Se denomina así a lalluvia o cualquier otra forma deprecipitación que es inusualmenteácida, lo que significa que tiene niveles elevados deiones de hidrógeno (bajopH). La mayor parte de las aguas, incluida el agua potable, tiene un pH neutro que oscila entre 6,5 y 8,5, pero la lluvia ácida tiene un nivel de pH inferior y oscila entre 4 y 5 de media.[2][3] Cuanto más ácida es la lluvia ácida, más bajo es su pH.[3] La lluvia ácida puede tener efectos nocivos sobre las plantas, los animales acuáticos y las infraestructuras. La lluvia ácida está causada por las emisiones dedióxido de azufre yóxido de nitrógeno, que reaccionan con lasmoléculas de agua en laatmósfera para producir ácidos.[1]
Se ha demostrado que la lluvia ácida tiene efectos adversos en los bosques,agua dulce, suelos, microbios, insectos y formas de vida acuática.[4] Enecosistemas, la lluvia ácida persistente reduce la durabilidad de la corteza de los árboles, dejando la flora más susceptible a factores de estrés ambiental como la sequía, el calor/frío y la infestación de plagas. La lluvia ácida también es capaz de perjudicar la composición del suelo al despojarlo de nutrientes como el calcio y el magnesio, que desempeñan un papel en el crecimiento de las plantas y en el mantenimiento de un suelo sano. En lo que respecta a las infraestructuras humanas, la lluvia ácida también provoca el descascarillado de la pintura, lacorrosión de estructuras de acero como puentes y laerosión de edificios y estatuas de piedra, además de afectar a la salud humana.[5][6][7][8]
Algunos gobiernos, incluidos los deEuropa yNorteamérica, han realizado esfuerzos desde la década de 1970 para reducir la emisión de dióxido de azufre y óxido de nitrógeno a la atmósfera mediante normativas sobre contaminación atmosférica. Estos esfuerzos han tenido resultados positivos debido a la amplia investigación sobre la lluvia ácida que comenzó en la década de 1960 y a la información divulgada sobre sus efectos nocivos.[9][10] La principal fuente de compuestos de azufre y nitrógeno que dan lugar a la lluvia ácida sonantropogénicos, pero los óxidos de nitrógeno también pueden producirse de forma natural porrayos y el dióxido de azufre es producido porerupciones volcánicas.[11]
Los contaminantes atmosféricos primarios que dan origen a la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, ya que son 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 unpH de aproximadamente 5,65 (ligeramente ácido), debido a la presencia del CO2 atmosférico, que formaácido carbónico, H2CO3. Se considera lluvia ácida si presenta un pH menor que 5[1] y puede alcanzar el pH delvinagre (pH 3), valores que se alcanzan cuando en el aire hay uno o más de los gases citados.
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, como por ejemplo del sulfuro de dimetilo, (CH3)2S, u otros derivados, o como sulfuro de hidrógeno, H2S. Estos compuestos se oxidan con el dióxido 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. Las emisiones de SO2 se generan en procesos de obtención de energía: el carbón, el petróleo y otroscombustibles 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 fasegaseosa el dióxido de azufre se oxida por reacción con el radical hidroxilo por una reacción intermolecular.
SO2 + OH· → HOSO2
seguida por
HOSO2· + O2 → H2O· + SO 3
En presencia del agua atmosférica o sobre superficies húmedas, el trióxido de azufre (SO3) se convierte rápidamente enácido sulfúrico (H2SO4).
Otra fuente de dióxido 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 dioxígeno y eldinitrógeno atmosféricos a alta temperatura.
O2 + N2 → 2 NO
Una de las fuentes más importantes es a partir de las reacciones producidas en losmotores térmicos de los automóviles y aviones, donde se alcanzan temperaturas muy altas. Este NO se oxida con el dioxígeno atmosférico,
O2 + 2NO → 2 NO2
y este NO2 reacciona con el agua dandoácido nítrico (HNO3), que se disuelve en el agua.
3 NO2 + H2O → 2 HNO3 + NO
Emisiones de sustancias químicas que provocan acidificación
El gas más importante que provoca la acidificación es el dióxido de azufre. Las emisiones de óxidos de nitrógeno que se oxidan para formarácido nítrico son cada vez más importantes debido a los controles más estrictos de las emisiones de compuestos de azufre. 70 Tg(S) al año en forma de SO2 proceden de la combustión decombustibles fósiles y de la industria, 2,8 Tg(S) deincendios forestales y 7-8 Tg(S) al año devolcanes.[12]
Los principalesfenómenos naturales que aportan gases productores de ácido a laatmósfera son las emisiones de los volcanes.[13] Así, por ejemplo, lasfumarolas del cráter Laguna Caliente delVolcán Poás crean cantidades extremadamente altas de lluvia ácida y niebla, con una acidez de hasta un pH de 2, limpiando un área de cualquier vegetación y causando frecuentemente irritación en los ojos y pulmones de los habitantes de los asentamientos cercanos. Los procesosbiológicos que tienen lugar en la tierra, loshumedales y losocéanos también producen gases ácidos. La principal fuente biológica de compuestos de azufre es el sulfuro de dimetilo.
El ácido nítrico en elagua de lluvia es una fuente importante denitrógeno fijado para la vida vegetal, y también se produce por la actividad eléctrica en la atmósfera, como losrayos.[14]
Se han detectado depósitos ácidos enhielo glaciar de miles de años de antigüedad en zonas remotas del planeta.[15]
La lluvia ácida se forma cuando la humedad del aire se combina con óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre o trióxido. En la actualidad, estos proviene principalmente a de emitidos por la quema decombustibles fósiles como carbón o productos derivados del petróleo que contengan azufre en fábricas,centrales eléctricas yvehículos de motor.[16] La lluvia ácida industrial es un problema importante en China y Rusia[17][18] y las zonas situadas a sotavento. Estas zonas quemancarbón que contiene azufre para generar calor y electricidad.[19]
El problema de la lluvia ácida no sólo ha aumentado con el crecimiento demográfico e industrial, sino que se ha generalizado. El uso de altas chimeneas para reducir lacontaminación local ha contribuido a la propagación de la lluvia ácida al liberar gases en la circulación atmosférica regional; la dispersión desde estas chimeneas más altas hace que los contaminantes sean transportados más lejos, causando daños ecológicos generalizados.[15][20] A menudo la deposición se produce a una distancia considerable a sotavento de las emisiones, siendo las regiones montañosas las que tienden a recibir la mayor deposición (debido a su mayor pluviosidad). Un ejemplo de este efecto es el bajo pH de la lluvia que cae enEscandinavia.
Laacidificación de las aguas delagos,ríos ymares dificulta el desarrollo de vida acuática, lo que aumenta en gran medida la mortalidad de peces. Igualmente, afecta directamente a lavegetación, por lo que produce daños importantes en las zonas forestales, y acaba con losmicroorganismosfijadores de nitrógeno.[21]
Unagárgola que ha sido dañada por la lluvia ácida.
El término "lluvia ácida" abarca lasedimentación 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 ácidos 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.
La lluvia ácida, por su carácter corrosivo, corroe las construcciones y las infraestructuras. Puede disolver, por ejemplo, elcarbonato de calcio, CaCO3, y afectar de esta forma a los monumentos y edificaciones construidas conmármol ocaliza.
Un efecto indirecto muy importante es que losprotones, H+, procedentes de la lluvia ácida, arrastran ciertosiones del suelo. Por ejemplo,cationes de hierro, calcio, aluminio, plomo o zinc. Como consecuencia, se produce un empobrecimiento en ciertos nutrientes esenciales y el denominadoestrés en las plantas. La lluvia ácida puede ser extremadamente perjudicial para los bosques, porque empapando el suelo puede disolver los nutrientes, tales como el magnesio y el calcio, que los árboles necesitan para mantenerse sanos. La lluvia ácida también permite que el aluminio se escape al suelo, lo cual hace difícil que los árboles puedan absorber agua, que las hace más vulnerables a lasplagas; y esto también genera un problema en las personas: la lluvia ácida también puede crear partículas pequeñas que al ingresar en los pulmones pueden provocar enfermedades o empeorar las ya existentes.
Losnitratos ysulfatos, sumados a los cationeslixiviados de los suelos, contribuyen a laeutrofización de ríos, lagos, embalses y regiones costeras, lo que deteriora sus condiciones ambientales naturales y afecta negativamente a su aprovechamiento.
Un estudio realizado en 2005 porVincent Gauci[22] deOpen University, sugiere que cantidades relativamente pequeñas desulfato presentes en la lluvia ácida tienen una fuerte influencia en la reducción de gasmetano producido pormetanógenos en áreas pantanosas, lo cual podría tener un impacto, aunque sea leve, en elefecto invernadero.[23]
Entre las medidas que se pueden tomar para reducir las emisiones de los agentes contaminantes de este problema, contamos con las siguientes:
Reducir el nivel máximo de azufre en los diferentes combustibles.
Trabajar en conjunto con las fuentes fijas de la industria para establecer disminuciones en la emisión de óxidos de azufre (SOx) y de nitrógeno (NOx), usando tecnologías para el control de emisión de estos óxidos.[24]
Impulsar el uso degas natural en diversas industrias.
↑Markewitz, Daniel; Richter, Daniel D.; Allen, H. Lee; Urrego, J. Byron (1998). «Three Decades of Observed Soil Acidification in the Calhoun Experimental Forest: Has Acid Rain Made a Difference?».Soil Science Society of America Journal(en inglés)62 (5): 1428-1439.Bibcode:1998SSASJ..62.1428M.ISSN1435-0661.
↑Kjellstrom, Tord; Lodh, Madhumita; McMichael, Tony; Ranmuthugala, Geetha; Shrestha, Rupendra; Kingsland, Sally (2006),«Contaminación del aire y el agua: Burden and Strategies for Control», en Jamison, Dean T.; Breman, Joel G.; Measham, Anthony R.et al., eds.,Prioridades del control de enfermedades en los países en desarrollo (2nd edición) (Banco Mundial),ISBN978-0-8213-6179-5,PMID21250344,archivado desde el original el 7 de agosto de 2020, consultado el 22 de abril de 2020Se sugiere usar|número-editores= (ayuda).
↑Berresheim, H.; Wine, P.H. y Davies D.D. (1995). "El azufre en la atmósfera". EnComposition, Chemistry and Climate of the Atmosphere, ed. H.B. Singh. Van Nostrand RheingoldISBN0-442-01264-0
↑Likens, G. E. (1984). «Lluvia ácida: la chimenea es la "pistola humeante"».Garden8 (4): 12-18.
↑Cabrerizo, Dulce María Andrés; Bozal, Juan Luis Antón; Pérez, Javier Barrio (24 de junio de 2024).«Física y Química 4 ESO». Editorial Editex – vía Google Books.
↑Dr. Vincent GauciArchivado el 26 de noviembre de 2006 enWayback Machine. (en inglés), Centre for Earth, Planetary, Space & Astronomical Research, Open University, Reino Unido.
