La lluvia acida

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LLUVIA ÁCIDA
Los habitantes de casi todos los países estamos expuestos a unas 500,000 sustancias extrañas al medio ambiente natural, muchas de las cuales invaden el aire que respiramos y son nocivas para la salud. Otras sustancias de naturaleza coloidal o gaseosa como el monóxido de carbono, el ozono, polvos y humos son prácticamente ubicuas en el ambiente aéreo y resultan de procesos naturales abióticos y bióticos: actividad volcánica y geotérmica, descargas eléctricas, incendios forestales, fermentación y respiración celular, etc.
Todas las sustancias mencionadas se mantienen durante largo tiempo en rangos de concentración estrechos gracias a eficientes mecanismos de reciclamiento a cargo de la propia naturaleza. Sin embargo, la actividad industrial genera ahora tales cantidades de sustancias extrañas que están alcanzando ya el nivel de contaminantes peligrosos para la biota en general, puesto que rebasan la capacidad del ecosistema para deshacerse de ellos, y sus niveles tienden hacia el aumento, permanencia e irreversibilidad.
La mayor fuente de contaminación atmosférica es el uso de combustibles fósiles como energéticos. Petróleo, gas y carbón son usados en cantidades enormes, del orden de millones de toneladas por día, y los desechos de su combustión se arrojan a la atmósfera en forma de polvo, humo y gases. Los dos primeros podemos verlos y nos desagradan, pero los gases que no podemos ver, son los más peligrosos.
En teoría al menos, polvo y humo pueden evitarse, pero los gases, son inevitables y pueden causar desde lluvia ácida hasta el calentamiento de la tierra (efecto invernadero), así como el incremento en los niveles del ozono y el monóxido de carbono que son altamente tóxicos para los humanos
Las principales causas de lluvia ácida son los óxidos de nitrógeno y azufre que se generan al momento de la combustión; el nitrógeno lo aporta la atmósfera y no hay forma de evitarlo, el azufre forma parte de los combustibles, eliminarlo completamente es muy costoso; la lluvia ácida y la niebla ácida estarán con nosotros dañando todo lo que toquen, tanto en el campo como en la ciudad. Estos compuestos en forma de gotas de lluvia y de niebla son de corta vida, pronto reaccionan con algo orgánico e inorgánico, al reaccionar se consumen pero dejan un daño que puede ser irritación de mucosas en humanos y animales o deterioro en la cutícula de las hojas de los vegetales, en ambos casos, dando entrada a patógenos y reduciendo la producción agrícola.
La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con los óxidos 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 ácidos nítricos, 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 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 deterioro en el medio ambiente.
Azufre como contaminante
Los óxidos de azufre y nitrógeno son las principales causas de la acidificación tanto del suelo como de las aguas.
Los compuestos de azufre son responsables de dos tercios del total de la lluvia ácida y los compuestos de nitrógeno no producen acidificación si los mismos son absorbidos por las plantas.
Por dicha razón la polución real producida por los compuestos sulfurados es mayor a los dos tercios antes mencionados.
Dentro de dichos compuestos sulfurados el SO2 es el principal contaminante y se produce en la combustión de carbón y del petróleo crudo.
La concentración de azufre en el crudo varía de acuerdo a la procedencia del mismo por lo que se pueden dar valores de décimas de uno por ciento a dos o tres por ciento en peso.
En el carbón las concentraciones varían en un rango más amplio, mientras que en el gas natural los niveles son considerablemente menores.
Cerca de un tercio de todos los compuestos de azufre y 99% del dióxido de azufre que llegan a la atmósfera desde todas las fuentes, proviene de las actividades humanas. La combustión de carbón y petróleo que contienen azufre, destinada a producir energía eléctrica, representa cerca de dos tercios de la emisión, por humanos, de dióxido de azufre a la atmósfera. El tercio restante proviene de procesos industriales cono la refinería del petróleo y la conversión (por fundición) de compuestos azufrados de minerales metálicos en metales libres como el cobre, plomo y zinc.
En la atmósfera, el dióxido de azufre, reacciona con oxígeno para producir tiróxido de azufre (SO3), el cual reacciona con vapor de agua para producir minúsculas gotas de ácido sulfúrico (H2SO4).También reacciona con otras sustancias químicas pequeñas de sulfato.
Estas gotículas de H2SO4 y partículas de sulfato caen a la tierra como componentes de la lluvia ácida, que daña los árboles y la vida acuática.
Nitrógeno como contaminante
Los principales compuestos nitrogenados que contaminan la atmósfera son el monóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) que son agrupados con la denominación NOx.
Dichos óxidos son formados durante toda clase de combustión, y a diferencia del azufre que proviene en su mayoría del aire necesario para que la misma se efectúe.
Debido a que las emisiones de óxidos de azufre están siendo controladas para abatir las emisiones de óxidos de nitrógeno se convierten cada día en más importantes como acidificantes del medio ambiente.
También ciertos tipos de fertilizantes son fuente de compuestos nitrogenados contaminantes.
Es así que son liberados en cantidades importantes de amoniaco el cual causa un aumento en el pH de las lluvias, pero dicho efecto se elimina cuando los iones amoniaco (NH4+) en la lluvia son convertidos por microorganismos en los suelos o absorbidos por los árboles luego de su contacto con los suelos.
Las grandes cantidades de contaminantes en base a nitrógeno provocan una sobre fertilización de los suelos. La mayoría de las plantas se adaptan a una deficiencia de nitrógeno pero cuando se produce el fenómeno opuesto, aparecen daños a la vegetación y se causa problemas secundarios como en la potabilidad de las aguas y los fenómenos de entroficación de los cuerpos de agua.
Además de acidificación de los suelos producida por la reacción de nitratos provoca la liberación de sustancias peligrosas como el aluminio que ataca los países de los árboles y que al pasar a las aguas subterráneas llegan a los lagos depredando las colonias de peces.
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.
· 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.
· En presencia del agua atmosférica o sobre superficies húmedas, eltrióxido de azufre (SO3) se convierte rápidamente en ácido sulfúrico (H2SO4).
· Otra fuente del óxido de azufre son las calderas de calefacción domésticas que usan combustibles que contiene azufre (ciertos tipos de carbón o gasóleo).
· El NO se forma por reacción entre el oxígeno y el nitrógeno atmosféricos a alta temperatura.
· 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, y reacciona con el agua dando ácido nítrico (HNO3), que se disuelve en el agua.
· Para evitar esta producción se usan en los automóviles con motor de gasolina, los catalizadores que disocian el óxido antes de emitirlo a la atmósfera. Los vehículos con motor diésel no pueden llevar catalizadores y por lo tanto, en este momento son los únicos que producen este gas.
El material contaminante que desciende con la lluvia se conoce como sedimentación húmeda, e incluye partículas y gases barridos del aire por las gotas de lluvia. El material que llega al suelo por gravedad durante los intervalos secos se llama sedimentación seca, e incluye partículas, gases y aerosoles. Los contaminantes pueden ser arrastrados por los vientos predominantes a lo largo de cientos, incluso miles, de kilómetros. Este fenómeno se conoce como el transporte de largo alcance de contaminantes aéreos (TLACA).
¿Qué actividades humanas originan la emisión de estos gases?
Todos ellos son consecuencia de los procesos de combustión. Los óxidos de azufre se emiten al quemar combustibles de baja calidad, que contienen azufre, en general son carbones o fracciones pesadas del petróleo. Los óxidos de nitrógeno se producen, en mayor o menor cantidad, en todas las reacciones de combustión por reacción del oxígeno y nitrógeno del aire a temperaturas elevadas.
Tengamos en cuenta que los procesos de combustión son unos de los que más habitualmente efectuamos, tanto a nivel doméstico (calefacciones), como a nivel industrial (obtención de energía eléctrica por vía térmica, combustiones en calderas,) y que los medios de transporte, individuales y colectivos, incorporan motores en los que se queman combustibles de mejor o peor calidad.
Efectos de la lluvia ácida
Efectos de la acidificación de los Suelos.
Varios procesos de acidificación tienen lugar en forma natural en los suelos. Uno de los más importantes es la absorción de nutrientes por las plantas a través de los iones positivos. A su vez las plantas compensan lo anterior liberando iones hidrógeno positivos. Por lo tanto el crecimiento de las plantaciones es de por sí acidificante mientras que la muerte de la misma provoca el efecto contrario. Es decir que en un ecosistema donde el crecimiento y el envejecimiento son aproximadamente iguales no se produce una acidificación. Pero si el ciclo se rompe por cosechas la acidificación dominará.
En el caso de bosques de coníferas existe usualmente una acumulación de residuos de plantas no totalmente muertas las cuales provocan un efecto acidificante similar al descrito anteriormente. Pero el problema grave de acidificación de suelos ocurre cuando la acidificación proviene del exterior y no solo de procesos naturales normales.
A su vez esa acidificación externa provoca los siguientes efectos biológicos: 
· Disminución de los valores de pH.
· Incremento en los niveles de aluminio libre y otros metales tóxicos en las aguas que están en contacto con dichos suelos.
· Pérdida de los nutrientes de las plantas como el potasio, calcio y magnesio.
· Es de remarcar también que estos valores de pH no solo se dan en las capas superiores sino que los mismos se extienden hasta profundidades de 1 metro.
En este tipo de suelos desaparecen las bacterias y demás especies que tienen como función descomponer la materia animal o muerta pasando a desempeñar dicha función los hongos presentes. Pero, debido a que estos organismos realizan su función mucho más lento, gran parte de los nutrientes son perdidos agravando aún más la situación.
Efectos de la acidificación del Agua.
Es un problema aún de mayor gravedad debido a su menor capacidad de neutralización en comparación con el suelo.
El agua que escurre de los suelos acidificados, causa la acidificación de arroyos, ríos y lagos, alterando el equilibrio de los iones del agua y aumentando el contenido en aluminio y demás metales pesados.Las precipitaciones ácidas lavan los metales contenidos en el suelo o los sedimentos de las cuencas hidrográficas y van separando partículas de materiales solubles, descargando estos metales en los lagos y cursos de agua (MASC, 1984).
La acidificación de aguas continentales consiste en la disminución de su capacidad de neutralizar ácidos (ANC). Las aguas húmicas, en las que la acidez viene regulada por ácidos orgánicos, no se incluyen.
La actual acidificación es producida por ácidos fuertes como sulfúrico y nítrico. El sulfato es la causa primordial a largo plazo. Pero tanto éste como el nitrato, pueden contribuir a la liberación de ácido, como ocurre cuando funde la nieve.
Efectos sobre la fauna y flora
Con respecto a las plantas, las especies que se ven más afectadas son los líquenes y los musgos que toman directamente el agua a través de sus hojas. Además estas especies son indicadores directos de la contaminación atmosférica como es el caso de los líquenes respecto a las emisiones de SO2.
También en el caso de los pájaros pequeños que viven cerca de aguas acidificadas se ve afectada su reproducción.
Los huevos de varias especies de pájaros aparecen con paredes muy delgadas debido al aluminio ingerido a través de los insectos de los cuales se alimentan. Dichos insectos precisamente se desarrollan en aguas acidificadas.
Los animales herbívoros se ven afectados ya que al acidificarse los suelos, las plantas que aquellos ingieren, acumulan una mayor cantidad de metales pesados (aluminio, cadmio, etc.)
Tanto los lagos como las corrientes de agua están menos protegidos contra la acidificación que el suelo y aguas subterráneas, habiendo sido precisamente en los lagos donde primero se notaron los efectos del aumento de ácidos.
Efectos sobre la salud humana
No está del Todo claro que las aguas subterráneas ácidas sean por si mismas nocivas para la salud. Pero si se conoce el efecto negativo de los metales como el aluminio y el cadmio que se libera en la tercera etapa a pH inferiores a 5. Aunque se ha encontrado casos altos de niveles de plomo zinc y cadmio aun a pH superiores (entre 5.2 y 6.4)
Con respecto a los metales tenemos:
· Cadmio: ES el más móvil de los metales pesados comunes y debido a las latas concentraciones presentes en los países industrializados, es necesario alertar sobre su presencia. El cadmio se acumula en la corteza renal causando graves lesiones. Las principales fuentes son los fertilizantes y las debidas a la acidificación de las aguas subterráneas.
· Cobre: Debido a que es el metal con el cual se construye la mayoría de las cañerías, cuando las aguas se tornan corrosivas dicho elemento es disuelto. Uno de los efectos más comunes sobre la es la diarrea infantil.
· Aluminio: Es el más común en la corteza terrestre y si bien está unido a los minerales que constituyen la misma, la acidificación lo torna soluble. El aluminio penetra en la corriente sanguínea en forma directa pasando las barreras de protección normales del ser humano y provocando graves daños al cerebro y al sistema óseo. Si la concentración es muy elevada puede causar demencia senil y muerte.
· Plomo: También se libera por acidificación de las aguas y en los países donde este elemento es utilizado para la construcción de las cañerías de agua la situación se puede tornar bastantes peligrosa. Dicho elemento provoca daños considerados a nivel cerebral, sobre todo en los niños.
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 diferentescombustibles.
· 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, oxígeno, etc.).
	
BIBLIOGRAFÍA:
http://www.lareserva.com/home/lluvia_acida
http://www.monografias.com/trabajos5/lluac/lluac2.shtml#salud
http://www.inecc.gob.mx/calaire-informacion-basica/554-calaire-lluvia-acida
https://es.wikipedia.org/wiki/Lluvia_%C3%A1cida