Introdução
Em sua forma mais pura, a água é inodora, quase incolor e insípida. Ela está presente em seu corpo, nos alimentos que você come e nas bebidas que ingere. Você a utiliza para se limpar, lavar as roupas, a louça, o carro e todas as outras coisas que estão ao seu redor. Você pode nadar ou pular nela para se refrescar em dias quentes de verão. Muitos dos produtos que você usa todos os dias contêm água ou foram fabricados utilizando-a. Todas as formas de vida precisam dela e, se não tomarem a quantidade necessária, elas morrem. Disputas políticas já giraram em torno dela. Em alguns lugares, a água é valorizada e extremamente difícil de ser encontrada. Em outros, é bem fácil de ser encontrada, e por isso é desperdiçada. Qual substância é mais necessária para nossa existência do que qualquer outra? A água.
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Basicamente, a água é uma molécula com um átomo de oxigênio e dois de hidrogênio, unidos por elétrons compartilhados. É uma molécula polar em forma de V, o que significa que é carregada positivamente próximo dos átomos de hidrogênio e negativamente próximo do átomo de oxigênio. As moléculas de água são atraídas e ficam unidas naturalmente por causa de suas polaridades, formando uma ligação de hidrogênio. Essa ligação de hidrogênio é a causa de muitas propriedades especiais da água, como o fato de que ela é mais densa no estado líquido do que no sólido (o gelo flutua sobre a água). Veremos melhor essas propriedades especiais mais adiante.
O ciclo da água
O ciclo da água é o movimento contínuo dela dentro e ao redor da Terra. Como já mencionamos, a água nunca desaparece de verdade - ela apenas muda de forma. O sol conduz todo o ciclo da água e é responsável por duas grandes etapas: a condensação e a evaporação. Quando o sol aquece a superfície da água, ela evapora e acaba na atmosfera como vapor de água. O vapor se resfria e se eleva, se transformando em nuvens, que por fim se condensam em gotas de água. Dependendo da temperatura da atmosfera e de outras condições, a água se precipita como chuva, chuva com neve, granizo ou neve.
 Pete Turner/The Image Bank/Getty Images O vapor de água que se transforma em nuvens se condensa em gotas de água, que caem como chuva, chuva com neve, granizo ou neve |
Algumas dessas precipitações ficam retidas nas copas das árvores e evaporam novamente para a atmosfera. A precipitação que atinge o solo se transforma em escoamento, que pode se acumular e ser congelado em forma de placas de neve ou geleiras. Ela também pode infiltrar no solo e se acumular, se transformando em aqüíferos. Um aqüífero é um grande depósito de água subterrânea que pode ser extraída e utilizada. Esse escoamento também vem do derretimento da neve, que ocorre quando o sol e as mudanças climáticas derretem a neve e o gelo. Por fim, alguns desses escoamentos retornam para os lagos e oceanos, onde são novamente evaporados pelo sol. Você pode aprender mais sobre o ciclo da água em Como funciona o planeta Terra.
A água que cai no chão e permanece no solo acaba evaporando e indo para a atmosfera. Mas a água subterrânea, que é a maior fonte de água potável, pode se acumular em aqüíferos por milhares de anos. Os aqüíferos livrestêm o nível de lençol freático, ou a superfície onde a pressão da água fica igual à pressão atmosférica, como limite superior. Os aqüíferos confinadoscostumam ficar abaixo dos livres e têm uma camada de pedra ou de outros materiais como limites superiores.
Nos Estados Unidos, a água subterrânea mais antiga, conhecida como água fóssil, fica no Aqüífero Ogallala. Situado a cerca de 450 mil quilômetros quadrados abaixo de oito estados nas Grandes Planícies, o Aqüífero Ogallala armazena em torno de 3.600 milhões de quilômetros cúbicos de água [fonte: Grandes Planícies/Aqüífero Ogallala (em inglês)]. O Aqüífero Ogallala foi formado entre 2 e 6 milhões de anos atrás, quando a cadeia de Montanhas Rochosas estava se formando. Como o clima das Grandes Planícies é árido, a água no aqüífero está sendo usada mais rápido do que o tempo que ele levaria para se reabastecer. Por isso, alguns cientistas se referem ao uso da água fóssil como exploração da água.
A água subterrânea também pode existir em outros planetas. Imagens da nave espacial Mars Global Surveyor mostraram o que parecem ser canais feitos por rios de água na superfície de Marte. De acordo com a NASA, a água provavelmente está de 100 a 400 metros abaixo da superfície. Europa, uma das luas de Júpiter, também pode ter água abaixo da superfície. Como nossa necessidade por água é maior do que a capacidade da Terra, os cientistas especulam se algum dia poderemos explorar a água de outros planetas e luas do nosso sistema solar.
A água tem muitas propriedades incríveis e únicas que a tornam muito importante para a vida. Elas são a razão pela qual estamos sempre procurando maneiras melhores de conseguir e preservar a água.
LUCAS LEÃO 3 36 N 29
Propriedades da água
A ligação de hidrogênio entre as moléculas de água sobre a qual falamos na introdução é a razão por trás de duas propriedades únicas da água: acoesão e a aderência. A coesão se refere ao fato de que a água se une bem facilmente. A aderência significa que a água também se une muito bem a outras coisas, que é a razão pela qual ela se espalha como uma película fina em certas superfícies, como no vidro. Quando a água entra em contato com essas superfícies, as forças adesivas são mais fortes do que as coesivas. Em vez de ficar unida como uma bola, ela se espalha.
 Steve Maslowski/Getty Images Um inseto que anda sobre a água (water strider) demonstra a tensão superficial |
A água também tem um alto nível de tensão superficial. Isso significa que as moléculas na superfície da água não são cercadas por moléculas parecidas por todos os lados, então elas são empurradas apenas pela coesão de outras moléculas no interior. Essas moléculas se juntam umas as outras com força, mas se aderem a outro meio de maneira fraca. Um exemplo disso é o modo como a água se junta em superfícies com cera, como as folhas ou carros encerados. A tensão superficial faz que essas gotas de água se juntem para que ocupem a menor área possível.
A ação capilar também é resultado da tensão superficial. Como mencionamos, isso acontece nas plantas quando elas "sugam" água. A água adere à parte de dentro dos tubos das plantas, mas a tensão superficial tenta deixá-la nivelada. Isso faz que a água suba e se junte novamente, um processo que continua até que a quantidade suficiente de água se una para fazer que a gravidade comece a puxá-la para baixo.As ligações de hidrogênio da água também são a razão pela qual sua forma sólida, o gelo, consegue flutuar sobre a forma líquida. O gelo é menos denso do que a água porque as moléculas de água formam estruturas cristalinas nas temperaturas de congelamento (0 ºC). As propriedades térmicas da água também estão associadas a suas ligações de hidrogênio. A água tem uma capacidade térmica específica bem alta, que é a quantidade de calor por unidade de massa necessária para aumentar a temperatura em 1 ºC. A energia exigida para aumentar a temperatura da água em 1 ºC é de 4,2 joules por grama. A água também tem uma entalpia de vaporização alta, que significa que ela pode receber bastante calor sem que sua temperatura se eleve muito. Isso influencia bastante o clima, porque significa que os oceanos levam mais tempo para ficarem aquecidos.
A água costuma ser conhecida como solvente universal, o que significa que muitas substâncias são dissolvidas por ela. As substâncias que se dissolvem na água são hidrófilas. Isso significa que elas são mais fortes ou tão fortes quanto as forças coesivas da água. O sal e o açúcar são polares, como a água; então, se dissolvem muito bem nela. As substâncias que não se dissolvem na água são hidrofóbicas. Essa é a origem do ditado "água e óleo não se misturam". A água que usamos raramente é pura por causa de sua solvência. Em geral, ela costuma ter vários minerais dissolvidos nela.
A presença desses minerais é a diferença entre a água pesada e a água doce. A água pesada geralmente contém muito cálcio e magnésio, mas também pode conter metais. O sabão não faz muita espuma na água pesada, mas ela não costuma ser perigosa. Ela também pode causar depósitos calcários em canos, aquecedores de água e vasos sanitários.
Uma das últimas controvérsias sobre as propriedades da água está na maneira como o gelo se comporta quando derrete. Alguns cientistas afirmam que a água tem a mesma aparência de quando está sólida, a não ser pelo fato de algumas ligações de hidrogênio estarem quebradas. Outros afirmam que ela forma uma estrutura completamente diferente. Então, por toda sua importância, ainda não entendemos a água por completo.
Os diversos tipos de água
Ao contrário do que muita gente pensa, não existe apenas um tipo de água na natureza. Podemos encontrar na natureza águas de todo tipo: próprias e impróprias para o consumo, contaminadas, com propriedades terapêuticas, etc.
Principais tipos
- Água potável: destinada ao consumo humano por apresentar as condições ideais para a saúde. Pode ser tratada ou retirada de fontes naturais, desde que seja pura.
- Água salobra: é uma água de aparência turva. Possui grandes quantidades de sal ou outra substância dissolvida. Não pode ser consumida pelo ser humano. É muito encontrada em regiões de mangue (áreas alagadas próximas ao litoral).
- Água doce: é a água que encontramos em rios, lagos, riachos, etc. Possui baixa quantidade de minerais e algumas impurezas (caso esteja contaminada). É uma água de cor marrom, pois possui também grande quantidade de terra dissolvida. Para ser consumida precisa passar por processo de tratamento específico. Quando está limpa, costuma abrigar grandes quantidades de peixes. O Brasil é um país rico em água doce graças a grande quantidade de rios.
- Água salgada: é a conhecida água do mar. Possui grande quantidade de sais, principalmente o famoso sal de cozinha (cloreto de sódio). Não pode ser consumida pelo ser humano.
- Água contaminada: geralmente presente em rios e lagos que recebem esgotos ou resíduos industriais. Não pode ser consumida, pois apresenta microrganismos que transmitem doenças ou produtos químicos que prejudicam a saúde humana. Geralmente encontramos baixa existência de vida animal neste tipo de água.
- Água destilada: água com altas concentrações de hidrogênio e oxigênio. É produzida de forma artificial em indústrias pelo processo de destilação. Na natureza, ela se forma durante o processo de chuva. É uma água muito usada em baterias de automóveis ou como reagente industrial. Não pode ser consumida.
- Água mineral: água que possui grande quantidade de minerais oriundos da natureza. Algumas destas águas possuem propriedades terapêuticas. Alguns tipos de águas minerais são próprias para o consumo, tanto que são envasadas e vendidas por empresas.
- Água poluída: é um tipo de água misturada com algum poluente. Neste caso, a água perde seu cheiro e cor natural, ficando imprópria para o consumo.
ALAN FERREIRA N 02
