Propiedades del Agua de Mar - Parte I

El agua del mar es una solución de sales, por lo que sus propiedades físicas son muy diferentes de las del agua dulce y varían de acuerdo con la cantidad de sales que contenga. Por la gran complejidad que presenta el agua del mar en su composición, y debido a su riqueza en seres vivos, sustancias inorgánicas en suspensión y gases disueltos, algunos autores la describen como“una sopa turbia de seres vivos”.

1. Composición del Agua de Mar

El agua de mar es una disolución en agua (H2O) de muy diversas sustancias. Hasta los 2/3 de los elementos químicos naturales están presentes en el agua de mar, aunque la mayoría sólo como trazas. Seis componentes, todos ellos iones, dan cuenta de más del 99% de la composición de solutos.

Cabe resaltar, que la tabla anteriormente presentada únicamente es una idealización de los componentes encontrados en cantidades más o menos constantes en diferentes ensayos.

Tabla 1.1. Composición de solutos sólidos del agua del mar,
​cada uno expresado como porcentaje del total.
Fuente: Osorio Arias & Alvarez Silva, 2006.

2. Salinidad

La salinidad está dada, principalmente, por los cloruros, sulfatos y carbonatos que se encuentran disueltos en el agua del mar, y su distribución no es uniforme ni constante, varía de un lugar a otro, tanto en dirección horizontal, como en vertical, e incluso sufre oscilaciones en un mismo punto del océano, con el transcurso del tiempo. 

Idealmente, la salinidad debe ser la suma de todas las sales disueltas en gramos por el kilogramo de agua de mar.  La salinidad media del océano es de 35 gramos de sales por kg de agua de mar, es decir, S=35 ppm (partes por mil).

​La salinidad absoluta (SA), está en base a una relación entre la clorinidad y la salinidad. En 1969, los Científicos de las Naciones Unidas, organización educacional, científico y cultural (UNESCO) introdujeron esta nueva definición: 

La salinidad práctica (S), con el desarrollo de nuevas técnicas para determinar la salinidad  a partir de medidas de conductividad, temperatura y presión, en 1978, el Practical Salinity Scale, define la salinidad en términos de una razón o cociente de conductividades.

2.1 Conductividad Eléctrica

La conductividad eléctrica es la capacidad que tiene una sustancia para transmitir corriente a través de ella. La presencia de una gran variedad de iones es lo que hace que el agua de mar sea un buen conductor de la electricidad, a diferencia del agua pura. Los iones conducen la corriente eléctrica fácilmente. La conductividad se incrementa directamente en función a la salinidad, es decir, mientras más iones se encuentren en una solución, mayor será la conductividad y la salinidad.

3. Temperatura
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La temperatura tiene un gran poder termo estabilizante en el mar, depende de la cantidad de radiación solar que reciba y refleje. Además, tiene gran influencia en las propiedades físicas de: densidad, viscosidad, tensión superficial, módulo de elasticidad, velocidad del sonido.

Las características térmicas del agua del mar influyen sobre otras de sus propiedades, y se puede destacar que la temperatura interviene directamente en el establecimiento de la distribución de las masas de agua en el océano, por cambios de la densidad, disponiéndose las menos densas y calientes arriba y las más densas y frías abajo.

Otro ejemplo de la relación de la temperatura con las características del océano consiste en que las sales disueltas en el agua del mar hacen descender su temperatura de congelación, evitando que una gran parte de ella, cuya temperatura es inferior a 0°C, se congele y pase al estado sólido, y gracias a esto se van llenando poco a poco las cuencas oceánicas.

Figura 1.1. Perfiles Típicos de Temperatura/Profundidad a Distintas Latitudes.
​Fuente: Pickard, 1982 en Osorio Arias & Alvarez Silva, 2006

Figura 1.2. Temperatura en la Superficie del Océano Pacifico – Costas de Perú.
Fuente: NOAA, 2012.

4. Densidad

La densidad del agua del mar consiste en su peso derivado de la cantidad de masa de sales por unidad de volumen de agua, por lo que es directamente proporcional a su salinidad, ya que a mayor cantidad de sales, existe una masa superior por unidad de volumen de agua; en cambio, es inversamente proporcional a la temperatura siendo, a mayor temperatura, la densidad menor.

Figura 1.3. Perfiles Típicos de Densidad/Profundidad a Distintas Latitudes.
​Fuente: Osorio Arias & Alvarez Silva, 2006

La densidad también puede variar con la profundidad, por lo que se encuentra una estratificación del agua del mar, es decir, se presenta una separación horizontal de las capas de agua de diferente densidad. Si la densidad aumenta con la profundidad, la estratificación será estable debido a que las capas más pesadas quedan en el fondo; pero si disminuye con la profundidad, la estratificación será inestable, y puede cambiar totalmente por los movimientos del océano al hundirse las capas pesadas que están en la superficie.aquí para editar.

5. Viscosidad

La viscosidad se define físicamente como: “la facilidad con que puede intercambiarse energía cinética entre moléculas adyacentes”, esto es debido a la fricción interna que existe entre las moléculas de un fluido. 

La viscosidad es afectada por dos variables: temperatura y salinidad. La viscosidad del agua aumenta con la salinidad, pero es más afectada por la disminución en temperatura, tal como se muestra en la tabla contigua:

Tabla 1.2. Relación Temperatura / Viscosidad en agua dulce y agua de mar.
​Fuente: Osorio Arias & Alvarez Silva, 2006

Referencias

• Cifuentes Lemus, J. L., Torres-García, P., & Frías M., M. (Diciembre de 2012). Propiedades Físicas del Agua del Mar. Obtenido de El Océano y sus Recursos III. Las Ciencias del Mar: Oceanografía Física, Matemáticas e Ingeniería: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/17/htm/oceano.htm
• Gonzáles Alvarez, S. A. (Diciembre de 2012). El Agua de Mar: ¿Qué la hace tan especial para la vida? Obtenido de Un Mar de cosas por Explorar: http://valoraciencia.ucn.cl/guia/06-profe-aguademar.pdf
• Lizano R., O. G. (Diciembre de 2012). Propiedades Físicas del Agua de Mar. Obtenido de Topicos en Oceanografía Física: http://www.cimar.ucr.ac.cr/Oceonografia/capitulo4.pdf
• National Oceanic and Atmospheric Administration. (Diciembre de 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). Introducción a la ingeniería de Costas. Medellín: Universidad Nacional de Colombia.