayos del sol contiene todos los colores del arco iris, pero no todos los colores penetran en el agua de mar igualmente. Las aguas claras del océano son las más transparentes a la luz azul, la transparencia del agua es afectada altamente por el material que se encuentra suspendido y disuelto en ella, obviamente el agua fangosa no está tan clara como el agua limpia, las cantidades grandes de plancton también reducen la transparencia del agua. El agua cerca de las costas contiene a menudo mucho material traído por los ríos que le da un tinte verdoso y la hace menos transparente que las aguas azules profundas del océano abierto. Pruebas Físicas de la Luz:  Reflexión, proceso por el que la superficie del agua de mar devuelve a la tmósfera una cantidad de luz que incide sobre ella.  Refracción, es el cambio de dirección que sufre la luz al entrar en un medio de diferente densidad.  Extinción, que es el grado en que disminuye la luz al ir penetrando en el medio marino. El ángulo con el que incide los rayos sobre el agua cambia durante el día: penetra más luz al término de la mañana y al inicio de la tarde, en todas las latitudes, debido a que el ángulo de incidencia se incremente cuando el sol pasa del mediodía (Castro, 2005. p. 48). 1.4 Presión Es otro factor que cambia dramáticamente con las profundidades en el océano. Los organismos en la tierra están por debajo de una (1) atmósfera de presión al nivel del mar. Los organismos marinos, sin embargo, están bajo el peso del agua sobre ellos así como el de la atmósfera. La presión incrementa dramáticamente con la profundidad debido a la cantidad de agua que se consigue sobre ella. Con cada diez (10) metros de incremento de la profundidad otra atmósfera de presión es agregada. Como la presión incrementa, los gases se comprimen. Esto aumenta grandemente la dificultad, el costo, y a veces el peligro de estudiar el mar (Castro, 2005. p. 48). 1.5 Movimientos en el Océano El océano nunca reposa. Cualquier persona que haya ido a nadar dentro de él, navegado o caminado simplemente al lado del mar sabe que está en movimiento constante. Las ondas, las corrientes, y las mareas se mueven y mezclan las aguas del océano, y todas tienen efectos importantes en la vida del mar. Los campos principales del viento de la atmósfera empujan la superficie del mar, creando corrientes. La mayoría de las corrientes de el océano abierto, de hecho, son manejadas por el viento (Castro, 2005. p. 52). a. El Oleaje Las olas son el movimiento más simple y visible; en ellas el agua parece ondularse y estrellarse cerca de la orilla sobre las playas y acantilados. Una ola es la transmisión de la energía del viento al agua mediante un roce del viento en determinada zona oceánica. De esa manera, el agua comienza a moverse onduladamente transmitiendo esa energía. En las orillas, donde el fondo del mar esta cercano a la superficie, no se puede transferir la energía y se rompe el ondulamiento. También hay olas producidas por terremotos o maremotos, cuya energía puede transmitirse con mayor violencia y levantar olas de cientos de metros de altura. Existen olas provocadas por el movimiento de rotación terrestre que tiene un efecto poco notable. Las crestas de esta solo miden algunos metros de altura, mientras su valle y longitud alcanzan cientos o miles de Km. por lo que, para observarlas, es necesario usar aparatos muy precisos que las midan permanentemente (Castro, 2005. p. 54). b. Las Mareas Las mareas son unos de los movimientos más amplios de los océanos, aunque el agua parece ascender en las playas solo unos metros cúbicos, en realidad desplaza millones de estos con un despliegue considerable de energía, que ahora comienza a utilizarse. Este fenómeno se debe a la cercanía de la luna y a la masa del sol, que atraen a la Tierra pero jalan únicamente la masa oceánica, por ser muy grande y flexible. Cuando los astros se alinean, producen mareas vivas o altas por que sus atracciones se conjuntan, mientras que al formar un ángulo recto, sus poderes gravitacionales se nulifican y las mareas son muertas o mínimas. Este movimiento depende de la posición de los astros y no de la hora del día, por lo que puede ocurrir en la noche, en el día y diariamente, aunque varían en forma gradual (Castro, 2005. p. 54). c. Las Corrientes Marinas Las corrientes marinas son ríos dentro del mar, es decir, grandes volúmenes de agua que se desplazan en el océano siguiendo rutas cíclicas de manera constante, lo cual se denomina circulación general de las corrientes marinas. Sobre el océano, los vientos superficiales, al rozar el mar, le transmiten energía que provoca su desplazamiento en la misma dirección del viento. Una característica importante de las corrientes es su temperatura. A pesar de que la temperatura puede variar a causa de diversos factores como la densidad, latitud, composición, vegetación, entre otros; las corrientes marinas se dividen en cálidas y frías. Existen muchas subcorrientes cuyo comportamiento es totalmente distinto: se desprenden y se mueven independientes y forman remolinos o desaparecen. Hay además corrientes submarinas que fluyen a más de 300 metros de la superficie y cuyas rutas son desconocidas hasta que emergen y trastornan la circulación general del mar. La circulación general de los Océanos tiene una función trascendental para todo el planeta, ya que equilibra la cantidad de agua oceánica permanentemente, al removerla. Revuelve las sales y sustancias para mantener sus características y su cantidad, y para conservar la fauna y la flora que habitan los océanos. También distribuye temperatura, impidiendo así que el calor sea excesivo en el Ecuador y que en los polos el frió sea aun más intenso; ayuda a los animales en sus gigantescas migraciones Las corrientes reparten el oxígeno en el agua para evitar su concentración o escasez. Igualmente redistribuyen el calor atmosférico por todo lo que se emite a la atmósfera. Sin embargo, las corrientes se ven afectadas por el exceso de navegación que contamina con descargas tóxicas e inhibe el desarrollo de plancton y microplancton. En su circulación, las corrientes llevan esos tóxicos a lugares tan apartados como la Antártica, donde se han hallado restos de insecticidas y mercurio. La contaminación tiende a subir la temperatura planetaria y a disminuir la capa de ozono, lo que permite el paso de rayos ultravioleta, así como a desequilibrar el comportamiento normal de las corrientes (Castro, 2005. p. 55). d. Corrientes Superficiales La mayoría de los campos de vientos de la atmósfera empujan la superficie del mar, creando corrientes. La mayoría de las corrientes superficiales del océano abierto, son manejadas por el viento. Cuando el viento empuja la capa predominante de la superficie del agua comienza a moverse. En lugar de ir en la misma dirección como el viento, los movimientos de la corriente superficial tienen un ángulo de 45º debido al efecto de Coriolis. Esta capa superior empuja la capa de agua de abajo, y el efecto de Coriolis entra otra vez en juego: la segunda capa no se mueve en la misma dirección como en la primera capa, pero se mueve levemente a la derecha, y más lenta. Este proceso que pasa abajo es a través de la columna del agua, cada capa empujada por la capa de arriba empuja la de abajo hacia adentro. El efecto del viento decrece con la profundidad, de modo que capas progresivamente más profundas se mueven cada vez más lentas. El agua es particularmente buena para transportar calor debido a su alta capacidad calorífica. Las corrientes calientes en sitios occidentales llevan cantidades extensas de calor solar del Ecuador a latitudes más altas. Las corrientes frías fluyen en dirección opuesta a los sitios orientales. Las corrientes del océano actúan como un termóstato gigante, calentando los polos, congelando los trópicos y regulando el clima del planeta (Castro, 2005. p. 55). 1.6 Vida en el Medio Ambiente Marino. El proceso de la vida involucra una intricada serie de interacciones entre una variedad inmensa de productos químicos. El más importante de estos químicos es también uno del más simple: el agua. Como es el solvente universal, el agua proporciona el medio en el cual todas las otras moléculas se disuelven e interactúan. El agua es la base de una “mezcla química compleja” dentro de todos los organismos donde ocurren las reacciones químicas del metabolismo. Los procesos que hacen la vida posible involucran una gran cantidad de productos químicos, además del agua. La mayor parte de estos productos químicos son compuestos orgánicos, moléculas que contienen átomos de carbono, hidrogeno y usualmente oxigeno. Los compuestos orgánicos son moléculas altamente energéticas, es decir, toman energía para hacer o sintetizarse, los compuestos orgánicos son una característica importante de los seres vivientes (Castro, 2005. p. 69). 1.7 Importancia de los Nutrientes en el Mar Solo el dióxido de carbono, el agua y los rayos del sol son necesarios para hacer glucosa por fotosíntesis, pero otros materiales son necesarios para convertir la glucosa en otros compuestos orgánicos. Estos materiales crudos, llamados nutrientes, incluyen minerales, vitaminas y otras sustancias. La producción primaria usa grandes cantidades de nitrógeno, el cual es necesario para hacer proteínas, ácidos nucleicos y otros compuestos importantes. El nitrato (NO-3) es la forma más importante de nitrógeno en el océano, aunque el nitrógeno se usa de otras formas. El fósforo, es necesario para hacer los ácidos nucleicos y otros compuestos, y es otro importante nutriente, su principal fuente es el fosfato (PO4)-3. Otro importante nutriente es el hierro en varias formas, aunque está necesitado en cantidades mucho más pequeñas que el nitrógeno, el fósforo o el silicio, el hierro es críticamente una fuente escasa en grandes partes del océano (Castro, 2005. p. 70). Los nutrientes, específicamente el nitrógeno, hierro y fósforo, juegan un papel importante en el control de la producción primaria. Incluso si hay gran cantidad de luz, las plantas no pueden realizar la fotosíntesis si no hay suficientes nutrientes. En gran parte del océano el alimento en la fuente más corta, es decir, el alimento limitador, es el nitrógeno. Grandes áreas del océano abierto, tienen suficiente nitrato y en algunos lugares son limitados por el hierro; esto ha sido demostrado en experimentos donde el fitoplancton crece explosivamente después de que se agrega el hierro, el llegar a ser tan abundante hacen crecer el guisante verde del agua. El fosfato (PO4)-3 es una fuente de fósforo, y otros nutrientes también limitan el crecimiento del fitoplancton en algunos lugares o para algunos grupos de organismo, y la fuente de silicio algunas veces limita el crecimiento de las diatomeas (Castro, 2005. p. 331). 1.8 La Diversidad de la Vida en el Mar Hay diversas formas de vida en el mar, desde bacterias microscópicas a ballenas gigantes, los organismos marinos vienen en todas las formas, tamaños y colores. Hay afortunadamente un concepto de la unificación que ayuda a comprender la diversidad de la vida; este concepto es la teoría de la evolución recordando que los científicos no usan el término “teoría” ligeramente. La evolución, es la alteración gradual de un cambio genético de las especies, apoyado por un cuerpo extenso de evidencia, la evolución ocurres bebido a que los organismos individuales son genéticamente diferentes y sus habilidades para encontrar alimento y evitar que sean comidos, en el éxito de reproducirse, en el metabolismo, y en otros incontables atributos (Castro, 2005. p. 80). 1.9 Modificación y Destrucción del Habitad en el Mar La contaminación, necesariamente no solo es la más importante vía que afecta el medio ambiente marino. Los problemas causados por la actividad humana modifican o destruyen los habitas donde viven los organismos, los efectos de tales disturbios físicos son directos e inmediato, en comparación con efectos indirectos como los de agentes contaminantes que se lanzan en alguna parte. La mayor parte de la destrucción de habitas toma lugar a lo largo de costas cerradas o habitadas por personas. Esto resulta sobre todo del desarrollo costero particularmente imprevisto o mal planeado; el problema es más agudo en las naciones desarrolladas, sin embargo, no se restringen los países pobres. El crecimiento de las ciudades, el incremento del turismo, y el desarrollo para las aplicaciones industriales y recreacionales han alterado radicalmente las líneas costeras de todos los países; lo que presenta un riesgo para la salud, cuando los organismos marinos son ingeridos o cuando se practican actividades acuáticas. La contaminación visible o invisible en tierra, agua o aire es indeseada pero forma parte de la vida, se puede describir como la introducción por los humanos de sustancias o energías que disminuyen la calidad del medio ambiente. Muchas de las sustancias, o contaminantes, son artificiales es decir no ocurren naturalmente, sin embargo, la fuente de algunos contaminantes son naturales como la filtración aceites naturales y erupciones volcánicas, pero estas sustancias naturales no son consideradas altas fuentes de contaminación. La diversidad en los tipos, la distribución y los efectos de agentes contaminantes marinos es casi ilimitada, las fuentes de estos agentes contaminantes también son extensas y alarmantes, pero la mayoría vienen de la tierra. Los agentes contaminantes se pueden remontar o citar como por ejemplo: perforación petrolífera, agricultura, y la minería, estos son solo algunas (Castro, 2005. p. 390 - 393). 2. Aguas residuales Disponer de cantidades cada vez mayores de aguas residuales es un problema importante en los sitios alrededor del mundo. Las aguas residuales domésticas llevan todas las clases de aguas residuales de hogares y de edificios de la ciudad, pueden también llevar el agua de salida de las tormentas. Las aguas residuales industriales contienen una variedad de basuras de fábricas e industrias. La mayor parte de las aguas residuales de la sociedad se descargan en el mar, o en los ríos que fluyen a él. las cantidades extensas de aguas residuales que entran en el océano amenazan el ambiente marino y la salud humana. Las descargas de aguas residuales dentro de las aguas costeras son un serio peligro para la salud, las aguas residuales contienen muchos virus, bacterias y otros parásitos que causan enfermedades. Otro caso peligroso es nadar en aguas contaminadas con aguas residuales ya que la gente puede adquirir alguna enfermedad al tragar el agua contaminada o desarrollar en el oído, la garganta, y en los ojos infecciones apenas con el contacto con el agua. Los efectos peligrosos de las aguas residuales pueden ser reducidos con su debido tratamiento, y muchos países requieren por ley una cierta forma de tratamiento antes de que se descarguen las aguas residuales (Castro, 2005. p. 393). Las cuatros fuentes fundamentales de agua residuales son:  Aguas domésticas o urbanas.  Aguas residuales industriales.  Escorrentías de usos agrícolas.  Pluviales.