La Atmósfera II
Autores: Carmen Orozco Barrenetxea y Antonio Pérez Serrano
Deterioro de la Capa de Ozono
Causas y Efectos
La estratosfera tiene un contenido en ozono que oscila entre un mínimo de ~25 ppb y un máximo de ~190 ppb (partes por billón = cc/m3) a causa del equilibrio alcanzado entre los procesos de formación – destrucción de esta especie por acción de la radiación UV que llega a la misma.
Es un hecho constatado la disminución paulatina de estas concentraciones de ozono estratosféricas, hecho que es particularmente notable durante los meses de septiembre y octubre en las zonas polares, aunque también sobre otras regiones del mundo se viene observando el mismo problema.
¿Cuáles son las causas de esta disminución de ozono en la estratosfera?
Las investigaciones realizadas han conducido a establecer que son principalmente los clorofluorocarbonos [CFC´s], y, en menor medida, los óxidos de nitrógeno emitidos directamente en la estratosfera los causantes de este grave problema.
Debido a su gran estabilidad, los CFC´s son capaces de difundirse hasta la estratosfera donde, al verse sometidos a radiaciones más energéticas, liberan un átomo de cloro que es el que actúa como catalizador de la reacción de destrucción de ozono. De hecho, se estima que un solo átomo de cloro es capaz de destruir del orden de 100,000 moléculas de ozono. El porqué la tasa máxima de destrucción del ozono se observa en la Antártida durante la primavera austral se explica por el mecanismo a través del cual transcurre esta reacción. En la actualidad, aunque las emisiones de CFC´s han disminuído notablemente y experimentarán una reducción aún mayor en los próximos años por los acuerdos internacionales que acerca de ellos se han firmado, no podemos olvidar que existen ya en la atmósfera cantidades importantes de estos compuestos y que permanecerán en ella durante muchos años, por lo que el problema del deterioro de la capa de ozono continuará todavía en los próximos años.
¿Qué consecuencias podría tener la destrucción del ozono estratosférico?
Si la concentración de ozono en la estratosfera disminuye, llegarán hasta la superficie de nuestro planeta más radiaciones de la zona del UV. Estas radiaciones tienen un alto contenido energético, y por tanto una alta capacidad de destruir enlaces químicos, lo que en la práctica se traduce en una alteración de los compuestos, tanto de los que forman parte de los seres vivos como de materiales (especialmente los poliméricos). En resumen, se producirán alteraciones de todo tipo, biológicas, genéticas, de materiales.
Lluvia ácida: causas y efectos
Como consecuencia del arrastre de diversas sustancias, componentes naturales del aire, partículas sólidas, y debido fundamentalmente a la disolución del dióxido de carbono en el agua de lluvia, ésta tiene una ligera acidez que oscila entre valores de 5.5 – 5.7 unidades de pH.
Se ha medido el grado de acidez del agua de lluvia en zonas donde existía una elevada concentración de ciertos contaminantes y se ha visto que su pH es mucho más bajo de lo normal, de hecho algunas lluvias llegan a tener pH del orden de 4.2 – 4.3, lo que indica un grado de acidez muy alto, esto es lo que conocemos con el nombre de “lluvia ácida“, denominación con la que se designa cualquier agua de lluvia de pH inferior al natural de 5.5.
¿Cuáles son las causas del incremento de acidez del agua de lluvia?
Son fáciles de resumir: el modo de vida que hemos desarrollado ha incrementado la emisión a la atmósfera de determinados gases que son capaces de experimentar una serie de reacciones químicas que los transforman en ácidos al disolverse en el agua de lluvia.
¿Cuáles son estos gases y qué actividades originan su emisión?
Principalmente son dos: el dióxido de azufre (SO2, se estima que contribuye en un 60 – 70%) y los óxidos de nitrógeno (NOx, contribuyen en torno al 30%); el porcentaje restante, en torno a un 6%, sería responsabilidad de otras especies químicas.
¿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.
¿Qué daños origina la lluvia ácida?
La lluvia ácida causa multitud de efectos nocivos tanto sobre los ecosistemas como sobre los materiales. Intentemos sintetizarlos:
- Aumenta la acidez de las aguas de ríos y lagos, lo que se traduce en importantes daños en la vida acuática, tanto piscícola como vegetal.
- Aumenta la acidez de los suelos, lo que se traduce en cambios en la composición de los mismos, produciéndose la lixiviación de nutrientes importantes para las plantas, tales como el calcio, y movilizándose metales tóxicos, tales como el cadmio, níquel, manganeso, plomo, mercurio, que de esta forma se introducen también en las corrientes de agua.
- La vegetación expuesta directamente a la lluvia ácida sufre no sólo las consecuencias del deterioro del suelo, sino también un daño directo que puede llegar a ocasionar incluso la muerte de muchas especies.
- El patrimonio construído con piedra caliza experimenta también muchos daños, pues la piedra sufre la siguiente reacción química, proceso conocido como mal de la piedra: CaCO3 (piedra caliza) + H2SO4 (lluvia ácida) —-> CaSO4 (yeso) + CO2 + H2O es decir, se transforma en yeso, y éste es disuelto por el agua con mucha mayor facilidad y además, al tener un volumen mayor, actúa como una cuña provocando el desmoronamiento de la piedra.
- Los materiales metálicos se corroen a mucha mayor velocidad.
Composición Química del aire
| Gases | % en Vol. | Tiempo de Permanencia |
|---|---|---|
| Permanentes | ||
| Nitrógeno (N2) | 78.08 | 10,000,000 años |
| Oxígeno (O2) | 20.95 | 5 x 10,000 años |
| Argón (Ar) | 0.93 | -/- |
| Helio (He) | 0.00052 | 100,000,000 años |
| Neón (Ne) | 0.00018 | -/- |
| Krypton (Kr) | 0.0001 | -/- |
| Xenon (Xe) | 0.000008 | -/- |
| Variables | ||
| Dióxido de Carbono (CO2) | 0.03 | 15 años |
| Metano (CH4) | 0.00015 | 5 años |
| Hidrógeno (H2) | 0.00005 | 7 años |
| Monóxido Dinitrógeno (N2O) | 0.00002 | 8 años |
| Ozono (O3) | 0.000002 | 2 años |
| Muy Variables | ||
| Agua (H2O) | entre 0.01 y 5 | 10 días |
| Monóxido de Carbono (CO) | 0.00001 | ½ año |
| Amoníaco (NH3) | 0.0000006 | 7 días |
| Dióxido de Nitrógeno (NO2) | 0.0000001 | 6 días |
| Dióxido de Azufre (SO2) | 0.00000002 | 3 días |
| Sulfuro de Hidrógeno (H2S) | 0.00000002 | 2 días |
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