Lluvia Ácida
TRABAJO PRÁCTICO N° 3:
Planificar una clase sobre la lluvia ácida. Plantear posibles causas. Contaminantes. Formas en la que aparece en la atmósfera. Fuentes naturales y de origen antropogénico. Consecuencias. Desarrollar actividades.
La siguiente planificación está dirigida a alumnos de cuarto año del Ciclo Superior Orientado, para llevarla a cabo en 80 minutos.
FUNDAMENTACIÓN
Uno de los problemas ambientales más graves que, en la actualidad, afecta a muchas regiones del mundo, es la lluvia ácida. Este término genérico cubre una variedad de fenómenos que incluyen también a la niebla y a la nieve ácida, y que corresponde a la precipitación (deposición húmeda) atmosférica de ácido.
La lluvia ácida fue descubierta por Agnus Smith en Gran Bretaña a mediados de la década de los 1880. Este fenómeno se refiere a la precipitación que es significativamente más ácida que la lluvia “natural” (es decir, no contaminada), la cual a su vez es algo más ácida, debido a la presencia en ella de dióxido de carbono atmosférico, el cual forma ácida carbónico:
CO2 + H2O -------> H2CO3 (ac)
El ácido carbónico se ioniza parcialmente para liberar un ión hidrógeno, produciéndose entonces la reducción en el pH:
H2CO3 (ac) -------> H+ + HCO3-
La acidez de las precipitaciones está determinada por la concentración de iones de hidrógeno presentes en el agua; se expresa en términos de valor del pH, según una escala de O a 14, donde el valor 7 indica solución neutra (el agua destilada, por ejemplo), los valores inferiores, soluciones ácidas (manzanas, vinagre, jugo de limón), y los superiores, soluciones básicas (hidróxido de sodio, cal, amoniaco).
Debido a esta fuente de acidez el pH de la lluvia “natural”, no contaminada, es alrededor de 5,6. Solo la lluvia que sea apreciablemente más ácida que ésta, es decir, que tenga un pH menor a 5, es considerada realmente como lluvia “ácida”, ya que a causa de las cantidades traza naturales de ácidos fuertes, el nivel de acidez de la lluvia en el aire limpio es poco mayor que el debido sólo al dióxido de carbono.
Los ácidos fuertes, como HCl emitido por erupciones volcánicas, pueden originar, temporalmente lluvia ácida “natural” en regiones tales como Alaska y Nueva Zelanda.
Los dos ácidos predominantes en una lluvia ácida son el ácido sulfúrico (H2SO4) y el ácido nítrico (HNO3). En general la precipitación se produce lejos de la fuente de los contaminantes primarios, a saber, dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx). Estos ácidos se producen durante el transporte de las masas de aire que contienen los contaminantes primarios. Así, la lluvia ácida es un problema ecológico que no respeta fronteras estatales o nacionales, debido al transporte de largo alcance al que están sometidos los contaminantes atmosféricos. Por esta razón, la contaminación es arrastrada por los vientos dominantes, desde las zonas industriales hasta montañas, lagos y bosques. Por ejemplo, casi toda la lluvia ácida que precipita en Noruega, Suecia y Holanda, se origina de la emisión de óxidos de azufre y nitrógeno procedentes de otros países de Europa.
Cuando cualquier tipo de combustible se quema, origina diferentes productos químicos que se liberan al aire. El humo de las fábricas, el que proviene de un incendio o el que genera un automóvil, no sólo contiene partículas de color gris (visibles), sino que además poseen una gran cantidad de gases invisibles sumamente perjudiciales para el medio ambiente, entre ellos se emiten los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre antes mencionados, que posteriormente se transformaran en ácido sulfúrico y ácido nítrico. Estos ácidos se depositan en las nubes, dando origen a la lluvia ácida.
En general las precipitaciones se han vuelto más ácidas con el paso del tiempo. El aumento de este fenómeno se debe al incremento en las actividades de las sociedades humanas. El valor más bajo de pH que se ha registrado es de 2,4. El mismo se obtuvo al medir el agua de la lluvia de Escocia, en 1974.
Consecuencias
Este fenómeno tiene consecuencias negativas sobre el medio ambiente, la extensión con la que afecta a la vida en un área concreta, depende mucho de la composición del suelo y de la roca subterránea en esta zona. Las áreas más afectadas son aquellas cuyo lecho rocoso contiene granito o cuarzo, ya que el suelo presenta poca capacidad para neutralizar el ácido. Así las zonas más susceptibles se encuentran en Canadá y Escandinavia. Contrariamente a esto, si el lecho está formado por rocas compuestas de carbonato de Calcio, se producirá una neutralización, entre este compuesto antes mencionado y el ácido de la lluvia. De esta manera se contrarrestan los efectos adversos de la lluvia ácida.
Con respecto al medio urbano puede producir la corrosión de edificios, degradación de las piedras de las catedrales y otros monumentos históricos.
Otro efecto generado por la acidez de la lluvia que precipita y drena, está relacionado con la fuerte acidificación de los lagos, especialmente de Canadá y Suecia. En Estados Unidos, Gran Bretaña, y Finlandia, el número de lagos afectados es menor. Generalmente los lagos tienen un pH casi neutro, debido a que minerales como el calcio, liberados en sus aguas a través del suelo, neutralizan la lluvia natural.
Además, este fenómeno afecta particularmente a la vegetación: bastan 0,01-0,02 ppm de ácido (que corresponden a 10-20 mm./m3 en la atmósfera) para matar los líquenes; por su parte, las coníferas no sobreviven a concentraciones mayores de 0,07-0,08 ppm.
En los últimos años, se ha hecho evidente como afecta gravemente la contaminación del aire a los árboles. El decaimiento de los bosques, principalmente en elevadas altitudes se observó a gran escala. Aparentemente la acidez de la lluvia que precipita sobre los bosques, y el ozono sobreabundante en la troposfera (en esta capa de la atmosfera es considerado un contaminante), en conjunto con otros agentes contaminantes del aire, generan en la vegetación un significativo estado de estrés. Estas tensiones no matan por si solas a los árboles, pero cuando se combinan con una sequía, temperaturas extremas, enfermedades o ataques de insectos, los hacen más vulnerables.
Los bosques a altitudes elevadas, están muy afectados por la precipitación ácida, posiblemente a causa de que están expuestos a las nubes más bajas, lugar donde la acidez está más concentrada. Las nieblas y neblinas son más ácidas que el agua de precipitación, ya que hay mucho menos agua total para diluir el ácido.
Algunas soluciones
Los científicos han encontrado diversas maneras de reducir el volumen de dióxido de azufre proveniente de las centrales eléctricas que queman carbón. Una opción consiste en usar carbón que contenga menos azufre. Otra posibilidad es la de “lavar” el carbón para quitarle parte del azufre. La central eléctrica también puede instalar equipos llamados torres de lavado de gases, los cuales eliminan el dióxido de azufre de los gases que salen por la chimenea. Debido a que los óxidos de nitrógeno son creados durante el proceso de combustión de carbón y otros combustibles fósiles, algunas centrales eléctricas están cambiando la manera en que queman el carbón.
Una excelente manera de disminuir la lluvia ácida es generar energía eléctrica sin usar combustibles fósiles. En su lugar, la gente puede utilizar fuentes de energía renovable, tales como la energía solar y la energía eólica. Dichas fuentes de energía renovable pueden ayudar a reducir la lluvia ácida porque producen menos contaminación.
Los automóviles y los camiones son fuentes importantes de los contaminantes que producen lluvia ácida. A pesar de que un automóvil por sí solo no produce mucha contaminación, son todos los vehículos que transitan por las calles, en su conjunto, los que crean un gran volumen de contaminación. Se requiere, por lo tanto, que los fabricantes de automóviles reduzcan el nivel de óxidos de nitrógeno y otros contaminantes que emiten los vehículos nuevos. Un tipo de tecnología usado en los automóviles es la del convertidor catalítico. Ésta se ha venido usando durante los últimos veinte años para reducir el volumen de óxidos de nitrógeno que emiten los automóviles. Algunos automóviles nuevos pueden también usar combustibles más limpios, tales como el gas natural.
Uno de los problemas ambientales más graves que, en la actualidad, afecta a muchas regiones del mundo, es la lluvia ácida. Este término genérico cubre una variedad de fenómenos que incluyen también a la niebla y a la nieve ácida, y que corresponde a la precipitación (deposición húmeda) atmosférica de ácido.
La lluvia ácida fue descubierta por Agnus Smith en Gran Bretaña a mediados de la década de los 1880. Este fenómeno se refiere a la precipitación que es significativamente más ácida que la lluvia “natural” (es decir, no contaminada), la cual a su vez es algo más ácida, debido a la presencia en ella de dióxido de carbono atmosférico, el cual forma ácida carbónico:
CO2 + H2O -------> H2CO3 (ac)
El ácido carbónico se ioniza parcialmente para liberar un ión hidrógeno, produciéndose entonces la reducción en el pH:
H2CO3 (ac) -------> H+ + HCO3-
La acidez de las precipitaciones está determinada por la concentración de iones de hidrógeno presentes en el agua; se expresa en términos de valor del pH, según una escala de O a 14, donde el valor 7 indica solución neutra (el agua destilada, por ejemplo), los valores inferiores, soluciones ácidas (manzanas, vinagre, jugo de limón), y los superiores, soluciones básicas (hidróxido de sodio, cal, amoniaco).
Debido a esta fuente de acidez el pH de la lluvia “natural”, no contaminada, es alrededor de 5,6. Solo la lluvia que sea apreciablemente más ácida que ésta, es decir, que tenga un pH menor a 5, es considerada realmente como lluvia “ácida”, ya que a causa de las cantidades traza naturales de ácidos fuertes, el nivel de acidez de la lluvia en el aire limpio es poco mayor que el debido sólo al dióxido de carbono.
Los ácidos fuertes, como HCl emitido por erupciones volcánicas, pueden originar, temporalmente lluvia ácida “natural” en regiones tales como Alaska y Nueva Zelanda.
Los dos ácidos predominantes en una lluvia ácida son el ácido sulfúrico (H2SO4) y el ácido nítrico (HNO3). En general la precipitación se produce lejos de la fuente de los contaminantes primarios, a saber, dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx). Estos ácidos se producen durante el transporte de las masas de aire que contienen los contaminantes primarios. Así, la lluvia ácida es un problema ecológico que no respeta fronteras estatales o nacionales, debido al transporte de largo alcance al que están sometidos los contaminantes atmosféricos. Por esta razón, la contaminación es arrastrada por los vientos dominantes, desde las zonas industriales hasta montañas, lagos y bosques. Por ejemplo, casi toda la lluvia ácida que precipita en Noruega, Suecia y Holanda, se origina de la emisión de óxidos de azufre y nitrógeno procedentes de otros países de Europa.
Cuando cualquier tipo de combustible se quema, origina diferentes productos químicos que se liberan al aire. El humo de las fábricas, el que proviene de un incendio o el que genera un automóvil, no sólo contiene partículas de color gris (visibles), sino que además poseen una gran cantidad de gases invisibles sumamente perjudiciales para el medio ambiente, entre ellos se emiten los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre antes mencionados, que posteriormente se transformaran en ácido sulfúrico y ácido nítrico. Estos ácidos se depositan en las nubes, dando origen a la lluvia ácida.
En general las precipitaciones se han vuelto más ácidas con el paso del tiempo. El aumento de este fenómeno se debe al incremento en las actividades de las sociedades humanas. El valor más bajo de pH que se ha registrado es de 2,4. El mismo se obtuvo al medir el agua de la lluvia de Escocia, en 1974.
Consecuencias
Este fenómeno tiene consecuencias negativas sobre el medio ambiente, la extensión con la que afecta a la vida en un área concreta, depende mucho de la composición del suelo y de la roca subterránea en esta zona. Las áreas más afectadas son aquellas cuyo lecho rocoso contiene granito o cuarzo, ya que el suelo presenta poca capacidad para neutralizar el ácido. Así las zonas más susceptibles se encuentran en Canadá y Escandinavia. Contrariamente a esto, si el lecho está formado por rocas compuestas de carbonato de Calcio, se producirá una neutralización, entre este compuesto antes mencionado y el ácido de la lluvia. De esta manera se contrarrestan los efectos adversos de la lluvia ácida.
Con respecto al medio urbano puede producir la corrosión de edificios, degradación de las piedras de las catedrales y otros monumentos históricos.
Otro efecto generado por la acidez de la lluvia que precipita y drena, está relacionado con la fuerte acidificación de los lagos, especialmente de Canadá y Suecia. En Estados Unidos, Gran Bretaña, y Finlandia, el número de lagos afectados es menor. Generalmente los lagos tienen un pH casi neutro, debido a que minerales como el calcio, liberados en sus aguas a través del suelo, neutralizan la lluvia natural.
Además, este fenómeno afecta particularmente a la vegetación: bastan 0,01-0,02 ppm de ácido (que corresponden a 10-20 mm./m3 en la atmósfera) para matar los líquenes; por su parte, las coníferas no sobreviven a concentraciones mayores de 0,07-0,08 ppm.
En los últimos años, se ha hecho evidente como afecta gravemente la contaminación del aire a los árboles. El decaimiento de los bosques, principalmente en elevadas altitudes se observó a gran escala. Aparentemente la acidez de la lluvia que precipita sobre los bosques, y el ozono sobreabundante en la troposfera (en esta capa de la atmosfera es considerado un contaminante), en conjunto con otros agentes contaminantes del aire, generan en la vegetación un significativo estado de estrés. Estas tensiones no matan por si solas a los árboles, pero cuando se combinan con una sequía, temperaturas extremas, enfermedades o ataques de insectos, los hacen más vulnerables.
Los bosques a altitudes elevadas, están muy afectados por la precipitación ácida, posiblemente a causa de que están expuestos a las nubes más bajas, lugar donde la acidez está más concentrada. Las nieblas y neblinas son más ácidas que el agua de precipitación, ya que hay mucho menos agua total para diluir el ácido.
Algunas soluciones
Los científicos han encontrado diversas maneras de reducir el volumen de dióxido de azufre proveniente de las centrales eléctricas que queman carbón. Una opción consiste en usar carbón que contenga menos azufre. Otra posibilidad es la de “lavar” el carbón para quitarle parte del azufre. La central eléctrica también puede instalar equipos llamados torres de lavado de gases, los cuales eliminan el dióxido de azufre de los gases que salen por la chimenea. Debido a que los óxidos de nitrógeno son creados durante el proceso de combustión de carbón y otros combustibles fósiles, algunas centrales eléctricas están cambiando la manera en que queman el carbón.
Una excelente manera de disminuir la lluvia ácida es generar energía eléctrica sin usar combustibles fósiles. En su lugar, la gente puede utilizar fuentes de energía renovable, tales como la energía solar y la energía eólica. Dichas fuentes de energía renovable pueden ayudar a reducir la lluvia ácida porque producen menos contaminación.
Los automóviles y los camiones son fuentes importantes de los contaminantes que producen lluvia ácida. A pesar de que un automóvil por sí solo no produce mucha contaminación, son todos los vehículos que transitan por las calles, en su conjunto, los que crean un gran volumen de contaminación. Se requiere, por lo tanto, que los fabricantes de automóviles reduzcan el nivel de óxidos de nitrógeno y otros contaminantes que emiten los vehículos nuevos. Un tipo de tecnología usado en los automóviles es la del convertidor catalítico. Ésta se ha venido usando durante los últimos veinte años para reducir el volumen de óxidos de nitrógeno que emiten los automóviles. Algunos automóviles nuevos pueden también usar combustibles más limpios, tales como el gas natural.
OBJETIVOS
Objetivos Generales:
Proporcionarles a los alumnos las herramientas necesarias para que puedan alcanzar el aprendizaje significativo. Que además, puedan utilizar los conocimientos previos y aplicarlos para comprender la temática a desarrollarse.
Objetivos Específicos:
Relacionados con el saber:
- Conocer e interpretar la problemática ambiental a estudiar, sus causas, efectos, formas de reducirla y los aportes para mejorar las condiciones.
Relacionados con el saber hacer:
- Leer y analizar los textos e imágenes animadas de la página Web proporcionada. Proponer posibles soluciones a la problemática ambiental.
Relacionados con el saber ser:
ACTIVIDADES
Etapa Inicial:
Se partirá por presentar la temática a través de un sencillo video que por medio de imágenes y breves textos que acompañan a las mismas, muestra la problemática ambiental en cuestión. Posteriormente el docente desarrollará algunas preguntas para conocer si los alumnos comprendieron lo visualizado, como así también saber si los mismos tenían un mínimo conocimiento sobre este tipo de contaminación.
Una vez realizado todo esto, se propone encaminar el desarrollo de la clase.
Recursos: Video
Técnicas y Estrategias: Diálogo-Interrogatorio. Visualización. Reflexión.
Evaluación: Se evaluará la participación de los alumnos, las respuestas proporcionadas a las preguntas y la atención que ponen a la presentación de la temática.
Etapa de desarrollo:
En esta etapa se trabajará con los alumnos mediante la utilización de la siguiente página de Internet:
Por media de ella deberán realizar la siguiente actividad:
- Junto a tu compañero de banco lee cada una de las preguntas planteadas y la información que se propone en la página web, las mismas se encuentran dentro de las nubes en el costado izquierdo: ¿qué es la lluvia ácida? ¿qué causa la lluvia ácida? ¿por qué es dañina la lluvia ácida? ¿qué se está haciendo al respecto? ¿qué puedes hacer tu?
Toma nota y dialoga con tu compañero la temática en cuestión.
Una vez que se finalice esta primera parte, se realizará un diálogo-interrogatorio en conjunto con todos los alumnos.
A continuación se les pedirá a los mismos que piquen sobre el item que dice "Juegos y Actividades". Deberán realizar el crucigrama propuesto.
Una vez finalizado esto, se corregirá la actividad.
Recursos: Página Web
Técnicas y Estrategias: Diálogo-Interrogatorio. Visualización. Aplicación. Ejercitación.
Evaluación: Se evaluará el trabajo grupal, el compromiso y la responsabilidad.
Etapa de culminación:
En esta etapa se les pedirá a los alumnos del curso que se planteen un propósito en común para reducir la contaminación.
Recursos: -
Técnicas y Estrategias: Diálogo-Interrogatorio. Reflexión y razonamiento.
Evaluación: Se evaluará la participación activa de los alumnos, las propuestas proporcionadas por los mismos, el compromiso y la responsabilidad que tienen con respecto a esta problemática.
BIBLIOGRAFÍA
Colin Baird. Química Ambiental. Editorial Reverté S. A. Barcelona. 2001.
Páginas consultadas
http://www.lareserva.com/home/lluvia_acida
http://www.epa.gov/acidrain/education/site_students_spanish/games.html
http://www.portalplanetasedna.com.ar/lluvia_acida.htm
http://waste.ideal.es/lluviaacida.htm
http://www.ine.gob.mx/calaire-informacion-basica/554-calaire-lluvia-acida
http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi99/autos-y-polucion/lluvia.htm
http://www.youtube.com/watch?v=6kqvSbRnX-o
http://www.portalplanetasedna.com.ar/lluvia_acida.htm
http://www.todo-argentina.net/ecologia/calentamiento/lluvia_acida.htm
http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/10CAtm1/340DepAc.htm
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/Bases/3__Lluvia__cida_3y1.html
http://www.youtube.com/watch?v=6kqvSbRnX-o
http://www.portalplanetasedna.com.ar/lluvia_acida.htm
http://www.todo-argentina.net/ecologia/calentamiento/lluvia_acida.htm
http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/10CAtm1/340DepAc.htm
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/Bases/3__Lluvia__cida_3y1.html
