¿Qué es la Lluvia Ácida?
La lluvia ácida se refiere a una mezcla de material depositado, tanto húmedo como seco, procedente de la atmósfera que contiene cantidades superiores a las normales de ácidos nítrico y sulfúrico. En pocas palabras, significa lluvia de naturaleza ácida debido a la presencia de ciertos contaminantes en el aire debido a los automóviles y los procesos industriales.
Se define fácilmente como lluvia, niebla, aguanieve o nieve que se ha hecho ácida por contaminantes en el aire como resultado de combustibles fósiles y combustibles industriales que emiten principalmente óxidos de nitrógeno (NOx) y Dióxido de azufre (SO2). La acidez se determina sobre la base del nivel de pH de las gotas de agua asignándole un número entre 0 y 14, donde 0 representa acidez extrema y 14 representa basicidad superlativa (lo opuesto a la acidez).
De acuerdo con la EPA,
«Lluvia ácida, o deposición ácida, es un término amplio que incluye cualquier forma de precipitación con componentes ácidos, como ácido sulfúrico o nítrico que cae al suelo desde la atmósfera en formas húmedas o secas. Esto puede incluir lluvia, nieve, niebla, granizo o incluso polvo ácido.»
Decir que los sulfatos no causan lluvia ácida es lo mismo que decir que fumar no causa cáncer de pulmón.
~ Andrew L. Lewis, Jr.
El agua de lluvia normal es ligeramente ácida con un rango de pH de 5,3 a 6,0 porque el dióxido de carbono y el agua presentes en el aire reaccionan juntos para formar ácido carbónico, que es un ácido débil. Cuando el nivel de pH del agua de lluvia cae por debajo de este rango, se convierte en lluvia ácida.
Cuando estos gases reaccionan con moléculas de agua y oxígeno, entre otras sustancias químicas que se encuentran en la atmósfera, se forman compuestos químicos ácidos suaves, como el ácido sulfúrico y el ácido nítrico, lo que resulta en lluvia ácida. La lluvia ácida generalmente conduce a la intemperie de los edificios, la corrosión de los metales y el desprendimiento de pinturas en las superficies.
Los volcanes en erupción contienen algunos químicos que pueden causar lluvia ácida. Aparte de esto, la quema de combustibles fósiles, el funcionamiento de fábricas y automóviles debido a las actividades humanas son algunas otras razones detrás de esta actividad.
En la actualidad, se observan grandes cantidades de depósitos ácidos en el sudeste de Canadá, el noreste de los Estados Unidos y la mayor parte de Europa, incluidas partes de Suecia, Noruega y Alemania. Además, se encuentra cierta cantidad de depósitos ácidos en partes del sur de Asia, Sudáfrica, Sri Lanka y el sur de la India.
Formas de lluvia ácida
Hay dos formas en las que se produce la deposición ácida: húmeda y seca. Ambos se discuten a continuación:
Deposición húmeda
Cuando el viento sopla los productos químicos ácidos en el aire a las áreas donde el clima es húmedo, los ácidos caen al suelo en forma de lluvia, aguanieve, niebla, nieve o niebla. Elimina el ácido de la atmósfera y lo deposita en la superficie de la tierra.
Cuando este ácido fluye a través del suelo, afecta a un gran número de plantas, animales y vida acuática. El agua del desagüe desemboca en ríos y canales, que se mezclan con el agua de mar, afectando así a los hábitats marinos.
Deposición seca
Si el viento sopla los productos químicos ácidos en el aire a las áreas donde el clima es seco, los contaminantes ácidos se deslizan en polvo o humo y caen al suelo como partículas secas.
Se adhieren al suelo y a otras superficies, como automóviles, casas, árboles y edificios. Casi el 50% de los contaminantes ácidos en la atmósfera caen a través de la deposición seca. Estos contaminantes ácidos pueden ser arrastrados de la superficie de la tierra por tormentas de lluvia.
Se descubrió en la década de 1800 durante la Revolución Industrial. Un químico escocés, Robert Angus Smith, fue el primero en descubrir este fenómeno en 1852 como una relación entre la lluvia ácida y la contaminación atmosférica en Manchester, Inglaterra.
Pero ganó la atención del público principalmente en la década de 1960. El término fue acuñado en 1972 cuando el NY Times publicó informes sobre los efectos del cambio climático que comenzaron a surgir debido a la aparición de lluvia ácida en el Bosque Experimental Hubbard Brook en New Hampshire.
Causas de lluvia ácida
Se sabe que las fuentes naturales y artificiales juegan un papel en la formación de lluvia ácida. Sin embargo, es causada principalmente por la combustión de combustibles fósiles que da lugar a emisiones de dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx).
Fuentes naturales
El principal agente causal natural de la lluvia ácida son las emisiones volcánicas. Los volcanes emiten gases que producen ácido para crear cantidades más altas de lo normal de lluvia ácida o cualquier otra forma de precipitación, como niebla y nieve, hasta el punto de afectar la cubierta vegetal y la salud de los residentes en los alrededores.
La vegetación en descomposición, los incendios forestales y los procesos biológicos en el medio ambiente también generan gases que forman lluvia ácida. El sulfuro de dimetilo es un ejemplo típico de un importante contribuyente biológico a los elementos que contienen azufre en la atmósfera. Los golpes de iluminación también producen naturalmente óxidos nítricos que reaccionan con las moléculas de agua a través de la actividad eléctrica para producir ácido nítrico, formando así lluvia ácida.
Fuentes artificiales
Las actividades humanas que producen emisiones de gases químicos, como azufre y nitrógeno, son los principales contribuyentes a la lluvia ácida. Las actividades incluyen fuentes de contaminación del aire que emiten gases de azufre y nitrógeno, como fábricas, instalaciones de generación de energía y automóviles.
En particular, el uso de carbón para la generación de energía eléctrica es el mayor contribuyente a las emisiones gaseosas que conducen a la lluvia ácida. Los automóviles y las fábricas también liberan altas cantidades de emisiones gaseosas a diario en el aire, especialmente en áreas altamente industrializadas y regiones urbanas con un gran número de tráfico de automóviles.
Estos gases reaccionan en la atmósfera con agua, oxígeno y otros productos químicos para formar varios compuestos ácidos como ácido sulfúrico, nitrato de amonio y ácido nítrico. Como resultado, estas áreas experimentan cantidades extremadamente altas de lluvia ácida.
Los vientos existentes soplan estos compuestos ácidos sobre grandes áreas a través de las fronteras y caen de nuevo al suelo en forma de lluvia ácida u otras formas de precipitación. Al llegar a la tierra, fluye a través de la superficie, se absorbe en el suelo y entra en lagos y ríos y finalmente se mezcla con agua de mar.
Los gases, es decir, dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx), son principalmente gases procedentes de la generación de energía eléctrica mediante la combustión de carbón y responsables de la lluvia ácida.
Efectos de la lluvia ácida
La lluvia ácida tiene efectos significativos en el medio ambiente mundial y la salud pública.
Efecto en el medio acuático
La lluvia ácida cae directamente sobre los cuerpos acuáticos o sale de los bosques, caminos y campos para desembocar en arroyos, ríos y lagos. Durante un período de tiempo, los ácidos se acumulan en el agua y reducen el pH total del cuerpo de agua.
Las plantas y animales acuáticos necesitan un nivel de pH particular de aproximadamente 4,8 para sobrevivir. Si el nivel de pH es inferior a ese nivel, las condiciones se vuelven hostiles para la supervivencia de la vida acuática.
La tendencia de la lluvia ácida a alterar las concentraciones de pH y aluminio afecta en gran medida los niveles de concentración de pH en las aguas superficiales, afectando así a los peces y a otras formas de vida acuáticas. A niveles de pH inferiores a 5, la mayoría de los huevos de pescado no pueden eclosionar. Un PH más bajo también puede matar peces adultos.
La escorrentía de lluvia ácida de las cuencas hidrográficas a los ríos y lagos también ha reducido la biodiversidad a medida que los ríos y lagos se vuelven más ácidos. Especies como peces, plantas e insectos en algunos lagos, ríos y arroyos se han reducido y algunos incluso se han eliminado por completo debido al exceso de lluvia ácida que fluye hacia las aguas.
Efecto en los bosques
Hace que los árboles sean vulnerables a enfermedades, clima extremo e insectos al destruir sus hojas, dañar la corteza y detener su crecimiento. El daño forestal debido a la lluvia ácida es más evidente en Europa del Este, especialmente en Alemania, Polonia y Suiza.
Efecto en el suelo
La lluvia ácida tiene un gran impacto en la química y biología del suelo. Significa que los microbios del suelo y la actividad biológica, así como las composiciones químicas del suelo, como el pH del suelo, se dañan o revierten debido a los efectos de la lluvia ácida.
El suelo necesita mantener un nivel de pH óptimo para la continuidad de la actividad biológica. Cuando las lluvias ácidas se filtran en el suelo, significa un pH más alto del suelo, lo que daña o revierte las actividades biológicas y químicas del suelo. Por lo tanto, los microorganismos sensibles del suelo que no pueden adaptarse a los cambios en el pH mueren.
La alta acidez del suelo también desnaturaliza las enzimas para los microbios del suelo. En la misma anchura, los iones de hidrógeno de la lluvia ácida filtran minerales y nutrientes vitales como el calcio y el magnesio.
Cubierta vegetal y plantaciones
Los efectos dañinos de la lluvia ácida en el suelo y los altos niveles de deposiciones secas han dañado infinitamente los bosques de gran altitud y la cubierta vegetal, ya que en su mayoría están rodeados por nieblas y nubes ácidas. Además, los efectos generalizados de la lluvia ácida en la armonía ecológica han provocado retraso en el crecimiento e incluso la muerte de algunos bosques y de la cubierta vegetal.
Efecto en la arquitectura y los edificios
La lluvia ácida en los edificios, especialmente los construidos con piedra caliza, reacciona con los minerales y los corroe. Esto deja el edificio débil y susceptible a la descomposición. Edificios modernos, automóviles, aviones, puentes de acero y tuberías se ven afectados por la lluvia ácida. Los antiguos edificios patrimoniales pueden sufrir daños insustituibles.
Efecto en la salud pública
Cuando se encuentran en la atmósfera, los gases de dióxido de azufre y óxido de nitrógeno y sus derivados de materia particulada, como sulfatos y nitratos, degradan la visibilidad y pueden causar accidentes, lo que provoca lesiones y muertes. La salud humana no se ve directamente afectada por la lluvia ácida porque el agua de lluvia ácida es demasiado diluida para causar problemas de salud graves.
Sin embargo, las deposiciones secas también conocidas como partículas gaseosas en el aire, que en este caso son óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre, pueden causar graves problemas de salud cuando se inhalan. Los niveles intensificados de deposiciones ácidas en forma seca en el aire pueden causar problemas pulmonares y cardíacos como bronquitis y asma.
Otros efectos
La lluvia ácida provoca la intemperie de edificios, la corrosión de metales y el desprendimiento de pinturas en superficies. Los edificios y estructuras de mármol y piedra caliza son los especialmente dañados por la lluvia ácida debido a la reactividad de los ácidos en la lluvia y los compuestos de calcio en las estructuras.
Los efectos se ven comúnmente en estatuas, lápidas antiguas, monumentos históricos y edificios dañados. La lluvia ácida también corroe metales como el acero, el bronce, el cobre y el hierro.
Soluciones para la lluvia ácida
Limpieza de tubos de escape y chimeneas
La mayor parte de la energía eléctrica que soporta los requisitos energéticos actuales proviene de la combustión de combustibles fósiles como el petróleo, el gas natural y el carbón que generan óxidos de nitrógeno (NOx) y dióxido de azufre (SO2) como los principales contribuyentes a la lluvia ácida. La quema de carbón representa en gran medida las emisiones de SO2, mientras que las emisiones de NOx provienen principalmente de combustibles fósiles.
El lavado de carbón, el uso de carbón con bajo contenido de azufre y el uso de dispositivos conocidos como «depuradores» pueden proporcionar soluciones técnicas a las emisiones de SO2. La «depuración», también llamada desulfuración de gases de combustión (FGD), generalmente funciona para eliminar químicamente el SO2 de los gases que salen de las chimeneas.
Puede eliminar hasta el 95% de los gases de SO2. Las instalaciones de generación de energía también pueden optar por utilizar combustibles que emiten mucho menos SO2, como el gas natural, en lugar de quemar carbón. Estos métodos se denominan simplemente estrategias de reducción de emisiones.
De manera similar, las emisiones de NOx de combustibles fósiles de automóviles se mitigan mediante el uso de convertidores catalíticos. Los convertidores catalíticos se fijan en el sistema de tubos de escape para reducir la emisión de NOx. La mejora de la gasolina que quema más limpia también es una estrategia para reducir la emisión de gases NOx.
Restaurar Ambientes dañados
El uso de piedra caliza o cal, un proceso llamado encalado, es una práctica que las personas pueden hacer para reparar el daño causado por la lluvia ácida a lagos, ríos y arroyos. La adición de cal en aguas superficiales ácidas equilibra la acidez. Es un proceso que se ha utilizado ampliamente, por ejemplo en Suecia, para mantener el pH del agua en un nivel óptimo.
Aunque, el encalado es un método costoso y debe hacerse repetidamente. Además, solo ofrece una solución a corto plazo a expensas de resolver los desafíos más amplios de las emisiones de SO2 y NOx y los riesgos para la salud humana. Sin embargo, ayuda a restaurar y permitir la supervivencia de las formas de vida acuática al mejorar las aguas superficiales crónicamente acidificadas.
Fuentes de energía alternativas
Además de los combustibles fósiles, hay una amplia gama de fuentes de energía alternativas que pueden generar energía eléctrica. Estos incluyen la energía eólica, la energía geotérmica, la energía solar, la energía hidroeléctrica y la energía nuclear.
Aprovechar estas fuentes de energía puede ofrecer alternativas eficaces de energía eléctrica en lugar de utilizar combustibles fósiles. Las pilas de combustible, el gas natural y las baterías también pueden sustituir el uso de combustibles fósiles como fuentes de energía más limpias. A partir de hoy, todas las fuentes de energía tienen costos ambientales y económicos, así como beneficios. La única solución es utilizar energía sostenible que pueda proteger el futuro.
Acciones individuales, Nacionales/Estatales e Internacionales
Millones de personas, directa e indirectamente, contribuyen a las emisiones de SO2 y NOx. La mitigación de este desafío requiere que las personas estén más informadas sobre la conservación de la energía y las formas de reducir las emisiones, como apagar las luces o los aparatos eléctricos cuando no los utilizan, utilizar el transporte público, utilizar aparatos eléctricos de bajo consumo energético y utilizar vehículos híbridos o con bajas emisiones de NOx.
Lluvia Ácida y el Agua
National Geographic
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