Glosario de química
Lluvia ácida
La lluvia ácida es una precipitación con un pH inferior a 5.6, provocada por la contaminación atmosférica.
Definición de lluvia ácida
La lluvia ácida es precipitación atmosférica con pH inferior a 5,6, causada principalmente por la presencia de óxidos de azufre (SO₂, SO₃) y de nitrógeno (NOₓ) emitidos por actividades humanas. Cuando estos óxidos se disuelven en el agua atmosférica forman ácidos:
- SO₂ + H₂O → H₂SO₃ (ácido sulfuroso, luego oxidado a H₂SO₄).
- 2 NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂ (ácido nítrico y nitroso).
El término incluye lluvia, nieve, granizo, niebla y deposición seca (partículas ácidas). El pH típico de la lluvia ácida industrial es 4,0–4,5, aunque se han medido valores extremos de pH 2-3 en zonas muy contaminadas (como ácido de batería).
Por qué la lluvia «normal» ya es ligeramente ácida
Incluso sin contaminación, la lluvia tiene pH ~5,6 debido al CO₂ atmosférico:
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻
Por eso se considera «lluvia ácida» solo cuando el pH baja de 5,6, lo que requiere acidez adicional procedente de SO₂ y NOₓ.
Fuentes de SO₂ y NOₓ
Antropogénicas
- Centrales térmicas de carbón y petróleo: la combustión de combustibles fósiles libera SO₂ (del azufre en el combustible) y NOₓ (formados por reacción N₂ + O₂ a alta T).
- Industria: fundiciones de cobre, plomo y zinc (tostación de sulfuros), siderurgia, refinerías.
- Transporte: motores diésel y de gasolina producen NOₓ. La aviación también contribuye.
- Calefacciones domésticas con gasóleo o carbón.
Naturales
- Volcanes: emiten SO₂ en grandes cantidades durante erupciones.
- Rayos: oxidan N₂ atmosférico produciendo NOₓ.
- Procesos biológicos: descomposición de materia orgánica, emisiones de plancton marino.
Las fuentes naturales son una fracción menor en zonas industriales.
Efectos de la lluvia ácida
Sobre los ecosistemas acuáticos
Lagos y ríos acidificados pierden biodiversidad: muchas especies de peces, anfibios e invertebrados no soportan pH < 5. Casos famosos: lagos de Suecia y Noruega en los años 1970-80 quedaron «muertos» por la acidificación.
El aluminio de los suelos se moviliza a las aguas (en forma de Al³⁺ tóxico) cuando el pH baja, agravando los daños.
Sobre los bosques
- Acidificación del suelo: los nutrientes (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺) son arrastrados.
- Daño directo a las hojas y agujas.
- Mayor susceptibilidad a plagas y a estrés hídrico.
En los años 1980, los bosques de coníferas alemanes (la Waldsterben) sufrieron mortandad masiva por lluvia ácida.
Sobre los edificios y monumentos
La lluvia ácida ataca:
- Carbonatos: mármol, caliza. CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O + CO₂. Por eso muchos monumentos antiguos (Acrópolis, catedrales europeas) están dañados.
- Metales: corrosión acelerada del hierro y bronce.
- Pinturas: deterioro de barnices y pigmentos.
Sobre la salud humana
- Inhalación directa de SO₂ y NOₓ: irritación respiratoria, asma, bronquitis.
- Partículas finas (PM2,5): se forman a partir de SO₂ y NOₓ; causan enfermedades cardiovasculares y respiratorias.
- Contaminación del agua potable.
Cómo se reduce la lluvia ácida
Tecnología
- Desulfuración de gases de escape (FGD): lavado de SO₂ con cal o caliza para producir yeso (Ca(OH)₂ + SO₂ → CaSO₃ + H₂O).
- Catalizadores de tres vías en coches: convierten NOₓ a N₂ y O₂ inocuos.
- Combustibles bajos en azufre: gasoil con <10 ppm de S obligatorio en la UE.
- Quemadores de baja emisión de NOₓ en calderas industriales.
Legislación
- Protocolo de Helsinki (1985) y Oslo (1994): redujeron emisiones de SO₂ en Europa.
- Clean Air Act de EE.UU. (1990): mercado de derechos de emisión de SO₂.
- Directivas europeas: límites estrictos de SO₂ y NOₓ en grandes instalaciones de combustión.
Gracias a estas medidas, en Europa y América del Norte las emisiones de SO₂ se han reducido más de un 70 % desde 1980, y la lluvia ácida está prácticamente controlada. China e India son los focos actuales.
Indicadores y medición
- pH-metro: medida directa del pH de la lluvia recogida.
- Iones medidos: SO₄²⁻, NO₃⁻, H⁺, Ca²⁺ (responsable de neutralización).
- Redes de monitorización: EMEP en Europa, NADP en EE.UU.
Errores frecuentes
- Pensar que la lluvia normal tiene pH 7: el CO₂ atmosférico ya la acidifica a ~5,6. Solo se considera ácida por debajo de eso.
- Confundir lluvia ácida con efecto invernadero: son problemas distintos. La lluvia ácida es local-regional, por SO₂ y NOₓ. El efecto invernadero es global, por CO₂, CH₄, N₂O.
- Olvidar las fuentes naturales: volcanes, rayos y procesos biológicos contribuyen, aunque hoy las antropogénicas dominan.
- Asumir que la lluvia ácida está solucionada: en Europa y EE.UU. sí, pero China, India y otras regiones en desarrollo siguen sufriéndola seriamente.
Curiosidad: el «pluvioso» y el «ácido»
El término «lluvia ácida» fue acuñado por el químico inglés Robert Angus Smith en 1872, tras estudiar el aire de Manchester (entonces capital de la revolución industrial). Su libro «Air and Rain: The Beginnings of a Chemical Climatology» es considerado el primer tratado científico sobre contaminación atmosférica.
Pero el problema no recibió atención generalizada hasta los años 1970, cuando los daños en bosques escandinavos llegaron a las portadas mundiales.