La lluvia
ácida se forma cuando la humedad en el aire
se combina con los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos
por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo. En interacción con el vapor de agua, estos gases forman ácido sulfúrico y ácidos nítricos. 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 los vientos 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 importantes deterioros en el 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 de menos de 5 y puede alcanzar el
pH del vinagre (pH 3). Estos valores de pH se alcanzan por la
presencia de ácidos como el ácido sulfúrico, H2SO4,
y el ácido nítrico, HNO3. Estos
ácidos se forman a partir del dióxido de azufre, SO2,
y el monóxido de nitrógeno que se convierten en ácidos.
Los hidrocarburos y el carbón usados como fuente de
energía, en grandes cantidades, pueden también producir óxidos de azufre
y nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos
por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo.
Formación
de la lluvia ácida
·
Una gran parte del SO2 (dióxido de azufre)
emitido a la atmósfera procede de la emisión natural que se produce por las erupciones volcánicas, que son fenómenos irregulares. Sin
embargo, una de las fuentes de SO2 es la industria metalúrgica. El SO2 puede proceder
también de otras fuentes, por ejemplo como el sulfuro de dimetilo, (CH3)2S,
y otros derivados, o como sulfuro de hidrógeno, H2S. Estos
compuestos se oxidan con el oxígeno atmosférico dando SO2.
Finalmente el SO2 se oxida a SO3 (interviniendo en la
reacción radicales hidroxilo y oxígeno) y este SO3 puede quedar
disuelto en las gotas de lluvia, es el de las emisiones de SO2 en
procesos de obtención de energía: el carbón, el petróleo y otros combustibles
fósiles contienen azufre en unas cantidades variables (generalmente más del
1%), y, debido a la combustión, el azufre se oxida a dióxido de azufre.
S + O2
→ SO2
Los procesos industriales en los
que se genera SO2, por ejemplo, son los de la industria metalúrgica.
En la fase gaseosa el dióxido de azufre se oxida por reacción con el
radical hidroxilo por una reacción intermolecular.
SO2
+ OH· → HOSO2· seguida por HOSO2· + O2 → HO2· + SO 3
En presencia del agua atmosférica
o sobre superficies húmedas, el trióxido de azufre (SO3) se
convierte rápidamente en ácido sulfúrico (H2SO4).
SO3(g) + H2O (l) → H2SO4(l)
·
El NO se forma por reacción entre el
oxígeno y el nitrógeno a alta temperatura.
O2
+ N2 → 2NO
Una de las fuentes más importantes es a partir de las
reacciones producidas en los motores térmicos de los automóviles y aviones, donde se
alcanzan temperaturas muy altas. Este NO se oxida con el oxígeno atmosférico,
O2
+ 2NO → 2NO2, y este 2NO2
y reacciona con el agua dando ácido nítrico (HNO3), que se disuelve en el agua.
3NO2
+ H2O → 2HNO3
+ NO
Efectos
de la lluvia ácida
La acidificación de las aguas de lagos, ríos y
mares dificulta el desarrollo de vida acuática en estas aguas, lo que aumenta
en gran medida la mortalidad de peces. Igualmente, afecta directamente a la
vegetación, por lo que produce daños importantes en las zonas forestales, y
acaba con los microorganismos fijadores de N.
El termino "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 quemarse 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 a la tierra en forma de lluvia, nieve o niebla, o pueden unirse a
partículas secas y caer en forma de sedimentación seca.
La lluvia ácida por su carácter corrosivo, corroe las
construcciones y las infraestructuras. Puede disolver, por ejemplo, el carbonato de calcio, CaCO3,
y afectar de esta forma a los monumentos y edificaciones construidas con mármol o caliza.
Un efecto indirecto muy importante es que los protones, H+, procedentes de la lluvia ácida
arrastran ciertos iones del suelo. Por ejemplo, cationes de hierro, calcio, aluminio, plomo o zinc. Como
consecuencia, se produce un empobrecimiento en ciertos nutrientes esenciales y
el denominado estrés en las plantas, que las hace más vulnerables a las plagas.
Los nitratos y sulfatos, sumados a los cationes lixiviados de los suelos, contribuyen a la eutrofización de ríos y lagos, embalses y regiones costeras,
lo que deteriora sus condiciones ambientales naturales y afecta negativamente a
su aprovechamiento.
Un estudio realizado en 2005
por Vincent Gauci1 de Open University,
sugiere que cantidades relativamente pequeñas de sulfato presentes en la lluvia ácida tienen una fuerte
influencia en la reducción de gas metano producido por metanógenos en áreas pantanosas, lo cual podría tener un
impacto, aunque sea leve, en el efecto invernadero.2
Soluciones
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.
·
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.
·
No agregar muchas sustancias químicas en los
cultivos.
·
Adición de un compuesto alcalino en lagos y ríos para neutralizar el pH.
·
Control de las
condiciones de combustión (temperatura, oxigeno, etc.).
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