Compuestos de azufre
La presencia de dióxido de azufre en la atmósfera (SO2), se asociaba a emanaciones volcánicas, sin embargo, la intensidad de las lluvias ácidas actuales se relacionan con las actividades industriales, principalmente con las emisiones industriales y con las producidas por la combustión de hidrocarburos que llevan azufre, nitrógeno, cloro, etc.
La presencia de compuestos de azufre en diversos combustibles es una de las fuentes principales del dióxido de azufre. La combustión de estos compuestos orgánicos altamente caloríficos implica la reacción de oxidación del azufre:
S + O2 ↔ SO2
El dióxido de azufre (SO2) es un gas altamente venenoso y tóxico para el hombre y además es muy dañino para los monumentos. La cantidad estimada de SO2 emitido a nivel nacional está disminuyendo por su eliminación en los combustibles fósiles, pero sigue siendo alta para la conservación preventiva de los monumentos.
Este gas de alta estabilidad a temperatura ambiente y en atmósferas secas y puras, tiende en presencia de humedad y con la ayuda de ciertos catalizadores a transformarse mediante reacciones sucesivas en ácido sulfúrico. Se trata de una oxidación catalítica en fase heterogénea u homogénea que puede seguir cualquiera de las siguientes fases:
SO2 + 1/2 O2 ↔ SO3
SO3 + H2O ↔ H2SO4
SO2 + H2O ↔ H2SO3
H2SO3 + 1/2 O2 ↔ H2SO4
El incremento en el último cuarto del siglo XX del deterioro de los materiales de construcción en las zonas urbanas, al mismo tiempo que el aumento en la contaminación del aire, causado por la combustión de hidrocarburos, ha provocado un aumento del daño conocido como "cáncer de la piedra", en muchos casos, irreversible.
Reacción en rocas carbonatadas
Las degradaciones provocadas por los óxidos de azufre, que dan lugar al proceso de sulfatación de los carbonatos, se consideran el mecanismo principal que ha acelerado el proceso de degradación en las zonas urbanas.
Esta reacción se produce en las siguientes etapas:
SO2 + H2O ↔ H2SO3
2H2SO3 + O2 ↔ 2 H2SO4
CaCO3 (calcita)+ H2SO4 ↔ CaSO4 (anhidrita)+CO2 + H2O
En ambientes húmedos o en presencia de agua, la reacción se completa, precipitando el sulfato cálcico dihidratado (yeso).
CaSO4 + 2H2O ↔ CaSO4.2 H2O (yeso)
Esta reacción tiene lugar en los poros de la roca y provoca un aumento de volumen respecto al que corresponde a los granos originales del 97% para la reacción calcita-yeso y del 83% para la reacción calcita-anhidrita.
La formación de sulfín, denominada yesificación, genera un proceso de descomposición de la superficie de la roca y su posterior arenización.
Además este proceso de alteración se ve favorecido por tener el yeso un coeficiente de dilatación superior al de las rocas calcáreas.
Reacción con rocas silicatadas
Los feldespatos (aluminosilicatos), que forman parte de la composición de las rocas graníticas, también son susceptibles a los efectos del ácido sulfúrico.
La reacción se puede esquematizar:
Si2O8Al2Ca (aluminosilicato cálcico)+ H2SO4 +6 H2O ↔
2Si(OH)2 + 2Al(OH)3 + CaSO4 (anhidrita)
Este es uno de los mecanismos que explica el proceso de yesificación en las rocas silicatadas.
Cuando se trata de silicatos sódicos, potásicos o magnésicos, se forman los correspondientes sulfatos de sodio, potasio o magnesio, que a su vez pueden producir efectos secundarios, por tratarse de sales más solubles en agua que el yeso. Generando problemas de eflorescencias como veremos en el apartado de sales solubles.
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¿De qué color es el yeso?A continuación te recomendamos que hagas una búsqueda en Internet y elijas de la siguiente lista el color del yeso. |
Observa a continuación las siguientes fotos de estatuas de materiales calcáreos de Venecia, París y Roma. Todas ellas sufren procesos de yesificació.
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¿Qué color te llama la atención de la superficie de las estatuas?Recuerda que todas las imágenes han sufrido un proceso de formación de yeso. |
Seguro, que has observado este fenómeno de ennegrecimiento en algún edificio en tu entorno a continuación vamos a explicar las causas.
