Químicamente el agua destilada (neutra) tiene un PH 7. El PH de una sustancia puede variar (logaritmicamente) entre 0 y 14. Sustancias con PH <> 7) se llaman alcalinas. Como el PH se gradúa en escala logarítmica, un valor de PH 4 es 10 veces más ácido que uno de PH 5 y 100 veces (10×10) más ácido que otro de PH 6. En la tabla 3 se da el valor del PH de algunas sustancias conocidas.
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Jugo de Limon |
Vinagre |
Jugo de Naranja |
Agua Comun |
Leche |
Agua Pura |
Leche Magnesia |
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2,4 |
3 |
3,5 |
5,5 |
6,5 |
7 |
10,6 |
Tabla 3 PH de sustancias comunes.
Como el agua de lluvia está en equilibrio con el CO2 atmosférico, normalmente tiene un PH aproximadamente igual a 5,5, que se considera como agua no contaminada (algunos estudios en lugares remotos dan un PH ∼ 5). En la actualidad en muchos lugares de grandes centros urbanos, por efecto de la contaminación del aire, la precipitación tiene un PH menor, por lo que se llama lluvia (o nieve) ácida. La lluvia ácida se produce cuando los óxidos ácidos emitidos como gases contaminantes en la atmósfera, reaccionan con el agua formando ácidos, en la forma en la que se describe en la figura 10.
El principal gas responsable de la lluvia ácida es el dióxido de azufre, SO2, y en menor grado los óxidos de nitrógeno, NOx, de las emisiones de los vehículos. Hay varias fuentes de emisión de SO2 a la atmósfera, una fuente natural son las erupciones volcánicas. Los residuos industriales desechados a través de las chimeneas, son una importante fuente de emisión de SO2 y NOx causantes de la lluvia ácida. También muchos metales, procesados en actividades mineras, están combinados en forma natural con azufre; para extraer el metal a usar, con frecuencia es necesario fundir los minerales, es decir calentar el sulfuro metálico en aire para formar el óxido de metal y SO2, por lo que las fundiciones son fuente importante de emisión de SO2. La quema de combustibles fósiles, las plantas generadoras de electricidad y los hogares también son importantes fuentes de emisión de SO2 a la atmósfera. En total cada año se liberan a la atmósfera del orden de 60 millones de toneladas de SO2. Una manera de reducir los efectos de la contaminación con SO2 es purificar los gases antes de liberarlos a la atmósfera, con diversos procedimientos químicos.
Figura 10 Reacciones químicas que producen la lluvia ácida.
Figura 12.11 Reacciones químicas de la lluvia ácida en el suelo.
Efectos de la lluvia ácida
La lluvia ácida se puede producir cerca de los lugares de emisión del contaminante, si el evento de precipitación se desata en momentos cercanos al de la emisión. Pero si no llueve, los contaminantes que pueden permanecer en la atmósfera por varios días, son transportados por la circulación de la atmósfera a grandes distancias, contaminando por lo tanto en lugares muy alejados de su fuente de origen, es decir lugares que no producen el problema, lo reciben. La lluvia ácida produce pérdidas anuales por cientos de millones de dólares en daños. Químicamente el SO2 reacciona con el agua de lluvia para formar H+ y HSO- 3 y reacciones donde surge también ácido sulfúrico, H2SO4, que al actuar con la piedra caliza y mármol (CaCO3) se corroen. En la figura 12.12 se observa una fotografía de una estatua en Alemania, a la izquierda tomada en 1920 y a la derecha tomada 60 años después, donde se aprecia la corrosión producida por la lluvia ácida. Entre los daños se cuentan los siguientes:
Figura 12 Daño producido por la lluvia ácida en monumentos.
• Daño en las construcciones y estatuas en todo el mundo, por efecto de la corrosión del material por la acidez del agua de lluvia. • En la salud de las personas, la exposición prolongada a los aerosoles ácidos puede producir daños en las vías respiratorias y en los pulmones. En algunos lugares se ha vinculado también con el aumento de casos de bronquitis en los niños. • Acidificación de las aguas de los lagos, que daña seres vivos que los habitan. En algunos casos los peces ya se han extinguido, y en otros va a ocurrir eso. Esto a su vez rompe otros eslabones ecológicos que aumentan el daño, alterándose el equilibrio ecológico en grandes áreas en el entorno. • También hay efectos negativos en los campos agrícolas, donde se reducen las cosechas, y en la productividad de los bosques, donde se dañan el follaje y las raíces de los árboles.
