Locos por la Geología

¿Qué se entiende por lluvia ácida?

Es esencialmente una precipitación pluvial, (aunque puede ser también nival o sólida, en caso de tratarse de granizo, y hasta generarse como sublimados en ausencia de verdaderas precipitaciones) cuyo pH es inferior a 5,6. Les recuerdo que precisamente es el agua pura la que se usa como referencia del valor neutro de pH que corresponde a 7. Por arriba de ese punto, las sustancias son básicas, y por debajo, son ácidas.

Ciertamente, conviene agregar que el agua de lluvia nunca es químicamente pura, según explicaré más abajo, de suerte que su pH normalmente ronda valores en un  intervalo entre 6 y 5,6.

¿Cómo se produce la lluvia ácida?

De manera muy esquemática pueden verlo en la foto, que seleccioné entre las muchísimas posibles que me ofrecía Internet, porque fue la única en la que encontré las fuentes naturales (los volcanes, por ejemplo), además de las artificiales, como responsables de emisiones que acidifican el agua de lluvia.

Algo digno de celebrarse, sin duda, porque siempre se ve un sesgo muy pronunciado y antropocéntrico en la información ambiental. Por eso me gustó, y aprovecho para repetir una vez más: no somos los únicos contaminadores, ni los más poderosos, aunque eso nos duela en el amor propio, que pretende hacernos el centro absoluto de cuanto ocurre en el planeta. Mal que nos pese, no lo somos, afortunadamente.

La lluvia ácida resulta de la combinación química entre la humedad contenida en el aire y los óxidos de nitrógeno, azufre, y hasta carbono, que en estado gaseoso forman parte de la composición atmosférica en un momento y lugar dados.

Esa interacción entre los mencionados óxidos y los oxidrilos presentes en la humedad atmosférica y/o el agua de lluvia. genera los siguientes ácidos: nítrico, sulfuroso, sulfúrico y más habitualmente carbónico. Cuando esos compuestos químicos caen a la tierra debido a las precipitaciones, se habla, en términos generales, de lluvia ácida.

¿Desde cuándo se conoce este fenómeno?

La primera descripción científica de este fenómeno data de 1965, y por su novedad llegó a suponerse que era totalmente causada por la actividad humana. Luego de algunos años de debates y profusión de investigaciones, pudo establecerse que existe un alto componente natural en el fenómeno, no obstante lo cual, es cierto que se ha visto incrementado desde los inicios de la era industrial

¿Cuáles son las reacciones químicas que producen lluvias ácidas?

Comenzaremos por analizar las reacciones y transformaciones químicas a partir del azufre (S), nitrógeno (N) y carbono (C) que se encuentran en la atmósfera, e inicialmente se combinan con el oxígeno, que es uno de los dos componentes principales del aire. La procedencia del S, N y C será motivo de la siguiente pregunta y su correspondiente respuesta.

Cuando hay azufre presente en el aire, éste se oxida a dióxido de azufre.

S + O2 = SO2

Puede ocurrir también que el dióxido de azufre llegue a la atmósfera directamente como tal.

El dióxido de azufre se oxida desde su fase gaseosa por reacción con el radical hidroxilo, generando trióxido de azufre que se convierte rápidamente en ácido sulfúrico (H2SO4) al reunirse con el agua, todo según las siguientes reacciones:

SO2 + OH= HOSO2

HOSO2 + O2 = HO2 + SO 3

SO3 + H2O = H2SO4

El óxido nitroso (NO) se forma por reacción entre el oxígeno y el nitrógeno, que son precisamente los dos componentes principales y naturales de la atmósfera, cuando hay elevadas temperaturas.

O2 + N2 = 2NO

Hay luego más oxidación, y posteriormente el óxido nítrico combinado con agua, genera ácido nítrico (HNO3), que por ser soluble, reinicia el ciclo, todo según las siguientes reacciones:

O2 + 2NO = 2NO2

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO

El carbono, que se libera en el aire como dióxido de carbono (CO2), se combina con el agua, generando ácido carbónico:

CO2 + H2O = CO3 H2

¿De dónde proceden los elementos químicos que causan la lluvia ácida?

Muchos de ellos son componentes absolutamente naturales, como es el caso del CO2 que es resultado de la respiración de los seres vivos, y su emisión crece con el aumento de la población.

También los compuestos de S y N pueden generarse sin que el hombre tenga injerencia alguna, directamente de los fenómenos volcánicos y postvolcánicos.

Todos esos compuestos, producidos naturalmente pueden recorrer grandes distancias desde el sitio de producción, a favor de los vientos, hasta alcanzar lugares a cientos o miles de kilómetros donde se precipitan como rocío, lluvia, llovizna, granizo, nieve, niebla o neblina.

Según el grado de concentración de los elementos acidificantes, el pH puede descender tanto como para alcanzar un valor de 3.

Otros generadores de compuestos acidificantes son las emisiones de residuos de combustión de hidrocarburos usados como fuente de energía, o contaminantes procedentes de fábricas, y vehículos de combustión.

Los incendios forestales y quemas de pastizales liberan también óxidos de nitrógeno, aun en zonas alejadas de la industrialización, y pueden ser naturales o provocados por el hombre.

¿Qué efectos tiene la lluvia ácida?

Sobre los suelos, el efecto depende en gran medida de la condición preexistente del material original. Si la precipitación ocurre sobre terrenos graníticos o del grupo de los granitoides, la acidez de la lluvia acentúa la del terreno original; mientras que en rocas basálticas hay algún grado de compensación entre acidez y basicidad.

En general la acidificación del agua en lagos, ríos y mares dificulta el desarrollo de vida acuática y afecta también a la vegetación y a toda la cadena alimentaria.

Existe además un efecto corrosivo, afectando paisajes carbonáticos y monumentos y edificaciones construidas con mármol o caliza.

Por otra parte, el enriquecimiento de H+ en los suelos cambia su capacidad de intercambio catiónico, con lo cual afecta el balance de los nutrientes esenciales y su disponibilidad para las plantas.

¿Hay estrategias aplicables para su control?

Sí las hay, pero en muchos casos implican costos adicionales, como por ejemplo la instalación de catalizadores que disocian el óxido antes de emitirlo a la atmósfera, y la reducción al máximo del contenido de azufre en los combustibles.
Por supuesto el control de las emisiones fabriles y la ampliación del sistema de transporte eléctrico también aportan a disminuir la acidificación de la lluvia.

Otra estrategia posible es no agregar tantas sustancias químicas que pueden ser potenciales contaminantes, en los terrenos cultivados.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.