LLUVIA LETAL
Uno de los efectos
indeseables de la contaminación atmosférica es la lluvia
ácida. Este problema ambiental es un ejemplo claro de la alteración
de origen antrópico de las interacciones existentes entre la sociosfera
y el resto de sistemas ambientales: las sustancias contaminantes emitidas
a la atmósfera por las actividades humanas son dispersadas en la atmósfera,
donde reaccionan con otros componentes atmosféricos, siendo transportados
los productos ácidos resultantes hacia otros lugares, lejos del foco de
emisión, donde, integrados en el ciclo hidrológico, son depositados
en la geosfera, afectando a los elementos que se integran en ella: suelos,
lagos, bosques y seres vivos. También afectan a la sociosfera, al atacar
a los cultivos, edificios y monumentos y producir, incluso daños en la salud
humana.
QUIERES SABER...
¿Qué es la lluvia ácida?
Se denomina lluvia ácida al retorno a la superficie terrestre, mediante cualquier tipo de precipitación, de los ácidos disueltos en agua originados por contaminantes primarios, descargados a la atmósfera por determinadas actividades humanas, como el dióxido de azufre (SO2)y los óxidos de nitrógeno (NOx) al reaccionar en un proceso de transformación fotoquímica con determinados componentes atmosféricos (oxígeno, vapor de agua) durante su permanencia en la atmósfera.
la lluvia ácida se identifica mediante la concentración de iones hidrógeno (H+) presentes en el medio (expresada como pH; pH = Log (concentración H+). Cuanto mayor sea dicha concentración, menor será el valor del pH y mayor será su acidez.
Las precipitaciones naturales tienen un valor de pH que oscila entre 5 y 6,4 . Se considera que una precipitación (lluvia, niebla, rocío, nieve) es ácida cuando sus valores de pH son inferiores a 5,6 (valor del agua pura en equilibrio con el CO2 atmosférico).
Actualmente caen precipitaciones sobre el nordeste de Europa y en el área este de Canadá y Estados Unidos que son consideradas ácidas, con valores de pH de 4,1 a 4,3 (e incluso menores). La lluvia más ácida registrada en Europa corresponde a Escocia, con un valor de pH de 2,4.
LA1. ¿Qué compuestos
se encuentran en la lluvia ácida, además de los citados?
¿Cómo se produce?
Las fuentes de energía habitualmente utilizadas en las actividades industriales y urbanas (transporte, calefacción) son el carbón y el petróleo. La energía se obtiene de estas fuentes mediante un proceso de combustión, liberándose a la atmósfera el azufre y el nitrógeno que contienen en forma de óxidos: dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx).
Las fuente antropogénicas de estos contaminantes primarios son tres:
Emisiones industriales
Gas de escape de los automóviles
Emisiones urbanas (hogares)
El retorno a la superficie terrestre de estas sustancias y sus derivados ocurre de dos formas:
1. DEPOSICIÓN SECA: Normalmente ocurre a pocos kilómetros del foco emisor. Consiste en el retorno de los óxidos de azufre y de nitrógeno en forma gaseosa o de aerosoles (dispersiones de sustancias sólidas o líquidas en el aire con un tamaño que generalmente oscila entre 10-1 µm y 10 µm).
2. DEPOSICIÓN HÚMEDA: Suele producirse tras el desplazamiento de los contaminantes primarios a zonas bastante alejadas del foco emisor, siguiendo la dirección de los vientos dominantes. Durante el transporte de estas sustancias, si entran en contacto con zonas de la atmósfera con alta humedad, se produce su oxidación, que sigue al parecer dos etapas:
Etapa fotoquímica: Ocurre en fase gaseosa. El dióxido de azufre (SO2) se oxida a trióxido de azufre SO3 gracias a la energía proporcionada por la radiación ultravioleta del sol.
SO2 uv---> SO2* SO2* + 2O2 ---> SO3 + O3
Etapa catalítica: Tiene lugar en fase líquida. consiste en la transformación del SO2 original en ácido sulfúrico (SO4H2), por disolución acuosa, siendo catalizada la reacción por las sales de hierro y de manganeso presentes en las gotas de agua. Parte de este ácido es neutralizado en la atmósfera por el amoníaco, originándose iones amonio (NH4+). El resto aparece disuelto en forma iónica (iones sulfato SO4= e iones de hidrógeno H+)en las gotas de lluvia, acidificando a ésta.
Los óxidos de nitrógeno (NOx) sufren un proceso similar al descrito, formándose ácido nítrico (NO3H) que también aparece disociado en forma iónica en las gotas de lluvia, confiriéndole (como el anterior contaminante secundario) acidez a la misma.
Más información sobre el proceso químico de conversión del SO2 y los NOx a ácidos
Algunos ejemplos:
De los 200 millones de toneladas de SO2 que anualmente se emiten a la atmósfera, aproximadamente un 50% son de origen humano, produciéndose la mayoría en las áreas industrializadas del Hemisferio Norte (un 5% de la superficie terrestre). la evaluación que la Unión Europea hace de sus progresos en medio ambiente con respecto al índice de 1985 es positiva en cuanto a la reducción de las emisiones de SO2 (un 12% menos en 1990, debiendo alcanzar una reducción del 35% en el año 2000) pero negativa con respecto a los NOx (un 7% más en 1990, muy alejado del objetivo de una reducción de emisiones del 30% para el año 2000).
Como ejemplo de las enormes cantidades de SO2 emitidas a la atmósfera por las actividades humanas tenemos los siguientes:
- Una fundición de cobre que emplee diariamente 2.250 toneladas de mineral concentrado al 30% de azufre puede emitir al día 1350 toneladas de SO2.
- Una refinería de petróleo puede expulsar al aire entre 400 y 500 toneladas de SO2 por día.
- En París y su periferia, en le año 1964, se estimó que se emitieron a la atmósfera entre 48.000 y 60.000 toneladas de SO2 procedentes de la calefacción y de la pequeña industria (carbón con un 1% de azufre).
El que la lluvia
ácida se produzca en lugares alejados de los focos emisores (Escandinavia,
en el caso de Europa) se debe, curiosamente, a las medidas anticontaminantes
empleadas en las industrias. Dichas medidas consistían en elevar la altura
de las chimeneas por donde salían las emisiones contaminantes. Con ello
expulsaban los contaminantes por encima de la capa de inversión pero el
viento de las capas superiores transportaba estas sustancias a otros lugares
más alejados. Se "exportaba" de hecho la contaminación.
Otra razón por la cual Escandinavia
presenta problemas de acidificación es la naturaleza de sus rocas (graníticas)
que, al contrario de las áreas con rocas carbonatadas, no tienen capacidad
para neutralizar la acidez de las precipitaciones.
LA2. En el sitio
CORINAIR 94 de la Comunidad Europea hay una sección que
ofrece información sobre las emisiones
de contaminantes atmosféricos primarios como los que causan la lluvia
ácida. Accede a esta página pulsando sobre el logotipo de la derecha (o
tecleando la siguiente direccción en el navegador: http://www.aeat.co.uk/netcen/corinair/94/barnox.html.
Realiza las actividades propuestas a continuación.
a) ¿Cuál es la cantidad total de SO2 emitidos a la atmósfera en Europa por el trasporte por carretera?
b) ¿Qué particularidad tienen las emisiones de SO2 de Italia? Elabora una hipótesis que la explique y trata de comprobarla. (Pista: consulta el Ciclo Biogeoquímico del Azufre)
c) Describe las fuentes de emisiones contaminantes de SO2 en España, indicando aproximadamente las toneladas por 1000 habitantes que emiten cada una.
d) Teniendo en cuenta los datos aportados por el gráfico, ¿qué conclusiones obtienes? Elabora un breve informe exponiendo razonadamente dichas conclusiones.
LA3. Pulsa sobre el
botón y contesta:
a)
Indica las dos fuentes de contaminación atmosférica por NOx más importantes
en cada país de la Comunidad Europea. ¿Son comunes a todos los países
representados?
b) En el gráfico hay un país que destaca por la gran cantidad de contaminación emitida por una de las categorías o fuentes contaminantes. ¿Cuál es dicho país y de qué fuente se trata? Investiga a qué es debida esta desproporción con respecto al resto de estados.
c) Analiza los datos de emisiones de NOx representados para España. Indica a qué actividades se deben estas emisiones y, aproximadamente, en qué cantidad (cada una de ellas).
¿Qué consecuencias origina?
La lluvia ácida afecta a todos los sistemas ambientales. Produce efectos en la Sociosfera y en la Tecnosfera: las construcciones humanas en general, los edificios singulares, las pinturas, los productos metálicos (corrosión), etc. y a los propios seres humanos (efectos sobre la salud). También afecta a la Atmósfera (en el proceso fotoquímico de trasnformación del SO2 y los NOx en ácidos se forma ozono) y a la Hidrosfera (acidificando lagos y humedales y alterando los sistemas acuáticos). La Biosfera y la Geosfera también sufren los efectos de la acidificación producida por las precipitaciones ácidas (debilitamiento y muerte de los bosques y acidificación del suelo).
LA4. Consulta
los siguientes documentos web y elabora un esquema o mapa conceptual lo
más completo posible de las consecuencias ambientales de la lluvia ácida.
Efectos de la acidificación sobre el medio ambiente
¿Qué podemos hacer?
La imagen representa las
relaciones existentes en los fenómenos de contaminación ambiental (según
SANZ, 1991)
La estrategia a seguir en la lucha contra la contaminación atmosférica
en general y contra la acidificación en particular implica la adopción
de acciones tendentes a prevenir y reducir dicha contaminación. Estas
medidas pueden tomarse en relación a algunos de los componentes representados.
Pueden seguir dos enfoques generales:
Prevención de las emsiones mediante medidas correctoras de tipo tecnológico aplicadas a las funetes contaminantes (actuación sobre las CAUSAS).
Control de los efectos de los contaminantes mediante normas legales de calidad del aire que establecen unos límites (actuación sobre los EFECTOS)
En España, las medidas correctoras de la contaminación
atmosférica se resumen seguidamente:
SECTOR ENERGÉTICO
Ahorro energético
Empleo de tecnologías limpias
Aumento de la eficiencia energética
Potenciación de las energías renovables
Empleo de combustibles más limpios
SECTOR TRASNPORTE-AUTOMOCIÓN
Potenciación del transporte colectivo Combustibles más limpios Depuración de gases de combustión mediante catalizadores de tres vías Aumento de la eficacia de los motores y de las turbinas SECTOR INDUSTRIAL
Proceso de producción más limpio Minimización de residuos (gases, líquidos y sólidos)
LA5. ¿Cómo actúa el Instituto
Nacional de Ecología de México frente a la contaminación atmosférica?
Elabora un breve resumen.
LA6. La EPA (United States Environmental Protection
Agency) ha establecido un programa para reducir las emisiones de SO2 y
NOx causantes de la lluvia ácida (Acid
Rain Program). ¿Qué objetivos tiene dicho programa?
