EFECTOS AL AMBIENTE DE LA LLUVIA ÁCIDA

Environmental effects of acid rain


Rocío Ramírez Ramírez*, Héctor I Olmos Castillo(1).
*Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Guanajuato, Mineral de valenciana 20, Guanajuato, Gto. Tel. 7330236          email: rociorr2000@yahoo.com
(1)     Facultad de Química Universidad de Guanajuato, Col. Noria Alta S/N. Guanajuato, Gto.

 

RESUMEN

Se hace una descripción de las causas que provocan la lluvia ácida, de como este problema puede acabar incluso con la vida, debido a que alguno o varios eslabones de la cadena trófica son exterminadas por el impacto a esta factor abiótico. Se describen casos ocurridos en los grandes lagos de los Estados Unidos y Canadá y el impacto que tuvo la acidificación de los lagos tales como lixiviado de proteínas del suelo, disolución de metales tóxicos como son el  plomo y el aluminio entre otros, también se describen daños a la infraestructura y edificios. En particular en nuestro país, las ruinas mayas están siendo deterioradas por la contaminación especialmente por la precipitación ácida en esa zona.

Abstract

     It is made a description of the causes of acid rain, the dangerous problem that can finish life on the earth because of the gradual end of source foods by acid conditions in aqueous systems. Are described cases of acidified lakes  in the USA and Canada and its impact into species living in that lakes, the leaching of proteins from soil, solubility of toxic metals like plumb, aluminum among others, that are naturally constituents of minerals of rocks and soil, also are described the damages to infrastructure and buildings, and how Mayan ruins and other monuments are being deteriorated by pollution specially acid rain.

ANTECEDENTES

El concepto de deposición ácida se refiere a todas las formas de ácido que caen desde la atmósfera, para entender más claramente éste fenómeno se requiere de conocer los ácidos como es que se forman y como se depositan. La acidificación se relaciona con la cantidad de ión hidrónio en solución. El grado de acidificación se mide en escala de pH o potencial de Hidrógeno cuyos rangos son de cero a 14, las sustancias que son ácidas tales como el limón o el vinagre tienen valores de pH bajos, esto es inferiores a 7, las substancias básicas tienen valores de pH superiores a 7, y las substancias neutras tales como el agua pura tienen valores de pH 7, un cambio de una unidad de pH representa 10 veces el cambio del nivel de acidificación, esto es una lluvia con pH de 4 es 10 veces más ácida que una lluvia con pH de 5 y 100 veces más ácida que una lluvia con pH de 6. En un ambiente no contaminado el pH de la lluvia es ligeramente ácido aproximadamente 5.7, esto se debe a la presencia de dióxido de carbono en la atmósfera el cual al combinarse con el agua de las nubes se convierte en ácido carbónico.

H2O + CO2    Þ      H2CO3

La lluvia ácida y la nieve ácida se forman cuando dos gases contaminantes, óxidos de azufre y óxido de nitrógeno se combinan con el agua, los óxidos de azufre se convierten en ácido sulfúrico y los óxidos de nitrógeno en ácido nítrico, estos ácidos se acumulan en las nubes y caen en forma de lluvia o nieve, a este proceso se le llama deposición. Los óxidos anteriormente mencionados también forman partículas de sulfatos y nitratos, estos se dispersan en la atmósfera y se depositan como finas partículas, a éste fenómeno se le llama deposición seca. Los precursores de los ácidos provienen de dos tipos de fuentes,  naturales y antropogenicas. Las fuentes naturales de óxido de azufre son los volcanes, los incendios forestales y la degradación bacteriana. Las fuentes antropogénicas son la concentración urbana y la Industrialización, el 70% de las fuentes antropogénicas productoras de óxido de azufre son las plantas termoeléctricas mientras que la fuente mas importante de óxido de nitrógeno son los vehículos de motor.

SO2 + H2O     Þ    H2SO4

NOx + H2O   Þ      HNOx

 La agencia americana de protección al ambiente EPA, estima que las emisiones de óxido de azufre se incrementan alrededor de 26 millones de toneladas métricas anuales y los óxidos de nitrógeno se incrementan 25 millones de toneladas métricas anuales.

Transporte de los precursores ácidos

La lluvia en el área de Chicago en los Estados Unidos presentó valores de 4.6 a 4.73 en pH entre los años del 2000 al 2004 (National atmospheric deposition program [4] ). los precursores ácidos y los ácidos pueden permanecer en el aire de dos a cinco días y viajar cientos a miles de kilómetros antes de depositarse. Los científicos han encontrado que la lluvia ácida y la nieve ácida en el sur de Noruega y Suecia vienen desde Inglaterra y desde la Europa Industrializada, En Estados Unidos la precipitación que cae en el noreste se origina en la zona industrializada del medio oeste los niveles de precipitación ácida han sido tan altos en las montañas de New Hampshire entre 1934 y 1974 el valor anual promedio de pH ha sido de 4 a 4.21 cerca de 100 veces más ácida que la precipitación normal, durante cada década le nivel de acidez se incrementa en 36 %. En Europa la lluvia y la nieve presentan pH entre 3 y 5, En Escandinava han sido reportados valores debajo del 2.8. En Kane Pennsylvania se presento una lluvia con pH de 2.7 igual que el vinagre, En Virginia se presentó una lluvia con pH de 2 más ácido que el Limón.

IMPACTOS DE LA PRECIPITACIÓN ÁCIDA

En primer lugar tenemos los lagos en todo el mundo los peces de los lagos y ríos están desapareciendo a una velocidad alarmante, en 1930 por ejemplo se tomaron muestras de 320 lagos encontrándose un pH entre 6 y 7.5 podemos decir normal, en 1975 se tomaron muestras de 216 lagos de esos mismos y el pH había decrecido por debajo del punto, en 1978 la federación nacional de vida silvestre publico una lista de lagos con gran cantidad de acidez e incluye 1700 lagos. En Canadá los nueve ríos más famosos de Nueva Escocia por su pesca de Salmón han perdido gran cantidad de peces por la acidificación. En las provincias de Ontario y Québec la precipitación ácida ha destruido más de 100 lagos, de los 48000 existentes. 

Las edificaciones, estructuras y maquinarias son afectadas por la lluvia ácida, En el sureste de México las ruinas arqueológicas mayas están siendo deterioradas rápidamente (Bravo et al [1] )

AFECTACIÓN EN PARQUES Y ÁREAS SILVESTRES

Los parques y las áreas silvestres son dañados por la lluvia ácida debido a los vientos que provienen de los principales centros industriales, ya que los sistemas acuosos contienen bajos contenidos de buffer en solución que ayudarían a resistir los cambios de pH. La EPA ha reportado que de un cuarto a un tercio de los lagos en los parques de Estados Unidos, tienen baja capacidad buffer lo que afecta a los peces y otras formas de vida. (Chiras [2]). Muchas de las especies mueren cuando el pH llega a niveles por debajo de 4 ó 5, la percha y la trucha son ligeramente más resistentes. Los científicos han encontrado que en ambientes ácidos las trazas de elementos tóxicos se incrementa. El aluminio, el mercurio y el plomo que se encuentran en la naturaleza formando parte de suelos y rocas son disueltos y acarreados a arroyos y lagos. El aluminio irrita las branquias de las truchas causando secreción mucosa y terminalmente muerte por asfixia. Pero no solo los peces son afectados por la precipitación ácida ya que el Dr. Erick Nilmos encontró que las aves canoras que viven cerca de los lagos ácidos ponen huevos más delgados y supone que el aluminio que provoca tal efecto se debe a la ingesta de insectos acuáticos que viven en aguas ácidas. El aluminio interfiere en la deposición normal de calcio por eso el efecto en los cascarones y es de esperarse también una fragilidad en los huesos de los seres vivos que lo absorben. Se ha observado que los patos que crecen cerca de ambientes ácidos crecen 60% mas despacio que los que viven en ambientes no ácidos. Un estudio del Dr. Harvey sobre los huevos de salamandra mostró que en pH 5 el crecimiento era anormal encontrándose una disminución en el grosor, resultando en la muerte del 60% de los embriones en comparación con la muerte de 1% que ocurre a pH 6.  Algunos insectos pueden vivir hasta pH 3.5, pero la mariposa no sobrevive a pH menor de 5.5 lo mismo pasa con el Salmón. Los plantas recién nacidas son afectadas con lluvia de pH de 4.6, El dramático y sorprendente marchitamiento de piceas y abetos en la republica Checa y Alemania Oriental además de la muerte de otros árboles en Europa Central ha preocupado a investigadores ya que aparentemente no hay daño directo al follaje pero son afectados por las enfermedades contraídas por  los insectos por este fenómeno [7 ]

Como es de esperarse, los bosques que rodean el valle de México presentan precipitación ácida según la tabla reportada por (Velazco Saldaña et al 2002), y también datos análogos reportados por el SINAICA (Sistema nacional de Información de la calidad del aire) [9], con el Sistema de Monitoreo Atmosférico de la Zona Metropolitana del Valle de México (SIMAT) que inicio sus actividades en el año de 1972.

efectos sobre la salud humana

Quizás de lo que se conoce en cuanto daños directos a la salud tanto en el ser humano como en otros seres vivos son la presencia de metales en los mantos freáticos, muchos de ellos se disuelven a pH por debajo de 5, pero se ha encontrado que algunas sales de zinc y cadmio son solubles a pH ligeramente ácidos superiores a 5.

Toxicología de los metales:

Cadmio se acumula en corteza renal causando graves lesiones, principalmente se encuentra en los fertilizantes y lixiviados por acidificación de los suelos.

Cobre: La mayoría de las tuberías transportadoras de agua están construidas de este material, la lluvia ácida corroe el exterior disolviéndolo y afectando los mantos freáticos, si el fluido interior proviene ácido disuelve el metal y es el agua de consumo directo por el ser humano, el efecto más común es diarrea infantil.

Aluminio: El aluminio forma parte de muchos minerales la lluvia ácida hace que se disuelva en el agua.  El aluminio puede provocar graves daños al cerebro y sistema óseo, la concentración elevada de este elemento puede causar demencia senil y muerte.

Plomo: Forma parte de suelos y rocas, son solubles a pH por debajo de 5.2, este provoca daños considerables en el cerebro, sobre todo en niños.

Además de la lluvia ácida, hay en México una mala costumbre de ponerle limón a la Cerveza aún estando ella en la lata o en un tarro de cerámica ellos tienen cantidades de metales como plomo y aluminio que se disuelven y afectan a la salud.

AFECTACIÓN A INFRAESTRUCTURA Y MONUMENTOS

Muchos de los monumentos pétreos son afectados por la lluvia ácida, provocando el desgaste de las piezas de validez arqueológica, las piezas hechas con piedra caliza son afectadas porque el carbonato de calcio al estar en contacto con el ácido sulfúrico es transformado en sulfato de calcio que es el yeso y el cual es fácilmente soluble en agua. Los monumentos  mayas, la fortaleza de San Juan de Ulua, los grabados en las canteras de los templos entre otros, son un buen ejemplo de materiales que han sido afectadas por la lluvia ácida [1]. La Acrópolis de Atenas y algunos monumentos de Italia y en general del mundo de invaluable valor arqueológico están siendo afectados para lo cual se les aplican recubrimientos que solucionan temporalmente el problema. La infraestructura es también afectada por la lluvia ácida, recientemente un puente colapso en los Estados Unidos por un desgaste por corrosión de sus materiales, el puente no se sobre-especifico

en la construcción para atender este tipo de problemas. Las maquinarias, engranes, automóviles etc. son continuamente corroídas por los fluidos ácidos. dicho efecto arroja pérdidas multimillonarias.

ACCIONES CONTRA LA LLUVIA ÁCIDA

El gobierno de los Estados Unidos tiene un programa para abatir la lluvia ácida que tiene a la fecha en operación 30 años a través del programa NAPAP (National Acidic Precipitation Assessment Program). Las políticas han sido usar combustibles bajos en azufre y buscar medios para disminuir las emanaciones dañinas de los automóviles, disminuyendo la cantidad de SO2 y NOx emitido a la atmósfera, de tal manera que en lugares donde en los años 80’s se tenían promedios de pH de 4, se ha incrementado a valores entre 4.2 y 4.4 como puede mostrarse en la figura 1.

En México se ha establecido el SINAICA [9] del Instituto Nacional de Ecología y en el estado de Guanajuato se están haciendo acciones para formar parte del SINAICA desde el año del 2004, a través del Instituto Estatal de Ecología [10], con una red de monitoreo ambiental que actualmente empieza a arrojar algunos frutos previos. El sistema de monitoreo de Salamanca hasta la fecha ha funcionado únicamente como indicador de contingencias, pero se espera que en el futuro sea un buen medio de control de los gases nocivos para el ambiente en este caso para atacar el problema de la lluvia ácida. El trabajo no solo es de las autoridades sino también de los ciudadanos, por ejemplo un foco prendido todo el día impacta en un mayor consumo de energía eléctrica, que es generada en la termoeléctrica y que utiliza combustoleo y que genera con la combustión SO2 y NOx. Los campesinos deben evitar la quema de esquilmos generadores de NOx. En los quemadores utilizar trampas de piedra caliza para que se atrapen los SO2, etc... Porque queremos la vida y esperamos un futuro alentador para nuestros hijos, tenemos que tomar acciones.

 

  1. Bravo A. Humberto, Sosa E. Rodolfo et al. Centro de ciencias de la atmósfera UNAM Estudios sobre la lluvia ácida en México, Taller Internacional sobre la influencia de la Calidad del aire en Zonas Arqueológicas Mayas en Mesoamérica. [1]   http://nadp.sws.uiuc.edu/sites/siteinfo.asp?net=NTN&id=IL19
  2. Chiras Daniel D. Environmental Science, Action for a sustaintable future, Edt. The Benjamín Cummings Publishing Company, ISBN 0-8053-1031-2-31031
  3. Velasco Saldaña, Segovia Estrada, Hidalgo Navarro et al  Lluvia ácida en los bosques del poniente del estado de México. XXVIII Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria, Cancún México 2002.

http://www.eng.uc.edu/mayan/presentations/RodolfoSosaEcheverria-Research.pdf

  1. http://www.ec.gc.ca/acidrain/acidwater.html
  2. http://www.ace.mmu.ac.uk/Resources/Teaching_Packs/Key_Stage_4/Acid_Rain/04.html
  3. http://www.sma.df.gob.mx/simat/pdf/folletolluvia.pdf
  4. http://www.monografias.com
  5. Rocio Ramírez, Héctor olmos, Video didáctico lluvia ácida, Universidad de Guanajuato, 1997
  6. http://sinaica.ine.gob.mx
  7. http:// ieg.guanajuato.gob.mx

 

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