Ciclo del azufre: características, etapas, importancia
¿Qué es el ciclo del azufre?
El ciclo del azufre es el proceso de circulación de este elemento químico en el planeta Tierra. Dicho proceso se expresa en una serie de etapas o fases que incluyen a la biosfera, litosfera, atmósfera e hidrosfera.
Así, una partícula de azufre en la Tierra pasa por el suelo y las rocas, el aire, el agua y los seres vivos. Este movimiento se repite constantemente, pasando de un ambiente a otro.
El azufre es un elemento de color amarillo y olor desagradable, cuyos mayores reservorios están en la litosfera. Estos se encuentran principalmente en los depósitos de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo, disuelto en las aguas oceánicas y formando parte de los seres vivos.
El ciclo del azufre es muy importante, porque este elemento químico cumple un papel esencial para la vida, tanto favoreciendo o amenazando a los seres vivos, dependiendo de las sustancias que forme y de donde se encuentre.
Al formar parte de aminoácidos esenciales, enzimas y de la clorofila, el azufre es vital para la existencia de los organismos vivos. Al mismo tiempo como contaminante, forma parte de la lluvia ácida y puede convertirse en un factor negativo para la vida.
Características del ciclo del azufre
El azufre
Este elemento químico es un no metal, representado con la letra “S”, de color amarillo, amarillo verdoso, anaranjado, pardo-amarillento o gris. Además, es frágil, blando, con un brillo sedoso o resinoso y olor desagradable. Cuando el azufre se quema, produce una llama azul y libera anhídrido sulfuroso que es un gas tóxico.
Ciclo biogeoquímico
El ciclo del azufre es un ciclo biogeoquímico, es decir que este elemento circula entre los organismos vivos y el ambiente. Además es un ciclo de tipo gaseoso, ya que forma gases, teniendo una fase importante en la atmósfera.
A su vez, en estos procesos ocurren cambios químicos, ya que puede combinarse con el oxígeno y otros compuestos. Este ciclo garantiza la disponibilidad del azufre, dando continuidad a la vida en el planeta, porque este elemento es un macronutriente.
Como todo ciclo biogeoquímico, el del azufre presenta depósitos, flujos y cambios de composición y fase. En este caso, los principales depósitos de azufre están en la litosfera, especialmente en los combustibles fósiles como el carbón y el petróleo.
De igual forma, hay una serie de flujos que atraviesan en diversas direcciones entre la atmósfera, el suelo, el agua y los seres vivos. El azufre se encuentra en ese flujo en diversos estados tanto gaseoso, sólido como disuelto en el agua.
De igual manera, el azufre asume distintas formas químicas, por ejemplo la del sulfato de calcio (CaSO4) y sulfato de magnesio (MgSO4). Otras formas son el dióxido de azufre (SO2), ácido sulfúrico (H2SO4), sulfuro de carbono (CS2), sulfuro de hidrógeno (H2S) e iones sulfato solubles (SO42-).
Etapas del ciclo del azufre
Las fases o etapas por las cuales pasa el azufre en su ciclo, no siguen una secuencia estricta. Es decir, que el azufre puede pasar del suelo a los organismos vivos y de estos nuevamente al suelo.
Igualmente puede pasar del suelo al aire y nuevamente al suelo o del aire al agua, de aquí a los organismos vivos y nuevamente al suelo.
Fase litológica: En las rocas y el suelo
El azufre mineral se encuentra en las rocas ricas en este elemento, como por ejemplo el carbón mineral. También los depósitos de yeso (sulfato de calcio), al descomponerse, pueden generar depósitos de azufre en el suelo.
El petróleo es otro compuesto que se deposita en las capas geológicas y contiene azufre. De igual forma, en los depósitos de magma o roca derretida en el interior de la Tierra, abunda el azufre.
El azufre llega al suelo por la descomposición de seres vivos, la lluvia ácida o la sedimentación de azufre mineral. Por otra parte, sale del suelo por tres vías fundamentales: la actividad volcánica, la extracción natural por seres vivos o la extracción humana.
Los volcanes expulsan gases ricos en azufre como el dióxido de azufre y también lava, que entre otros componentes contiene a este mineral. Además, las bacterias y las plantas absorben compuestos ricos en azufre del suelo para su nutrición.
Por otra parte, el ser humano extrae compuestos con azufre para generar energía o para usarlos en la industria. Esta actividad produce gases de desecho que contienen este elemento, los cuales pasan a la atmósfera. Por ejemplo, el carbón y el petróleo son compuestos ricos en azufre que se extraen de la tierra.
Fase atmosférica: En el aire
El azufre llega a la atmósfera por la actividad volcánica y las fuentes hidrotermales oceánicas, que lo liberan en forma del gas llamado dióxido de azufre (SO2). Este gas es incoloro, irritante y de olor penetrante.
Además, el dióxido de azufre surge de fuentes artificiales como las centrales termoeléctricas, los tubos de escape de los autos y las fábricas. Al contacto con el vapor de agua en las nubes, el SO2 produce ácido sulfúrico que se condensa en las gotas de agua y precipita.
Así cae disuelto en el agua de lluvia o la nieve, llegando al suelo o a los cuerpos de agua (ríos, lagos, océanos). También el azufre se incorpora a la atmósfera como sulfuro de hidrógeno por la actividad bacteriana tanto en el suelo como en el agua.
Fase biológica: En los organismos vivos
El azufre entra a la fase biológica cuando se incorpora a las cadenas alimenticias, lo cual ocurre al ser absorbido por bacterias y plantas tanto en el suelo como en el agua. Es absorbido como iones sulfato disueltos en agua y luego transformado en sulfuros por reducción.
Una vez absorbido, pasa a integrar las proteínas que forman los cuerpos de bacterias y plantas. Estas a su vez son consumidas por otros organismos, los cuales obtienen de esta forma el azufre que requieren para su nutrición.
Por ejemplo, las plantas absorben azufre, los animales herbívoros consumen plantas y estos a su vez son consumidos por carnívoros. Por lo cual el azufre va viajando por toda la red alimentaria.
Cuando los animales expulsan sus heces, los restos de proteínas y otros compuestos allí contenidos llevan azufre. De igual forma, la muerte de los seres vivos es una vía para retornar el azufre al suelo o (en el caso de organismos acuáticos) al agua.
Al morir, los organismos descomponedores incorporan nuevamente el azufre al suelo en forma de sulfuro de hidrógeno. Luego, el sulfuro se oxida y forma nuevamente sulfatos, que pueden ser absorbidos por las plantas.
También existen bacterias que procesan la materia orgánica en descomposición en pantanos y liberan sulfuro de hidrógeno al aire. De ahí el olor característico que tienen las zonas pantanosas.
Fase hidrológica: ríos, lagos, humedales y océanos
El azufre llega a los cuerpos de agua arrastrado por el agua de escorrentía que lo lava del suelo. De igual forma, puede caer directamente desde el aire en forma de lluvia ácida.
También es incorporado a los océanos desde las profundidades marinas a través de las fuentes hidrotermales sumergidas, las cuales expulsan compuestos ricos en azufre.
Una vez en el agua, es utilizado como fuente de energía por bacterias procesadoras de azufre y absorbido por elementos del plancton. De esta forma, penetra en las redes alimenticias, ya que las bacterias y el plancton son consumidos por otros seres marinos.
Importancia del ciclo del azufre
El ciclo del azufre es de vital importancia, ya que garantiza el reciclaje y disponibilidad de este elemento fundamental para los seres vivos.
Biológica
El azufre forma parte de los aminoácidos que son los constituyentes de las proteínas, como la metionina, cisteína y cistina que sintetizan las plantas. Así como otros compuestos fundamentales para el metabolismo de todos los seres vivos, como la coenzima A.
De igual forma, el azufre forma parte de la producción de la clorofila que es el compuesto que permite transformar la energía solar en alimentos.
Económica
El azufre elemental tiene un gran valor económico, ya que se emplea en la fabricación de diversos productos de uso industrial y doméstico. Entre ellos el ácido sulfúrico que se emplea en las baterías para los vehículos a motor.
También se utiliza en la fabricación de la pólvora, en el blanqueamiento del papel y en la vulcanización de neumáticos.
Impacto ambiental
Los compuestos de azufre, tales como el dióxido de azufre y el trióxido de azufre, que emiten las industrias, termoeléctricas y los vehículos, son contaminantes. Estos compuestos al hidratarse en la atmósfera forman ácido sulfúrico y el ácido sulfuroso que precipitan como lluvia ácida.
Este proceso trae como consecuencia la acidificación de los cuerpos de agua y afecta negativamente a la vida.
Referencias
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