Propiedades del Agua de Mar

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Manual introductorio a la Ingeniera de Costas. Cap 1: Propiedades del Agua de Mar (Composicin, Salinidad, Conductividad Electrica, Temperatura, Densidad, Viscocidad, Tensin Superficial, Sonido y Luz en el Ocano)

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  • 1. Ingeniera de Recursos HdricosOrganizacin para un Desarrollo SosteniblePresentado por:Bach. Ing. Luis Alexander Garca Caveroe-mail: lgarcia.ingc@gmail.comSitio Web: www.ingenieriarecursoshidricos.com

2. El agua del mar es unasolucin de sales, por lo quesus propiedades fsicas sonmuy diferentes de las delagua dulce y varan deacuerdo con la cantidad desales que contenga.Figura 1.1. Vista del mar desde el Salto del Fraile - Chorrillos. Fuente: Rafael Garca, 2007 en Google Earth, 2012. 3. AnionesCationesEl agua de mar es unaCloruro (Cl -) 55.07 Sodio (Na+)30.62disolucin en agua (H2O) de Sulfato (SO42-)muy diversas sustancias. Hasta7.72Magnesio (Mg++) 3.68los 2/3 de los elementos Bicarbonato0.4 Calcio (Ca++)1.18qumicos naturales estn (HCO3-)presentes en el agua deBromuro (Br-)0.19Potasio (K+) 1.1mar, aunque la mayora sloFlor (F-) 0.01Estroncio (Sr++) 0.02como trazas.Molcula no disociadacido brico 0.01(H3BO3)Tabla 1.1. Composicin de solutos slidos del agua del mar, cada uno expresado como porcentaje del total.Fuente: Osorio Arias & Alvarez Silva, 2006. 4. Salinidad Conductividad Elctrica Temperatura Densidad Viscosidad Tensin Superficial Sonido en el Ocano Luz en el Ocano 5. 6. 7. La conductividad elctrica es la capacidad que tiene unasustancia para transmitir corriente a travs de ella.La conductividad se incrementa directamente en funcin a lasalinidad, es decir, mientras ms iones se encuentren en unasolucin, mayor ser la conductividad y la salinidad. 8. Figura 1.2. Temperatura en la Superficie del Ocano Pacfico.Fuente: National Oceanic and Atmospheric Administration, 2012. 9. La temperatura tiene un gran poder termo estabilizante en elmar, depende de la cantidad de radiacin solar que reciba yrefleje.Adems, tiene gran influencia en las propiedades fsicas de:densidad, viscosidad, tensin superficial, mdulo deelasticidad, velocidad del sonido.Es uno de los parmetros ms estudiados, es fcilmentemedible con termmetro, la cual se expresa siempre en laescala Celsius (C) 10. Figura 1.3. Perfiles Tpicos de Temperatura/Profundidad a Distintas Latitudes. Fuente: Pickard, 1982 en Osorio Arias & Alvarez Silva, 2006. 11. La densidad del agua del mar consiste en su peso derivado dela cantidad de masa de sales por unidad de volumen deagua, por lo que es directamente proporcional a su salinidad; encambio, es inversamente proporcional a la temperaturasiendo, a mayor temperatura, la densidad menor. 12. 13. Figura 1.4. Perfiles Tpicos de Densidad/Profundidad a Distintas Latitudes.Fuente: Osorio Arias & Alvarez Silva, 2006. 14. 15. La viscosidad es afectada por dos variables: temperatura ysalinidad. La viscosidad del agua aumenta con la salinidad, peroes ms afectada por la disminucin en temperatura. Temp.ViscosidadViscosidadTemp.ViscosidadViscosidadoS = 0 ooo S = 35 ooooS = 0 ooo S = 35 oooCC 10-6 m2/s10-6 m2/s 10-6 m2/s10-6 m2/s51.5191.60716 1.1121.19261.4721.56117 1.0841.16371.4281.51618 1.0571.13581.3861.47419 1.0311.10891.3461.43420 1.0071.08210 1.3081.39521 0.9831.05711 1.2721.35722 0.96 1.03312 1.2371.32123 0.9381.00913 1.2041.28724 0.9170.98814 1.1721.25425 0.8960.96715 1.1411.22326 0.8760.946 Tabla 1.2. Relacin Temperatura/Viscosidad en agua dulce y agua de mar. Fuente: Osorio Arias & Alvarez Silva, 2006. 16. Figura 1.5. Tensin Superficial. Fuente: Marina Nuez, 2012. 17. 18. Se debe tener precaucin alutilizar el sonido en grandesdistancias, ya que, se refleja yrefracta con los cambios depropiedades delagua.Adems, los cambios bruscosde densidad del agua,reflejan y refractan la seal,que a partir de un ngulo nopuede penetrar. Figura 1.6. Refraccin y reflexin del sonido. Fuente: Cifuentes Lemus et al., 2012. 19. Figura 1.7. Ocano Pacfico 39 N 46 W. (A): Perfiles de salinidad y temperatura; (B):Correcciones a la velocidad del sonido debidas a la salinidad, temperatura y presin; (C):Velocidad resultante del sonido. Fuente: Pickard, 1982 en Osorio Arias & Alvarez Silva, 2006. 20. Las propiedades fsicas de la luz son: la reflexin, proceso por elque la superficie del agua del mar devuelve a la atmsfera unacantidad de luz que se transmite en el agua del mar; laabsorcin, o sea el grado de radiacin retenida, y la turbidez,que consiste en la reduccin de la claridad del agua por lapresencia de materia suspendida.Las caractersticas pticas se producen debido a que el agua delmar presenta cierta transparencia, es decir, la posibilidad dedejar pasar la luz, transparencia que cambia conforme aumentala profundidad, debido a los factores anteriormentemencionados. 21. La transparencia del mar semide usando un disco blancode30centmetros dedimetro, llamado Disco deSecchi, y la transparenciamedia del agua oscila entre 1y 66 metros de profundidad.Figura 1.8. Disco de Secchi.Fuente: Cifuentes Lemus et al., 2012. 22. Figura 1.9. Espectro electromagntico y la transmisin de luz en el agua. Fuente: Lizano R., 2012. 23. Figura 1.10. Variacin de salinidad, temperatura y densidad del agua de superficie con la latitud. Fuente: Pickard, 1982 en Osorio Arias & Alvarez Silva, 2006. 24. Masa de agua Temperatura C Salinidad o/oo N. Atlntica 8 - 1935.1 - 36.5 S. Atlntica 6 - 1734.7 - 36.0 Sup. CentralN. Pacfica6 - 1834.0 - 34.9 S. Pacfica10 - 17 34.5 - 35.6 ndica 7 - 1634.5 - 35.6 Atln. Subrtica4- 5 34.6 - 34.7 Pacf. Subrtica3 -6 33.5 - 34.4Sup. Altas Latitudes Subantrtica 3 - 1033.9 - 34.7 Ant. circumpolar0- 2 34.6 - 34.7 rtica3- 5 34.7 - 34.9 N. pacfico4 - 1034.0 - 34.5 Intermedias Antrtica 3- 7 33.8 - 34.7 Mediterrnea 6 - 1235.3 - 36.5 Mar rojo 8 - 1235.1 - 35.7 N. atlntico2- 4 34.8 - 35.1Profundas y Fondo Antrtica - 0.4 34.7 Tabla 1.3. Principales Masas de Agua del Ocano. Fuente: Osorio Arias & Alvarez Silva, 2006. 25. Cifuentes Lemus, J. L., Torres-Garca, P., & Fras M., M. (Diciembre de2012). Propiedades Fsicas del Agua del Mar. Obtenido de ElOcano y sus Recursos III. Las Ciencias del Mar: OceanografaFsica, Matemticas e Ingeniera:http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/17/htm/oceano.htm Gonzles Alvarez, S. A. (Diciembre de 2012). El Agua de Mar: Qula hace tan especial para la vida? Obtenido de Un Mar de cosaspor Explorar: http://valoraciencia.ucn.cl/guia/06-profe-aguademar.pdf Grupo de Ingeniera Oceanogrfica y de Costas. (2000).Documento de referencia: Dinmicas (Vol. I). Santander:Universidad de Cantabria. 26. Lizano R., O. G. (Diciembre de 2012). Propiedades Fsicas delAgua de Mar. Obtenido de Topicos en Oceanografa Fsica:http://www.cimar.ucr.ac.cr/Oceonografia/capitulo4.pdf Marina Nuez, G. (Diciembre de 2012). Tensioactivos y objetosflotantes. Obtenido de Hablando de Ciencia:http://www.hablandodeciencia.com/articulos/2012/04/13/tensioactivos-tension-superficial/ National Oceanic and Atmospheric Administration. (Diciembrede 2012). Sea Surface Temperature (SST) Contour Charts.Obtenido de Office of Satellite and Product Operations:http://www.ospo.noaa.gov/Products/ocean/sst/contour/index.html Osorio Arias, A. F., & Alvarez Silva, O. A. (2006). Introduccin a laingeniera de Costas. Medelln: Universidad Nacional deColombia.