XII. PROPIEDADES QU�MICAS DEL AGUA DE MAR: SALINIDAD, CLORINIDAD Y pH

LAS principales propiedades qu�micas del agua de mar son la salinidad, la clorinidad y el pH.

La salinidad es una de las caracter�sticas que m�s interesa estudiar al ocean�grafo, sea qu�mico, f�sico o bi�logo. Esta propiedad resulta de la combinaci�n de las diferentes sales que se encuentran disueltas en el agua oce�nica, siendo las principales los cloruros, carbonatos y sulfatos. Se puede decir que b�sicamente el mar es una soluci�n acuosa de sales, caracter�stica que le confiere su sabor.

De estas sales, el cloruro de sodio, conocido como sal com�n, destaca por su cantidad, ya que constituye por s� sola el 80 por ciento de las sales. El restante 20 por ciento corresponde a los otros componentes.

Conforme los primeros investigadores se dieron cuenta de que las proporciones de algunas de estas sales se manten�an aparentemente constantes en las muestras de agua marina, surgi� la necesidad de hacer uniformes y comparables entre s� las distintas medidas de salinidad de los diferentes mares y ello oblig� a los ocean�grafos qu�micos a proponer una definici�n de la misma: "Salinidad es la cantidad total en gramos de las sustancias s�lidas contenidas en un kilogramo de agua del mar." Se representa en partes por mil, y se encuentra en los oc�anos como salinidad media la de 35 partes por mil, o sea que un kilogramo de agua de mar contiene 35 gramos de sales disueltas.

Los primeros cient�ficos que aportaron datos confiables sobre la salinidad del agua fueron Forchhammer, Natterer y Dittmar en la segunda mitad del siglo pasado. Ellos demostraron que los componentes disueltos en el agua del mar permanecen m�s o menos constantes, encontr�ndose tambi�n que los cloruros representan aproximadamente el 56 por ciento y el magnesio el 4 por ciento.

Posteriormente, en 1902, se reuni� una Comisi�n Internacional con el objeto de se�alar normas comunes para determinar la salinidad de los mares, para que los investigadores pudieran contar con datos comparables. Esta Comisi�n acord� definir la salinidad como: "La cantidad de sales por kilogramo de agua marina, en el momento que todas las sustancias qu�micas llamadas carbonatos se convirtieran en �xidos, y el bromo y el yodo fueran reemplazados por cloro, y toda la materia org�nica se encontrara oxidada."

La determinaci�n de la salinidad, seg�n esta definici�n, presenta muchas dificultades, y ser�a pr�cticamente imposible realizar los cientos de determinaciones que requiere una campa�a oceanogr�fica. Afortunadamente, un hecho experimental, vino a simplificar el problema al comprobarse a trav�s de miles de an�lisis efectuados con muestras de agua obtenidas en todas las partes del oc�ano, que la cantidad de las diferentes sales permanece pr�cticamente constante, lo cual permiti� al cient�fico dan�s Martin Knudsen medir la salinidad en funci�n de la cantidad de cloro que se encuentra en el agua del mar, a lo que se le dio el nombre de clorinidad.

La clorinidad se define como: "La cantidad total de gramos de cloro contenida en un kilogramo de agua del mar, admitiendo que el yodo y el bromo han sido sustituidos por el cloro." Esta clorinidad as� definida es m�s sencilla de determinar por an�lisis qu�mico y permite calcular la salinidad hasta con una precisi�n de dos cent�simas de gramo.

La relaci�n entre la clorinidad y la salinidad se ha establecido para los diferentes mares y se han elaborado las tablas correspondientes basadas en las Tablas Hidrogr�ficas de Knudsen que permiten pasar r�pidamente de la clorinidad a la salinidad, calculando �nicamente la clorinidad y sum�ndole una cantidad que ha sido determinada por la Comsi�n Internacional.

Existen otros m�todos para determinar la salinidad de los mares, que dan valores aproximados apoyados en las propiedades f�sicas del agua del mar como la densidad, el �ndice de refracci�n, la conductividad el�ctrica y la temperatura de congelaci�n; cada uno de ellos ofrece sus ventajas y sus inconvenientes.

Desde hace algunos a�os, los cient�ficos de Estados Unidos utilizan el m�todo el�ctrico para determinar la salinidad. Se basa en los cambios que sufre la conductividad el�ctrica del agua marina en relaci�n a la cantidad de sales disueltas. Cuanto m�s concentrada est� el agua marina, ser� mejor conductora. Se ha demostrado que este m�todo es el m�s confiable.

A partir de innumerables mediciones realizadas en diferentes puntos del oc�ano, se ha podido determinar que 35 partes por mil es la salinidad media del agua del mar, con ligeras variaciones de un oc�ano a otro. En los mares del Hemisferio Norte se encuentra menor salinidad que en el sur, debido a que los continentes est�n m�s pr�ximos y tienen mayor escurrimiento de agua dulce que los del Sur pero tomando en cuenta el promedio de cada oc�ano se tiene que en el Pac�fico es de 34.62 partes por mil, en el �ndico 34.76 y, finalmente, en el Atl�ntico 34.90 partes por mil.

La salinidad var�a en direcci�n tanto horizontal como vertical y aun en un mismo punto puede sufrir variaciones en las diferentes estaciones del a�o. Los factores que hacen cambiar la salinidad son, en primer lugar, la temperatura ya que si es elevada provoca una evaporaci�n intensa y por lo tanto un incremento de salinidad resultante de la concentraci�n de sales; en segundo lugar, los aportes de agua dulce, que por diluci�n, disminuye la salinidad.

Relaci�n temperatura / salinidad

Profundidad en metros	Temperatura 0° C	Salinidad
0	26.44	37.45
50	18.21	36.02
100	13.44	35.34
500	9.46	35.11
1 000	6.17	34.90
1 500	5.25	34.05

De aqu� que, por regla general, se presente una mayor salinidad en las zonas tropicales que en las de latitud elevada.

Con los datos que se han obtenido al medir las variaciones de salinidad, los ocean�grafos qu�micos elaboraron la Carta General de Salinidad para los diferentes oc�anos del planeta, y al unir los puntos de igual salinidad establecieron unas curvas a las que se les llama isohalinas, muy �tiles de conocer para la oceanograf�a y el aprovechamiento de los organismos en la pesca.

En el Oc�ano Atl�ntico, la salinidad m�s elevada se encuentra en las latitudes tropicales localizadas entre los tr�picos de C�ncer y el de Capricornio, alcanzando m�s de 36 partes por mil, por tratarse de zonas en donde la evaporaci�n ocasionada por el sol es mayor durante todo el a�o y las lluvias son escasas. En el Ecuador se observa una concentraci�n de sales m�s elevada, aunque menor a la de las zonas tropicales debido a que, si bien la temperatura se mantiene alta, las lluvias, en cambio, son abundantes.

En las latitudes altas del Oc�ano Atl�ntico, cerca de los polos, la salinidad desciende a 34 partes por mil, porque al encontrarse la temperatura baja, la evaporaci�n es d�bil y adem�s se presenta la fusi�n peri�dica de los glaciares y, por consiguiente, aumenta la cantidad de agua dulce, lo que hace que descienda la concentraci�n salina.

Con ligeras variaciones se observa un comportamiento semejante en el Oc�ano Pac�fico, y s�lo se encuentra que su zona tropical es menos salada sin rebasar nunca las 36 partes por mil. En el oc�ano �ndico las variaciones tambi�n son m�nimas.

En los mares interiores, como los mediterr�neos, los golfos y las zonas costeras, la salinidad es muy variable, siendo en las lagunas costeras y los estuarios donde presentan las variaciones m�s intensas.

En los mares interiores se pueden registrar aumentos considerables, como en el Mar Rojo, donde sus aguas superficiales constituyen las m�s saladas del mundo, ya que pasan de 40 partes por mil. Asimismo, el Golfo P�rsico tiene su agua superficial con una salinidad superior a 40 partes por mil.

El Mar Muerto, situado en los l�mites entre Palestina y Jordania, es en realidad un lago salado de forma alargada con una superficie de 926 kil�metros cuadrados, encontr�ndose a 392 metros debajo del nivel del Mediterr�neo. Sus aguas son tan densas por su salinidad que un hombre flota en ellas sin esfuerzo. Los ojos arden irritados por la luz que se refleja en la sal y si se trata de beber el agua, es de un sabor intolerable. Al salir del agua, es necesario limpiar el cuerpo con agua fresca para desprender la salmuera que se le adhiere.

Muchos objetos as� como los detritos fluviales, flotan sobre el agua, en vez de hundirse en su seno. Tan extraordinaria concentraci�n salina se debe al clima c�lido y seco, que produce una intensa evaporaci�n. Las sales aportadas por los r�os se han ido concentrando progresivamente y se calcula que la totalidad de las sales actualmente disueltas en este Mar Muerto necesitaron m�s de 30 mil a�os para acumularse. Esta masa de agua se halla tan cargada de sales, sobre todo de cloruro de magnesio, que un litro de agua de la zona superficial contiene casi 10 veces m�s de sales que el agua normal del oc�ano, es decir, tiene 275 gramos de sales.

Sin embargo existen otros mares interiores en que la salinidad disminuye, al grado de que sus aguas resultan pr�cticamente dulces, tal es el caso del Mar B�ltico situado entre Suecia, Polonia y la URSS, en donde la salinidad decrece regularmente hasta valores que no rebasan una parte por mil.

Variaciones de salinidad

	MAR	SALINIDAD %
	Golfo de botnia	5.0
	Báltico	1-10
Promedio		34-35
	Mar de los Sargazos	38
	Golfo Pérsico	40
	Mar Rojo	225

En la zona costera, en las lagunas litorales y en las �reas donde los r�os se abren hacia el mar formando los esteros, la salinidad se presenta baja descendiendo desde la boca hasta su interior llegando a alcanzar concentraciones de cero partes por mil, sobre todo en aquellos lugares donde se deja de sentir el efecto de las mareas conoci�ndose sus aguas como salobres. En estas zonas estuarinas la salinidad presenta una variaci�n estacional notable. Generalmente disminuye en la �poca de lluvias y aumenta en la de sequ�a, pero en las altas latitudes la variaci�n estacional se invierte siendo en verano cuando se da el m�nimo de salinidad, porque los r�os aumentan su caudal a consecuencia del deshielo.

Aunque generalmente las aguas estuarinas est�n m�s diluidas que las oce�nicas, se localizan zonas c�lidas en donde la evaporaci�n es muy elevada, present�ndose salinidades superiores a la del mar. Casos extremos se pueden encontrar en lagunas costeras con poca profundidad y con escasa comunicaci�n con el mar, como por ejemplo la Laguna Madre en M�xico, que tiene salinidad de 65 partes por mil y el Sivash, en el Mar de Azof, que llega a 132 partes por mil.

La salinidad interviene directamente sobre las caracter�sticas fsicoqu�micas del agua del mar relacion�ndose con la temperatura, la densidad y el pH; caracteriza las masas de agua oce�nicas e influye en la distribuci�n de los seres vivos, ya que sus estructuras y funcionamiento est�n �ntimamente ligados a las variaciones de la salinidad.

Esta propiedad tambi�n es importante para la navegaci�n tom�ndola en cuenta los arquitectos navales para el dise�o de sus embarcaciones. Por ejemplo, la baja concentraci�n de sales del Mar B�ltico presenta dos consecuencias; como el agua es menos densa, es decir, menos pesada, la flotabilidad de los barcos disminuye de modo sensible, lo cual hace que se cambie el tonelaje de los que van a navegar en �l y adem�s esta agua se congela m�s f�cilmente que el agua de mayor salinidad, por lo tanto, los puertos sufren la consecuencia y s�lo son utilizables en ciertas �pocas del a�o.

Otro de los factores que quieren de un mayor estudio es el pH, es decir, la relaci�n entre la concentraci�n de iones hidr�geno (H⁺) y oxhidrilos (OH^-) que le confiere las caracter�sticas de alcalinidad o de acidez a una soluci�n. El agua oce�nica es ligeramente alcalina, y el valor de su pH est� entre 7.5 y 8.4 y var�a en funci�n de la temperatura; si �sta aumenta, el pH disminuye y tiende a la acidez; tambi�n puede variar en funci�n de la salinidad, de la presi�n o profundidad y de la actividad vital de los organismos marinos.

El valor del pH es un dato de importancia en la oceanograf�a qu�mica desde cualquier punto de vista que se considere, por lo que se ha hecho cl�sica la t�cnica de su registro en las naves cient�ficas y en los laboratorios en tierra, a la vez que se toman otros datos de importancia, tales como temperatura, salinidad, ox�geno disuelto etc�tera, pudi�ndolo medir por m�todos colorim�tricos casi ya no utilizados en la oceanograf�a qu�mica o por m�todos el�ctricos al aplicar el potenci�metro, resultando m�s precisos.

Figura 23. Potenci�metro.

Las medidas del pH no pueden hacerse con facilidad in situ, sino atendiendo a la presi�n atmosf�rica, lo que produce errores, por ser diferentes las presiones parciales del bi�xido de carbono en la atm�sfera y en las profundidades de que proceden las muestras. Hoy en d�a, estos errores son calculados por las tablas de correcci�n.

El conocimiento del pH del agua del mar tiene importancia en oceanograf�a biol�gica, ya que muchos fen�menos biol�gicos pueden estar regulados por el mismo; parece ser que incluso puede haber una influencia del pH en las migraciones de diversas especies de animales marinos. Por tal raz�n es de inter�s su determinaci�n y valoraci�n.

Estas propiedades qu�micas del agua del mar, al caracterizar masas de agua del oc�ano, permiten seguir su curso y modificaciones a lo largo de miles de kil�metros del mar y as� entender el desarrollo de muchas especies marinas, por lo que su conocimiento no s�lo tiene un inter�s cient�fico, sino que presenta una importancia pr�ctica para el aprovechamiento de los recursos vivos del mar.