Lluvia ácida

Lluvia ácida

Lluvia ácida

Contenido

  • Introducción
  • ¿Que es la Lluvia ácida?
  • ¿Cual es la historia de la Lluvia ácida?
  • ¿Cuales son las Características de la Lluvia ácida?
  • ¿Como se produce la Lluvia ácida?
  • ¿Cuales son las causas de la Lluvia Ácida?
  • ¿Cuales son los efectos de la Lluvia ácida?
  • Regiones con mayor afectación
  • Soluciones Lluvia Ácida
  • Conclusiones
  • Fuentes
  • Compartir
  • Comentarios

El hombre, a través de sus actividades, perturba el medio ambiente e interfiere en la precipitación de dos maneras fundamentales: con la construcción de ciudades y con el vertido de contaminantes a la atmósfera. Respecto a la contaminación atmosférica, uno de sus efectos más destructivos es la lluvia ácida, así denominada por la elevada acidez del agua precipitada considerándose como un problema ambiental para la humanidad. 


¿Que es la Lluvia ácida?

La lluvia ácida es un cambio en el pH del agua atmosférica y de las precipitaciones, principalmente lluvia, que a partir de ella se producen. Afecta a la fase aérea del ciclo del agua y, por lo tanto, es a la vez una de las principales formas de contaminación atmosférica más relevantes, junto con el efecto invernadero y la disminución de la capa de ozono. 

Es un cambio de origen antropogénico principalmente y de amplias consecuencias ambientales. Fue estudiada por primera vez por Roberth August Smith en 1872, al estudiar la relación del aumento de la acidez en las lluvias de la región de Manchester y la contaminación industrial que la ciudad sufría.

Lluvias Ácidas. Tipo de desastre natural caracterizado por la precipitación pluvial. Es una lluvia contaminada que tiene en su composición, ácido nítrico o ácido sulfúrico y es estimulada por la emisión de gases y humo emitidos por los automóviles y las industrias.


¿Cual es la historia de la Lluvia ácida?

El problema de la lluvia ácida tuvo su origen en la Revolución Industrial, y no ha dejado de empeorar desde entonces. Hace tiempo que se reconoce la gravedad de sus efectos a escala local, como ejemplifican los periodos de smog ácido en áreas muy industrializadas, así como su gran capacidad destructiva en zonas alejadas de la fuente contaminante. 

Una extensa área que ha sido objeto de múltiples estudios es el norte de Europa, donde la lluvia ácida ha erosionado estructuras, dañado los bosques y las cosechas, y puesto en peligro o diezmado la vida en los lagos de agua dulce.

La preocupación por la lluvia ácida quedó de manifiesto por primera vez en foros internacionales de relevancia, como en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente Humano celebrada en Estocolmo (Suecia) en 1972. En este encuentro, el gobierno sueco presentó una ponencia titulada "Polución del aire a través de las fronteras nacionales: el impacto del azufre del aire y la precipitación sobre el ambiente". 

En este estudio se ponía de manifiesto cómo los residuos oxidados de azufre, vertidos al aire por las instalaciones industriales alimentadas por combustibles fósiles situadas lejos de las fronteras suecas (en especial las centrales térmicas británicas), dañaban los ecosistemas del país nórdico al ser arrastrados por los vientos, transformándose en la atmósfera en ácido sulfúrico, y precipitar en el suelo y en las aguas interiores en forma de lluvia ácida.


Características de la Lluvia ácida

Se le define como cualquier forma de precipitación, incluyendo lluvia, nieve y niebla, cuya característica principal es que tiene una acidez mayor de la normal, debido a que contiene una alta cantidad de componentes ácidos, como el ácido sulfúrico y el ácido nítrico.

Otra característica importante es que posee un bajo pH; de acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés), la lluvia corriente tiene un pH de alrededor de 5.6, mientras que el pH de la lluvia ácida está, por lo común, entre 4.2 y 4.4, aunque las mediciones pueden ser de hasta 5.0-5.5.

En un sentido amplio, la lluvia ácida puede ser:

–Húmeda. Cuando los componentes ácidos se mezclan con la lluvia, niebla, granizo y nieve.

–Seca. Cae a la tierra sin precipitación; generalmente en forma de partículas de polvo ácidas.


¿Como se produce la Lluvia ácida?

La lluvia ácida se forma cuando la humedad del aire se combina con óxido de nitrógeno, el dióxido de azufre y el trióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas, calderas de calefacción y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo que contengan azufre. En interacción con el agua de la lluvia, estos gases forman ácido nítrico, ácido sulfuroso y ácido sulfúrico. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la Tierra acompañando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida.

Los contaminantes atmosféricos primarios que dan origen a la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, siendo trasladados por el viento a cientos o miles de kilómetros antes de precipitar en forma de rocío, lluvia, llovizna, granizo, nieve, niebla o neblina. Cuando la precipitación se produce, puede provocar deterioro en el medio ambiente.

La lluvia normalmente presenta un pH de aproximadamente 5.65 (ligeramente ácido), debido a la presencia del CO2 atmosférico, que forma ácido carbónico, H2CO3. Se considera lluvia ácida si presenta un pH menor que 5 y puede alcanzar el pH del vinagre (pH 3), valores que se alcanzan cuando en el aire hay uno o más de los gases citados.


¿Cuales son las causas de la Lluvia Ácida?

Los contaminantes atmosféricos son los que originan la lluvia ácida. Si bien tanto la capa vegetal en descomposición como los volcanes en actividad eruptiva pueden liberar algunos químicos que propicien la formación de precipitaciones ácidas, la principal causa de la emisión de sustancias tóxicas a la atmósfera está asociada al factor humano y su actividad industrial.

La lluvia Ácida es causada por:

  • Emisiones de bióxido de azufre y de óxido de nitrógeno.
  • Fuentes naturales de estos gases, mas de 90 % del azufre y 95% de nitrógeno lanzados a la atmósfera en la región oriental de América del Norte son de origen humano.
  • Los contaminantes primarios del aire provienen del uso del carbón en la producción de la electricidad, de la función y de la combustión en los vehículos.
  • En las centrales térmicas se produce parte de la electricidad que consumimos. En ellas se transforman fuentes de energía no renovables, como el carbón. Esta actividad está relacionada con el sector económico secundario.

El carbón, el fuel o el gas son los combustibles que alimentan este tipo de centrales eléctricas. La energía eléctrica producida llega a los centros de consumo a través de las líneas de transporte.

El combustible se almacena en parques o depósitos adyacentes, desde donde se suministra a la central, pasando a la caldera, en la que se provoca la combustión.

  • Vehículos motorizados (gasolina, diesel).
  • Vehículos marinos.
  • Ferrocarriles.
  • Procesos industriales.
Combustión de productos energéticos (fuentes estacionarias, plantas de energía, calefacción de espacios industriales).

  • Eliminación de deshechos sólidos.
  • Incendios forestales y quema agrícola.

En este sentido, la quema de combustibles fósiles, como el carbón o el petróleo, en la industria y en las diversas actividades humanas (fábricas, centrales eléctricas, calderas de calefacción, automóviles) libera dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno a la atmósfera. Estos compuestos, al entrar en contacto con el agua, el oxígeno y otras sustancias, reaccionan formando soluciones diluidas de ácido nítrico y ácido sulfúrico. A continuación, se desplazan grandes distancias con ayuda del viento antes de precipitarse en forma de lluvia, rocío, llovizna, granizo, nieve o niebla.


¿Cuales son los efectos de la Lluvia ácida?

Consecuencias Lluvia ácida

Las gotas de lluvia que contienen estos ácidos  al caer en distintas superficies,  suelo, agua, plantas, animales o edificios, reaccionan fácilmente con substancias orgánicas e inorgánicas y las modifican, y con ello  perjudican o destruyen de esta manera a:

Las plantas, sufren abrasión de sus partes verdes, principalmente las hojas; con estos órganos dañados la planta queda debilitada, retrasado su desarrollo, es fácilmente atacada por distintos tipos de parásitos, y con más sensibilidad a los periodos de sequía, situaciones todas ellas que en condiciones normales hubiera resistido. Esto puede llegar a causar la muerte de grandes masas vegetales, como los bosques, y el deterioros más o menos importante de la producciónes agrícolas.

El agua. Las poblaciones de algas, plantas y animales acuáticos se dañan de varias maneras. El agua ácida interrumpe su ciclo reproductivo. También separa compuestos de aluminio del suelo al agua, obstruyendo las branquias de los peces y alterando la química de su sangre o produciendo otros efectos igualmente tóxicos en otros animales. 

Mientras un lago se acidifica, desaparece una especie tras otra, empezando por las más sensibles al pH del agua, pero en situaciones extremas desaparecen también las más tolerantes. Además de lagos, las corrientes y ríos son también sensibles a los depósitos ácidos. Algunos de ellos pueden  disminuir su pH al derretirse la nieve ácida en primavera. El exceso de ácido nítrico puede provocar un aumento de nitratos en los lagos, mares y océanos y la consiguiente eutrofización de los mismos con  sus dramáticas consecuencias.

El suelo. El aumento de la acidez del suelo destruye a los microorganismos que lo forman, con lo que este se va deteriorando. Además, la persistencia de la lluvia ácida sobre el suelo puede facilitar la perdida de algunos nutrientes de las plantas como Ca, K y Mg, ya que con el aumento de acidez aumenta su solubilidad y su perdida por lixiviación. Los suelos se empobrecen más todavía. En este tipo de suelos, también se inhibe la germinación de las semillas y con ello la reproducción de las plantas. Todo ello parece influir  de nuevo negativamente en las plantas, esta vez a través del suelo. 

Se produce además la solubilización de compuestos de metales tóxicos (cadmio, níquel, manganeso, plomo, mercurio, aluminio) y puede aumentar el contenido de los mismos en las plantas y, a través de las cadenas alimenticias, también pueden verse afectados los animales. Si estos metales también son movilizados y conducidos a las corrientes de agua, pueden tener un efecto venenoso en animales acuáticos o en otros que solamente beben esta agua.

Incluso parece probable que las lluvias acidificadas pudiesen penetrar en las reservas de aguas subterráneas y aumentar la solubilidad de los metales tóxicos.

La salud humana. Determinadas concentraciones de estos compuestos de azufre y nitrógeno de la atmósfera pueden penetrar a los sistemas respiratorio y cardiovascular, dando como resultado enfermedades o incluso la muerte. Los metales como el mercurio y cadmio de depósitos del suelo de lagos, corrientes y reservas pueden acumularse en los tejidos vegetales y animales, haciéndolos tóxicos para el consumo humano. Los metales también pueden separarse del suelo hacia las reservas de agua o de viejas tuberías de plomo y cobre, llegando directamente hacia el agua corriente de los hogares y causando serias enfermedades.

Los edificios, principalmente los construidos por rocas calcáreas (calizas y mármoles) y por aquellas rocas que estén cementadas por carbonatos, (areniscas y otras) son especialmente sensibles a la lluvia ácida. El carbonato cálcico de todas estas rocas es atacado por los ácidos, transformándose en yeso, formando una costra llamada sulfin, que no sólo es mas soluble y por tanto, mas fácilmente arrastrada por el agua, sino que, además, por ocupar más volumen, actúa como una cuña sobre la piedra, aumentando la destrucción de la misma ahora por erosión mecánica.

Todo ello produce una descomposición superficial de la piedra en forma de exfoliaciones, arenilla y desprendimiento de las capas externas. Lo que a su vez da como resultado un desgaste de los relieves y formas escultóricos, así como pérdida de las policromías e incluso el desprendimiento de algunas partes, que pueden producir inestabilidad mecánica y daños muy serios en este tipo de edificaciones. Esto es lo que se conoce con el nombre de “mal de la piedra”.

Esta enfermedad de la piedra resulta especialmente significativa cuando afecta a famosas estatuas y monumentos, como la Acrópolis de Atenas o tesoros artísticos de Italia y España. Todos ellos y los de muchos otros lugares han acelerado sorprendentemente su deterioro en los últimos 30 años, teniendo además en cuenta que se habían conservado en muy buen estado durante siglos.

Por otro lado, otros materiales metálicos empleados en la construcción se corroen más rápidamente si la lluvia tiene ese carácter ácido.

La lluvia ácida tiene efectos muy diversificados  con repercusiones en la salud humana,  los ecosistemas, al patrimonio artístico  de nuestras sociedades, la producción agrícola y los consiguientes gastos económicos  que todas estas alteraciones conllevan.

Regiones con mayor afectación

Las regiones del mundo que más sufren los efectos de la lluvia ácida son aquellas dotadas de suelos sensibles, es decir, que carecen del porcentaje necesario de neutralizantes, sobre todo en áreas situadas dentro o cerca de grandes agentes contaminantes. También en ámbitos no industrializados, como áreas remotas de China, donde el carbón se utiliza para calefacción, cocina y depuración de agua, o en zonas de África donde se queman arbustos para propiciar el crecimiento de los pastos, se producen los mismos efectos.


Soluciones Lluvia Ácida

Entre las medidas que se pueden tomar para reducir la emisión de los contaminantes precursores de éste problema tenemos las siguientes:

  • Reducir el nivel máximo de azufre en diferentes combustibles.
  • Trabajar en conjunto con las fuentes fijas de la industria para establecer disminuciones en la emisión de SOx y NOx, usando tecnologías para control de emisión de estos óxidos.5
  • Impulsar el uso de gas natural en diversas industrias.
  • Introducir el convertidor catalítico de tres vías.
  • La conversión a gas en vehículos de empresas mercantiles y del gobierno.
  • Ampliación del sistema de transporte eléctrico.
  • Instalación de equipos de control en distintos establecimientos.
  • Adición de un compuesto alcalino en lagos y ríos para neutralizar el pH.
  • Control de las condiciones de combustión (temperatura, oxígeno, etc.).

La lucha mas eficaz a largo plazo es evitar las emisiones de los precursores de la lluvia ácida, óxidos de nitrógeno y azufre, y, principalmente en aquellos procesos que tienen una mayor incidencia en su producción

Las emisiones de dióxido de azufre y nitrógeno pueden reducirse:

Antes de la combustión, utilizando los combustibles con menor cantidad de azufre y reduciendo el azufre de los combustibles mediante procesos físicos o químicos.

Durante la combustión utilizando quemadores especiales y lechos adsorbentes de piedra caliza o dolomía, que transforman el SO2  en CaSO4.

Después de la combustión, mediante el tratamiento químico de los gases producidos con sosa, cal o piedra caliza,  para eliminar los óxidos residuales de azufre y nitrógeno. Esta fase es la más eficaz de todas.

En los coches se impone el uso de convertidores catalíticos que producen la combustión total o transformación de los óxidos de azufre y nitrógeno, principalmente este último, contenidos en los gases emitidos antes de salir del motor. Los catalizadores empleados aquí son platino rodio y óxidos de metales de transición. El hecho de utilizar  gasolinas sin plomo, también tiene que ver con el  empleo de estos catalizadores ya que son inactivados por el tetrametilo de plomo.

La aplicación de estas y otras medidas correctoras en varias naciones Europeas y en Estados Unidos, desde el periodo de tiempo comprendido entre 1980 y 1995, supuso descensos considerables de las emisiones de estas sustancias contaminantes. La intensificación y extensión de estas medidas ha mejorado, aunque no resuelto, la situación general de los países occidentales, pero las propias autoridades chinas han reconocido recientemente, que esta nación es el primer emisor mundial de dióxido de azufre, afectando este tipo contaminación a casi la mitad de sus ciudades. No en vano, China es el principal productor mundial de carbón y éste constituye con diferencia su fuente principal  de energía.

Para una lucha más eficaz contra este tipo de contaminación y otras asociadas es también indispensable un uso más estricto, más eficiente y menos despilfarrador de la energía. En la misma dirección seria un remedio más eficaz la sustitución de este tipo de fuentes de energía por otras “más limpias”.


Conclusiones

El término "lluvia ácida" abarca la sedimentación tanto húmeda como seca de contaminantes ácidos que pueden producir el deterioro de la superficie de los materiales. Estos contaminantes que escapan a la atmósfera al quemar carbón y otros componentes fósiles reaccionan con el agua y los oxidantes de la atmósfera y se transforman químicamente en ácido sulfúrico y nítrico. Los compuestos ácidos se precipitan, entonces, caen a la tierra en forma de lluvia, nieve o niebla, o pueden unirse a partículas secas y caer en forma de sedimentación seca.

El hombre puede prevenir la lluvia ácida mediante el ahorro de energía. Mientras menos electricidad se consuma en los hogares, menos químicos emitirán las centrales. Los automóviles también consumen ingentes cantidades de combustible fósil, por lo que los motoristas pueden reducir las emisiones nocivas al usar el transporte público, vehículos con alta ocupación, bicicletas o caminar siempre que sea posible.

Se denomina lluvia ácida a un tipo de desastre natural caracterizado por la precipitación pluvial que, según estudios bioquímicos, presenta un pH o grado de acidez menor a 5.65; también puede presentarse como nieve, niebla, rocío, etc.

Esto es así, debido a que las sustancias químicas que se encuentran suspendidas en la atmósfera, precipitan junto con el agua. La mayoría de estas sustancias ácidas provienen de las centrales térmicas aunque también están presentes los resultantes de la combustión de combustibles fósiles, como por ejemplo aquellos utilizados en los motores a explosión.

Los humos y gases emitidos suelen contener dióxido de azufre, el que se mezcla con el vapor de agua, haciendo que la lluvia contenga ácido sulfúrico. Por otra parte, si los gases emitidos contienen nitrógenos, entonces al mezclarse con el vapor de agua, la lluvia caerá con ácido nítrico.

Las consecuencias de la lluvia ácida son múltiples. Entre los efectos más comunes se encuentra el debilitamiento y la caída de las hojas de las plantas, lo que afecta su crecimiento; la respiración y fotosístensis.

Conocer mejor las causas y consecuencias de la lluvia ácida facilita la sensibilización social hacia este problema medioambiental, de modo que podamos contribuir a su prevención.






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