Lluvia ácida, agujero de la capa de ozono y cambio climático global: causas, efectos y medidas

Lluvia ácida

Lluvia ácida: cuando el pH de la lluvia normal, de 5,6, cambia por la disolución del CO₂ atmosférico en las gotas de agua formando H₂CO₃, que después precipita con valores inferiores a 5,6, se considera lluvia ácida. Esta se debe a la oxidación del SO₂ y NO₂, formándose ácidos sulfúrico y nítrico. El dióxido de azufre es el que más contribuye a la lluvia ácida, ya que es más soluble que el dióxido de nitrógeno y su oxidación es más fácil. La reacción más frecuente de oxidación es con el ozono. La combustión de combustibles fósiles es la principal causante de la lluvia ácida, sobre todo la combustión de carbón que contiene mucha cantidad de azufre.

Estos contaminantes pueden caer:

• Deposición seca: cuando los SO₂ y NO₂ se depositan cerca de los focos emisores en la superficie terrestre al poco tiempo de ser emitidos, efectos dañinos (en forma gaseosa o aerosoles).
• Deposición húmeda: estos compuestos permanecen más tiempo en la atmósfera, sufren procesos de oxidación formándose los ácidos sulfúrico y nítrico. Estos ácidos se disuelven en agua atmosférica produciendo precipitación ácida en forma de lluvia, nieve o granizo.

Contaminación fronteriza

Estos compuestos que producen la lluvia ácida pueden ser transportados a largas distancias desde las fuentes emisoras hasta que precipitan. Dicha lluvia puede afectar a zonas y ecosistemas muy diversos, a cientos de km de los focos emisores. Un ejemplo cercano se produjo en España: el foco se encontraba en el centro de Andorra y se desplazó hasta Tarragona, donde ocurrió la lluvia.

Efectos más importantes de la lluvia ácida

• Acidificación de aguas superficiales: sobre todo estancadas, lagos y lagunas. La acidificación del agua facilita la disolución de iones metálicos tóxicos con capacidad bioacumuladora, provocando problemas en los eslabones siguientes de las cadenas tróficas.
• Acidificación de suelos: modificando el equilibrio iónico, provoca pérdida de elementos minerales necesarios para los vegetales y aumentan otros potencialmente tóxicos.
• Destrucción de la vegetación: bosques de coníferas, de forma indirecta a través de la contaminación del suelo o directamente, porque las gotas ácidas se depositan en las hojas atacando su cutícula. Las hojas se vuelven amarillentas y se caen, pudiendo provocar la muerte del vegetal.
• Ataque a diferentes materiales: degradación de materiales de construcción, corrosión de metales y degradación de estos. El mal de piedra afecta a rocas calizas de edificios, con transformación de la caliza en yeso como consecuencia del ataque del ácido sulfúrico. Los tratamientos para evitar los efectos del mal de piedra son sanear e impermeabilizar las rocas utilizando resinas sintéticas u otros productos hidrófobos.

Agujero de la capa de ozono

El ozono se crea y se destruye continuamente en la estratosfera de manera natural por efecto de la radiación ultravioleta. Se forma con el oxígeno molecular, que absorbe radiación ultravioleta originando oxígeno atómico, que reacciona con el O₂ produciendo ozono. Se destruye porque el ozono absorbe luz ultravioleta de mayor longitud de onda que el O₂, disociándose en oxígeno molecular y oxígeno atómico.

Existen sustancias como los óxidos de nitrógeno, producidos de forma natural en las tormentas, volcanes e impactos de meteoritos, y en la desnitrificación bacteriana de los suelos, que actúan sobre el O₃ y el O dando O₂, favoreciendo la disminución de la cantidad de ozono. Ambos procesos de formación y destrucción de ozono se mantenían en equilibrio hasta hace unas décadas.

Entre los años 1977 y 1984 se detectó que la cantidad de ozono existente durante la primavera en la Antártida había bajado un 40%. A este fenómeno le denominaron agujero de la capa de ozono. Se debió al aumento de las sustancias que de forma natural disminuyen el ozono, y también a la aparición de sustancias nuevas que destruyen el ozono (CFCs, formados a partir de gases halogenados), el aumento de los óxidos de nitrógeno por el uso de combustibles fósiles y el N₂O por el uso de fertilizantes nitrogenados en la agricultura.

Los hidrocarburos halogenados son culpables de la destrucción de la capa de ozono de la estratosfera. Pero cuando fueron sintetizados se vio que tenían una propiedad perfecta desde el punto de vista ambiental: eran inertes en la troposfera y no formaban compuestos peligrosos para los seres vivos. La falta de actividad en la troposfera les permitió llegar a la estratosfera, donde la radiación ultravioleta los descompone liberando átomos de Cl que actúan como catalizadores en reacciones de transformación de ozono en oxígeno molecular. Después de destruir el ozono, el cloro queda libre para seguir destruyendo más ozono; cada átomo de cloro puede permanecer en la estratosfera 100 años y puede catalizar la destrucción de unas 100.000 moléculas de ozono antes de reaccionar con los óxidos de nitrógeno, que pueden capturar el cloro e inmovilizarlo. Al reaccionar los óxidos de nitrógeno con el cloro producen nitrato de cloro y hacen desaparecer el cloro de la estratosfera.

Si la pérdida de ozono se produce sobre los polos es porque a temperaturas muy bajas se inactivan los óxidos de nitrógeno al actuar como núcleos de condensación del agua.

Los CFCs se sintetizaron y produjeron masivamente hace pocas décadas para ser utilizados como refrigerantes, propelentes, formación de espumas y lucha contra incendios. Los CFCs, además de la destrucción del ozono en la estratosfera, producen un incremento del efecto invernadero en la troposfera.

Los efectos de la pérdida de la capa de ozono estratosférica son potencialmente graves para la biosfera, ya que la radiación ultravioleta es un potente agente mutagénico: el ADN absorbe esta radiación, modificándose su estructura. Las principales afecciones y enfermedades son el cáncer de piel, cataratas y debilitamiento del sistema inmunológico. En los ecosistemas marinos afecta principalmente a aquellos organismos que están en la base de las cadenas tróficas (bacterias, larvas), afectando al resto de los eslabones tróficos. En plantas, el incremento de los rayos ultravioleta provoca reducción del tamaño de las hojas, menor crecimiento y peor calidad de las semillas.

Aumento del efecto invernadero

Algunos gases presentes en la atmósfera (CO₂, metano, CFCs, vapor de agua, ozono, óxidos de nitrógeno) permiten el paso de la radiación solar de onda corta (visible y ultravioleta), pero retrasan la salida de la radiación de onda larga (infrarroja, calor) emitida por la superficie terrestre, al retener y devolver parte de ese calor de nuevo a la superficie. Así aumenta la temperatura, y eso es lo que produce el efecto invernadero. Es un proceso natural (no es malo, solo lo es su aumento): ha hecho posible el desarrollo de la vida en nuestro planeta y provoca que la temperatura media de la Tierra sea de 15 ºC y que las diferencias de temperatura entre el día y la noche sean menos acusadas. En ausencia de tales gases, la temperatura media de la superficie terrestre sería de unos -18 ºC.

Lo que está sucediendo es un calentamiento global del planeta por el aumento de la concentración de gases de efecto invernadero, principalmente CO₂, debido a actividades humanas. En los últimos 100 años la temperatura ha aumentado más de 0,5 ºC. Entre otras actividades humanas destaca la actividad industrial, especialmente la utilización de energía procedente de la quema de combustibles fósiles. En los últimos miles de años la concentración de CO₂ atmosférico se mantuvo alrededor de 280 ppm, pero a partir de la Revolución Industrial, con la quema de combustibles fósiles, empezó el ascenso hasta 366,7 ppm.

El CO₂ atmosférico es el principal responsable de este calentamiento, pero no el único: existen otros gases de invernadero mucho más potentes, aunque su incidencia en el calentamiento global no sea tanta por su menor concentración en la atmósfera (metano, ozono troposférico, óxido nitroso, CFCs). EE. UU. es responsable del 24,5% de las emisiones mundiales de gases de invernadero.

Efectos previsibles

Elevación de temperaturas, variaciones de las precipitaciones y distribución de climas, extinción de especies, devastación de bosques, disminución de la producción agrícola, aumento de incendios, subida del nivel del mar... Como consecuencia, se elevaría la tensión internacional por la disputa de los recursos de agua y alimentos, proliferación de refugiados... Si seguimos con el mismo nivel de emisiones de gases de efecto invernadero, la temperatura aumentaría 0,3 ºC y el nivel del mar subiría entre 3 y 10 cm cada 10 años. Es muy difícil prever el aumento de los gases y de la temperatura global, porque no sabemos lo que sucedería al combinar todas las posibles retroalimentaciones negativas y positivas que podrían disminuir o potenciar el suceso.

Se puede decir que se ha producido un incremento real pero irregular de la temperatura en la superficie de la Tierra, y un retroceso irregular de la mayoría de los glaciares de montaña en el mismo periodo. La precipitación ha cambiado mucho en el África subsahariana, y en amplias zonas del planeta se han observado variaciones en la precipitación y nubosidad media.

Medidas

Corregir o estabilizar el proceso con acuerdos internacionales para disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero, frenar la deforestación y la desertización, evitar la contaminación marina, acercar industrias con tecnologías menos contaminantes, utilizar gases en vez de carbón, y realizar repoblación forestal.

Acuerdos internacionales

En 1997 se aprobó el Protocolo de Kioto, que recogía compromisos concretos de 38 países industrializados para reducir las emisiones de 6 gases de efecto invernadero. El acuerdo se firmó por más de 80 países, pero no entraría en vigor hasta que se ratificara. EE. UU. se negó a ratificarlo.

Cambio climático global

Cambio atribuido directa o indirectamente a las actividades humanas que alteran la composición global de la atmósfera y que se añade a la variabilidad climática natural observada en periodos comparables de tiempo. Las causas pueden ser el aumento de la temperatura global, que se debe considerar en el sistema climático bajo una visión holística. La principal causa es el aumento de las concentraciones de gases de invernadero (CO₂, metano, óxidos nitrosos, clorofluorocarbonos). Estos gases están atrapando una porción creciente de la radiación infrarroja terrestre y se espera que hagan aumentar la temperatura del planeta.

Los efectos que produce son de un proceso planetario, pero sus efectos son regionales y locales: ascenso del nivel del mar, disminución del albedo por aumento de la temperatura, reducción de glaciares, aumento de icebergs, deshielo del océano Ártico, desplazamiento de zonas climáticas hacia los polos, cambios en la distribución de plantas y animales, extinción de especies, aumento generalizado de las temperaturas de la troposfera entre 1,4 y 5,8 ºC en los próximos 100 años, cambios en la distribución de las precipitaciones y reducción de la calidad de las aguas.