Química y medio ambiente

Los problemas de la química industrial

Las industrias quimicas vierten al medio ambiente grandes cantidades de productos residuales con efectos nocivos para toda la humanidad. Es decir, la actividad industnal quimica contamina el medio ambiente.

Existen leyes que regulan y tratan de evitar esos vertidos contaminantes. Hay también procedimientos técnicos para eliminarlos, en su mayoría. Pero, hoy por hoy, las leyes son permisivas y los procedimientos, costosos, por lo que el problema aún permanece muy peligros en nuestro mundo actual

La contaminación del aire

Muchos procesos industriales envían a la atmósfera gases contaminantes perjudiciales para los seres vivos. En términos técnicos suelen tipificarse cinco contaminantes básicos del aire:

• El monoxido de carbono (CO). Se forma en la combustión incompleta (escasez de oxigeno) del carbono, gasolina o gases de las cocinas domésticas en mal estado. Su inspiración impide la llegada de oxígeno a las células. Es mortal en muy pequeñas dosis.
• El dióxido de azufre (SO). Se produce en la combustión de carbones y derivados del petróleo. Además de dar lugar a la lluvia ácida, puede ser respirado y ataca a los pulmones.
• Los óxidos de nitrógeno, de fórmula diversa. Se comportan de modo similar al dióxido de azufre.
• Los hidrocarburos. Salen a la atmósfera como resultado de la evaporación de las gasolinas u otros derivados del petróleo. Por el momento, no parecen presentar graves problemas.
• Las macropartículas, de origen muy diverso. Están suspendidas en el aire y conferen a este un aspecto gris y nebuloso. Al ser inspiradas, se depositan en los alvéolos pulmonares, perjudicando la función respiratoria.

La lluvia ácida

El carbón y algunos derivados del petróleo contienen cantidades apreciables de azufre (S). Al arder estos combustibles en las calderas de las fábricas, también arde el azufre, formando dióxido de azufre (SO). Este gas se arroja a la atmósfera por las chimeneas. El SO₂, se oxida lentamente, generando trióxido de azufre (SO₃). De forma rápida, el SO₂, acciona con el agua de las nubes, formando ácido sulfúrico (H₂SO₄). Este ácido, muy peligroso, queda disuelto en el agua de las nubes. 
Un proceso similar sucede con los óxidos de nitrógeno, que también producen muchas combustiones industriales. Al final, se transforman en ácido nítrico (HNO₃), que se disuelve mel agua de las nubes.

El agua de estas nubes, con su peligrosa carga de ácidos, termina cayendo sobre la tierra forma de lluvia, a veces en lugares muy alejados de su origen. Es la lluvia ácida. La acidez del agua produce cambios en el suelo y modifica los ecosistemas. Algunos oles, como los pinos y los abetos, resultan muy afectados. 

El fenómeno es apreciable os bosques de Europa central. Muchos peces de ríos y lagos mueren por la excesiva ez del agua. El suelo se empobrece en nutrientes y muchas de las bacterias descomponen la materia orgánica desaparecen.

Catalizadores y contaminación

Todos los automóviles modernos incorporan catalizadores en los tubos de escape, constituidos por unas rejillas que contienen metales nobles, como platino, y óxidos metálicos (NIO). La función química es transformar los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos no quemados en gases menos contaminantes: nitrógeno, oxigeno, dióxido de carbono y agua.

El incremento del efecto invernadero

El esquema siguiente representa la distribución de la radiación solar (energ que llega a nuestro planeta. De toda la energia , solo las fracciones 3 y 6 cm el suelo. El resto,se devuelve al espacio. Cuando esto ocurre, todo marcha bien en nuestro planeta y gozamos de una temperatura media adecuada, a la que todos los seres vivos estamos acostumbrados, este es un equilibrio benefactor.

Ahora bien, ¿qué sucedería si por alguna razón disminuyera la intensidad de la radiación que se devuelve al espacio y, consecuentemente, aumentara la intensidad de la radiación que calienta la Tierra? Es fácil de comprender. la atmósfera y el suelo se calentarían un poco más, como sucede en los invernaderos. Se produce entonces un incremento del efecto invernadero.

Las actividades industriales lanzan a diario cantidades enormes de dióxido de carbono (CO₂) a la atmósfera. Aunque la proporción de este gas en la atmósfera es pequeña (no llega al 1%), se está apreciando un incremento sensible como consecuencia del desarrollo industrial de nuestra época.

Pues bien, el CO₂ es un gas que produce un incremento del efecto invernadero; es decir, retiene la radiación reflejada en el suelo que se devuelve a la atmósfera, y contribuye, por tanto, al calentamiento progresivo de la Tierra. De seguir así, los científicos temen que en unas décadas la temperatura media de nuestro planeta pueda ascender unos pocos grados centígrados. Las consecuencias serían desastrosas:

• Una buena parte de los hielos se fundirían y las aguas de los mares subirían, anegando muchas zonas costeras.
• Numerosos ecosistemas se verían afectados con transformaciones profundas. 
• Cambios climáticos generalizados, importantes e imprevisibles.

Ante la magnitud del problema, casi todos los países desarrollados parecen decididos a atajar la emisión de CO₂ a la atmósfera y a ello se han comprometido en diversas cumbres internacionales.

La destrucción de la capa de ozono

El ozono es un gas cuyas moléculas están formadas por la unión de tres átomos de oxígeno (O₃). Se utiliza para potabilizar el agua y para desodorizar el aire. Se encuentra en la estratosfera formando una pequeña capa, que recibe el nombre de ozonosfera, a unos 30 km de altura. La importancia de la ozonosfera es fundamental para la vida en nuestro planeta, porque el ozono detiene algunos de los peligrosos rayos ultravioleta que vienen del Sol. Estos rayos pueden producir cáncer de piel, mutaciones genéticas y otros perjuicios a los seres vivos si llegan en abundancia a la superficie terrestre.

En 1986, mientras se realizaban unas investigaciones en la Antártida, se descubrió que el grosor de la capa de ozono había disminuido sensiblemente, sobre todo encima de las regiones polares. Hoy día se sabe que sobre la Antártida ha disminuido hasta un 40% (agujero de la capa de ozono).

Las causas son diversas, pero siempre tienen que ver con las actividades humanas. Los óxidos de nitrógeno procedentes de la combustión de los aviones y la emisión de compuestos clorofluorocarbonados (CFC) que se utilizan como propulsores de los aerosoles parecen ser los principales responsables de este problema ecológico. La comunidad internacional está tomando medidas para resolverlo, pero probablemente se tardará más de un siglo en volver a los niveles de ozono que había en 1986.

Las reacciones químicas que describen la destrucción del ozono son:

Una sola molécula de cloro es capaz de destruir miles de moléculas de ozono. Las imágenes tomadas por los satélites artificiales permiten controlar la evolución del agujero de la capa de ozonos (ver la secuencia inferior de fotos). con el fin de comprobar si las medidas que se han tomado a nivel mundial (como, por ejemplo, la de prohibir ciertos productos en los sprays) tienen algún resultado positivo.

La contaminación del agua

Las actividades industriales, agrícolas o urbanas generan residuos numerosos y muy variados, muchos de los cuales van a parar a los ríos. La contaminación del agua se produce por agentes físicos, químicos y biológicos.

Principales causas de la contaminación en el agua :

• Vertido de contaminantes en el agua: estos pueden proceden de la producción industrial o incluso de los deshechos de basuras que generamos en nuestro día a día. Uno de los retos a los que nos enfrentamos en la actualidad es la contaminación por microplásticos.
• El calentamiento global altera el equilibrio de los océanos. Uno de los efectos de esto es la pérdida de oxigeno en el agua que pone en peligro la existencia de la biodiversidad.
• La deforestación es otra de las principales causas de la contaminación en el agua. Uno de los efectos más nocivos de la tala de arboles es aparición de sedimentos que tienen como fin el agua de os océanos y ríos provocando que su calidad sea perjudicial para el planeta.
• Aguas fecales: La Organización de Naciones Unidas alerto de que más del 80% de las aguas residuales llegan a mares y océanos están sin depurar.
• Tráfico marítimo: es otra de las principales causas de la contaminación por plásticos ya que la mayor parte de los residuos que se lanzan al mar proceden de barcos pesqueros o petroleros que provocan una contaminación muy nociva del agua.
• Los derrames de combustible también suponen una de las causas más comunes de contaminación en el agua. Además, el transporte y almacenamiento de petróleo puede provocar filtraciones que acaban en el mar.

La contaminación del suelo

El suelo que pisamos también sufre los efectos de la contaminación producida por la actividad química industrial. Sobre él se vierten productos extraños e indeseados. que modifican sus características naturales y terminan afectando a su composición química y a la vida que sustenta.

La contaminación de los suelos está causada por los siguientes agentes:

• Los residuos sólidos. La civilización ha traído consigo un espectacular aumento en la cantidad de residuos generados. Estos residuos se vierten a veces de manera incontrolada, alternando de esta manera el suelo.
• Los vertidos industriales. Los vertidos incontrolados de aceites, productos químicos. etcétera, pueden contaminar de tal manera el suelo que este quede completamente.
• Los productos agrícolas. Las sustancias empleadas, por ejemplo, para fumigar los cultivos también afectan al suelo, que de esta manera puede variar su composición o contribuir a la contaminación del agua.

El problema de la contaminación del suelo está asociado en muchas ocasiones a la contaminación del agua, pues las corrientes de agua arrastran y disuelven a lo largo de su recorrido algunos de los componentes químicos que se encuentran presentes en el suelo.

¿Qué hacer con las botellas usadas?

Si echamos un vistazo a nuestro alrededor, es fácil encontrar multitud de plásticos o polímeros que nos han hecho la vida más fácil. Si nos fijamos en una botella familiar de una bebida de cola, observaremos que está fabricada con un plástico (en concreto de PET). Este polímero, llamado PET (significa polietilentereftalato) ha sustituido al cristal en la industria de las bebidas refrescantes con gas. Ofrece diversas ventajas: pesa menos, es más fácil manejarlo, más barato transportarlo y más seguro almacenarlo y usarlo. El PET ofrece una elevada resistencia a la entrada de oxígeno en la botella, por lo que se utiliza también en recipientes de alimentos, como salsas, aceites, miel, frutos secos, mermeladas y vinos.

Ahora bien, un inconveniente que presentan estas botellas es que muchas veces las encontramos afeando y contaminando el paisaje. ¿Existe alguna solución a esto? Sí, es posible reciclar las botellas de PET. Mediante un proceso químico se puede <<deshacer>>> la reacción química que tuvo lugar para su formación, y obtener otra vez materias primas que, convenientemente purificadas, servirán para fabricar nuevo PET. En algunas partes del mundo, el PET reciclado se utiliza para alfombras, edredones, cascos de embarcaciones, velas de embarcaciones.