Compare las dos fuentes siguientes:
El agua desionizada de alta calidad tiene una conductividad de aproximadamente $5.5~\mathrm{\mu S/m},$ agua potable típica en el rango de $5$ - $50~\mathrm{ m S/m,}$ mientras que el agua de mar sobre $5 ~\mathrm{S/m}$ [2] (es decir, la conductividad del agua de mar es un millón de veces que la del agua desionizada).
Me parece muy poco intuitivo que la arena pueda ser más conductora que el agua potable. Creo que se me escapa algo.
La comparación depende ciertamente del suelo, y de las sales disueltas en el agua, y de la interacción entre ambos. Recordemos que el agua pura tiene muy pocos portadores de carga. Si se le añade cualquier cantidad de sales disueltas, se convierte rápidamente en conductora. En el mundo natural, la conductividad de 1mS/m en el agua es bastante rara. Lo más frecuente es que sea de 10mS/m a 100mS/m, y a eso se le sigue llamando "fresca(s)".
El "suelo" tiene una amplia gama de conductividad, pero está fuertemente influenciado por el contenido de agua y el contenido de arcilla. La arena seca y pura es muy, muy resistiva. La resistividad de la arena natural viene definida por el contenido de agua y la conductividad (busque la ley de Archie). La resistividad del suelo arcilloso también depende del contenido de agua y de la salinidad, pero la arcilla seca sigue teniendo cierta conductividad debido a los iones libres de los minerales arcillosos. Una nota técnica muy amena sobre el tema es la Technical Note 5 Electrical Conductivity of Soils and Rocks (Nota técnica 5 sobre la conductividad eléctrica de los suelos y las rocas), de Duncan McNeill, disponible en línea en el sitio web de Geonics, en su biblioteca (www.geonics.com).
Creo que hay que distinguir entre las condiciones de laboratorio (puras) y las del mundo real (sucias). En este caso, habrá mucha diferencia. La arena real siempre tiene una cantidad importante de arcillas y otras porquerías que harán que el agua de lluvia sea más conductora en cuanto llegue.
...para continuar: La conductividad de la mayoría de los suelos húmedos puede estimarse por el porcentaje de espacio poroso y la conductividad del agua. El contenido mineral es generalmente más resistivo que cualquier agua subterránea, por lo que la porosidad y la conductividad del agua controlan la conductividad de la formación. (Es la ley de Archie que he mencionado.) En cuanto al PVC, ¿qué tipo de PVC? Los gránulos de PVC serían muy resistentes, así que de nuevo sería el espacio poroso y la conductividad del agua según la ley de Archie.
El agua pura es en realidad un muy buen producto eléctrico aislante .
Las propiedades conductoras del agua dependen de los iones dispersos en ella. En el caso del agua pura, los únicos iones presentes son $\text{OH}^-$ y $\text{H}^+$ iones producidos en el equilibrio de disociación del agua. Por ello, el agua de mar, que contiene una gran cantidad de $\text{Na}^+$ , $\text{Cl}^-$ y otros iones tiene una conductividad tan grande.
La conductividad del agua también depende de la cantidad de gas que contenga: cuanto más gas contenga, menos conductiva será, porque los gases son terribles conductores eléctricos. Cita de Wikipedia :
La conductividad eléctrica del agua ultrapura es $5.5 × 10^{8}$ S/cm (18 M-cm en los términos recíprocos de la resistividad eléctrica) y se debe únicamente al H $^+$ y OH $^$ iones producidos en el equilibrio de disociación del agua. Sin embargo, esta baja conductividad sólo se consigue en presencia de gases monatómicos disueltos. El agua ultrapura completamente desgasificada tiene una conductividad de $1.2 × 10^{4}$ S/m, mientras que en el equilibrio con la atmósfera es $7.5 × 10^{5}$ S/m debido al CO disuelto $_2$ en él.
(Obsérvese que $5.5 × 10^{8}$ S/cm = $5.5 × 10^{6}$ S/m.)
Por lo tanto, tenemos, en orden:
Por lo tanto, se puede ver por qué el suelo es generalmente más conductor que el agua: es porque contiene un gran número de iones. Por supuesto, también hay que tener en cuenta la cantidad de gas que contiene el suelo, porque como hemos visto una gran cantidad de gas suele disminuir la conductividad. Por ejemplo, está claro que la arena seca tendrá una conductividad relativamente baja debido a la gran cantidad de aire atrapado entre los granos.
El agua de lluvia en el aire es muy pura. Probablemente se acerque a la ultrapura mencionada anteriormente. Pero una vez que llega al suelo, incluso a la arena "limpia", empieza a recoger iones. La resistividad más alta (es decir, la conductividad más baja) que creo que mis colegas y yo hemos visto en el agua natural es de varios miles de ohm-m, =conductividad de 0,2 mS/m, en lagos de agua dulce en geología cristalina en el norte de Canadá. Incluso allí, en lagos de reciente desglose ("reciente" geológicamente) todavía hay sedimentos que aportan iones al agua.
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