¿Qué es exactamente el agua pesada? Si has oído hablar de este término pero no estás seguro de su naturaleza, este artículo es para ti. Existen algunas diferencias con el agua común (conocida como agua ligera) tanto en características como usos.
Por ello, vamos a contarte en este artículo todo lo que debes saber sobre el agua pesada, sus características, usos y mucho más.
¿Qué es el agua pesada o el agua dura?
Los elementos químicos suelen poseer varios isótopos, lo que indica que un solo elemento puede existir en múltiples formas según su estructura interna. Este fenómeno se ejemplifica con el hidrógeno que se encuentra en el agua pesada.
Al considerar la estructura del agua, representada como H2O, nos estamos refiriendo, nos demos cuenta o no, al agua ligera. Por el contrario, existe una molécula con la misma composición en la que el hidrógeno no está sustituido por su isótopo más frecuente, conocido como protio, sino por un isótopo más pesado del elemento, denominado deuterio.
¿Qué distinciones surgen de la alteración de los isótopos del hidrógeno en la comparación del agua ligera y el agua pesada?
Diferencias entre agua pesada y agua ligera
Cualquier alteración que se produzca a nivel molecular en una sustancia, incluida el agua, produce cambios en sus propiedades y características. Por tanto, la inclusión de deuterio en el H2O del agua pesada la distingue del agua ligera.
La distinción observada a nivel molecular indica que el agua ligera contiene un protón y carece de neutrones en su núcleo, mientras que el agua pesada está formada por un protón y un neutrón adicional. Esta variación entre los dos isótopos del hidrógeno es la base para clasificar al deuterio como isótopo pesado.
El agua pesada posee un mayor peso molecular en comparación con el agua ligera. Además, presenta una mayor densidad que el agua ligera. El agua pesada también presenta un mayor nivel de acidez en comparación con el agua ligera.
Más allá de las distinciones mencionadas en cuanto a sustancia y propiedades, no se deben pasar por alto las disparidades entre el consumo de agua pesada y el de agua ligera o normal. De hecho, la ingesta de cantidades importantes de agua pesada puede provocar alteraciones bioquímicas notables en el organismo.
¿Es posible consumir agua pesada?
La pregunta sobre el consumo de agua pesada surge a raíz de su presencia en cantidades mínimas en el agua del grifo que utilizamos habitualmente.
Aunque una pequeña cantidad puede no suponer riesgos importantes, la ingesta de grandes cantidades de agua pesada puede provocar cambios celulares, atribuidos a la diferente masa de los átomos de hidrógeno en comparación con el agua ligera.
Una de las consecuencias de la ingesta excesiva de agua pesada es el mareo, que surge de los cambios de densidad que induce en el líquido del oído interno, la región que alberga el órgano del equilibrio.
Por ello, se aconseja que, aunque pequeñas cantidades no suelen presentar problemas, la opción preferida es consumir agua ligera en lugar de agua pesada, buscando un agua con la máxima pureza. Sin embargo, ¿qué medidas se pueden tomar para garantizar que el agua del grifo que se suministra a nuestras residencias esté libre de impurezas? ¿Qué métodos se pueden emplear para eliminar las impurezas y los metales pesados del agua?
Aunque se ha demostrado que se requiere un consumo significativo de agua pesada para que se manifiesten los efectos perjudiciales, la pregunta recurrente sigue siendo: ¿cómo puedo asegurarme de que los niveles de agua pesada presentes en mi hogar se encuentran dentro de los límites aceptables?
Al consumir agua del grifo, aceptamos inherentemente las posibles impurezas o sustancias nocivas que pueden estar presentes en su composición. En consecuencia, el método más eficaz para garantizar el consumo de agua del grifo de calidad y pureza superiores es la instalación de un sistema de ósmosis inversa.
Estos sistemas de purificación utilizan filtros diseñados para eliminar contaminantes como la cal y los metales pesados, que, si bien no son característicos del agua de alta calidad, pueden estar presentes ocasionalmente en el agua del grifo.
Usos del agua pesada
Ya hemos visto que el agua pesada no se puede consumir en grandes cantidades. Sin embargo, tiene gran cantidad de usos en el ámbito industrial. Vamos a ver algunos usos destacados del agua pesada:
- Los reactores nucleares utilizan agua pesada principalmente como moderador y refrigerante. Un beneficio significativo de los reactores de agua pesada es su capacidad para emplear uranio natural como combustible, evitando así el costoso proceso de enriquecimiento de uranio.
- Experimentos de dispersión de neutrones: En los campos de la física y la biología, el agua pesada cumple un papel importante en los experimentos de dispersión de neutrones. Al sustituir el deuterio por átomos de hidrógeno normales dentro de un compuesto, los investigadores pueden determinar la estructura y la dinámica de ese compuesto.
- El marcado isotópico con deuterio se utiliza con frecuencia en experimentos biológicos para rastrear la absorción y las vías metabólicas de sustancias dentro de las células u organismos. En el ámbito de la química, la notable distinción entre hidrógeno y deuterio permite la aplicación de agua pesada en RMN (resonancia magnética nuclear).
- Espectroscopia y FTIR (espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier), lo que facilita el análisis y la interpretación de los datos espectrales.
- Producción de deuterio: La fuente principal de deuterio es el agua pesada, que encuentra aplicaciones en contextos militares (como componente de armamentos nucleares), sectores industriales (sirviendo como agente de marcado en el campo farmacéutico) y la investigación científica (en particular en investigaciones relacionadas con el efecto isotópico).
¿Es mala el agua pesada para la salud?
Se sabe poco sobre los efectos nocivos para la salud del agua pesada. Teniendo en cuenta que uno de cada 7.000 átomos de hidrógeno es deuterio y que el cuerpo humano está compuesto en un 75% por agua, lo más probable es que ya tengas entre 6 y 8 gramos de agua pesada en tus venas.
En estas cantidades no debería ser peligroso, porque entonces moriríamos todos. Lo que sí sabemos es que el enlace formado entre el deuterio y el oxígeno en el D2O es algo más fuerte que el enlace en el H2O.
También sabemos que muchos de los procesos químicos que nos mantienen vivos requieren la división del agua en hidrógeno y oxígeno. Dado que se requiere más energía para descomponer las moléculas de D2O, estos procesos pueden ralentizarse o detenerse por completo, matándonos de alguna manera.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre qué es el agua pesada y sus usos.