11 marzo 2007

¿Donde están las sales? matarilerilerile...

No hace mucho tuve que realizar una visita profesional a una empresa que manufactura sal. Al final nos obsequiaron con unas muestras comerciales de diferentes tipos de sal de cocina: sal ahumada (con un sabor a leña estupendo), sal con hierbas (para la carne a la brasa) y un tipo de sal marina llamada Flor de Sal.

No me imaginaba que existían tantos tipos de sal. Mi tradicional cloruro sódico (NaCl) parece que es demasiado simple para los gustos del mercado. Como no está hecha la miel para la boca del burro, utilizo cualquiera de las tres para salar las humildes patatas fritas de la cena.


Tomamos sal porque la necesitamos (la evolución se ha encargado de que moderadamente nos guste). El cloruro sódico (NaCl, o sea la sal) está compuesto por dos elementos: el sodio (Na) y el cloro (Cl). Cuando la sal se disuelve en el agua (da igual que sea agua de nuestro organismo o agua de un rio) se disocia, es decir se separan sus componentes, cada uno con una carga eléctrica en forma de iones. Es decir el átomo de sodio cede un electrón quedando con una carga positiva (se escribe así: Na+) y el cloro se queda con el electrón del sodio, teniendo una carga eléctrica total negativa (el ion de cloro se escribe Cl-). De esta forma intervienen en multitud de procesos químicos en nuestras células. Y todos son vitales.


Cuando sudamos, orinamos o lloramos expulsamos sales disueltas en el sudor, orina y lágrimas. Si sudamos mucho perderemos muchas sales y si no se recuperan comienzan a darnos problemas, empezando con el cansancio, calambres musculares y dolores de cabeza. La sal es fundamental y necesaria para nuestro organismo (pero moderadamente porque un exceso de sal puede producir un fallo orgánico fatal). Tan necesaria como el agua. Se necesitan unos 10 gramos de sal diarios para recuperar las perdidas (ojo! Gran parte se ingieren con los alimentos. No os pongáis a comer sal a lo bestia). En las poblaciones humanas que habitan en zonas cálidas la sal es tan preciada como el oro (de hecho oro blanco le llaman).


Nuestra dependencia de la sal proviene del origen marino de la vida en la Tierra. La concentración de sales o salinidad (que es como se llama) de nuestras células es muy similar a la salinidad del mar. Sagan lo dijo de una forma más bella: “lloramos gotas de mar”.


Bien, vale. Ya sabemos que la sal es muy importante para nosotros. Pero pensad un momento ¿donde va la sal que expulsamos orinando? ¿y los restos de sal que quedan en el plato de las patatas fritas? Pues al mismo sitio que las aguas de nuestras duchas (que arrastran sudor y sales entre otras cosas). Van al desagüe, luego a las alcantarillas, más tarde llega a una depuradora de aguas residuales (la depuración de las aguas no afecta a la concentración de sales) y a un rio y luego al mar.



Además los ríos durante su trayecto de cientos o miles de kilómetros han “lavado” las rocas del trayecto disolviendo parte de sus componentes incluidas la sales llegando y al mar,cada rio con una cantidad característica.


Es decir, que al mar (que ya está salado) llegan aún más sales desde los ríos. Hace mucho tiempo que se conoce que los ríos transportan disueltas cerca del 0,1 por mil de su peso en sales disueltas.


Además cuando se evapora el agua de los océanos lo hace dejando atrás sus sales. Es decir la evaporación produce una perdida de agua casi pura y un aumento de su salinidad. Y lo hace de forma muy efectiva. En latitudes templadas como la de Barcelona la evaporación “hace disminuir” el volumen del mar en más de un metro de profundidad. Este efecto produce un aumento de la salinidad (la misma cantidad de sales pero menor cantidad de agua).


A la larga los mares cerrados y sin aportes se van evaporando dejando una concentración mayor de sales. Es lo que pasa en el Mar Muerto. Ya que el agua más salada es más densa los turistas pueden leer tranquilamente el periodico bañandose en sus aguas.



No nos desviemos que ya llegamos al misterio, porque los geólogos apuntan que la salinidad de los océanos se ha mantenido en unos 35 gramos de sales por litro de forma asombrósamente constante en los últimos miles de millones de años.


¿Como es posible que con la evaporación y con los pequeños aportes de los ríos durante cientos de millones de años no haya variado apenas la salinidad del mar? ¿donde está la sal que falta?


Preparaos pues para descubrir el ciclo biogeoquímico de las sales del mar desde un submarino. Abajo el periscopio. Inmersión, inmersión!!


Ep! un momento Capitán, esperemos un poco. Planteemos primero el problema de forma numérica .


NOTA: Los cálculos están basados en simplificaciones. No son exactos pero es mejor simplificar para verlo más claro. Tranquilos, no os asustéis con los números. Se trata de simples multiplicaciones).


Se estima que el volumen total de agua de los océanos es de 1360 millones de kilómetros cúbicos (para haceros una idea recordar el dado de 1000 metros de lado, 1000 de ancho y 1000 de altura. Ahora llenad el cubo hasta el borde con agua de mar. Eso es un kilómetro cúbico. Ahora imaginad una fila de millón de esos cubos. Por último imaginad 1360 filas de cubos. Ese es el volumen de nuestros mares y océanos).


Para saber como varía el volumen de los océanos se han de tener en cuenta al menos estas tres variables: la evaporación que produce el sol y el viento, la precipitación anual sobre los océanos y la cantidad de agua aportada por los ríos. El volumen total de cada una de ellas está en el siguiente gráfico:




También se conoce la concentración de sales de cada una de las flechitas (o flujos):

  • Salinidad media del mar: 35,5 gramos/litro
  • Salinidad media de los ríos: 0,118 gramos/litro
  • Salinidad media de la luvia: 0,0071 gramos/litro
  • Salinidad media del agua evaporada: 0 gramos/litro


Ahora, haciendo una sola multiplicación (volumen x salinidad) pero con muchos ceros, podemos ver el balance de las sales en el oceano (a ver si con tanto cero no me he equivocado):




Más de 3.500 millones de toneladas de sales llegan al mar todos los años. Y no sale ninguno. Dicho de otra forma. si el agua de los océanos fuera agua destilada (es decir sin ningún tipo de sal disuelta) los aportes continentales (y la lluvia en mucha menor medida) tardarían menos de 15.000 años en llegar a niveles salinos actuales (recordar que la salinidad actual es de 35,5 gramos/litro). La idea es antigua. Edmund Halley , el astrónomo inglés la propuso en 1715 para calcular el tiempo necesario para que se haya acumulado la sal en los océanos partiendo de un agua sin sales, aunque no efectuó los cálculos porque no tenia suficientes datos.



Pues los datos ya los tenemos. Y vemos que aquí falta algo porque los cálculos están en contradicción con lo que sabemos: que la salinidad se ha mantenido constante desde hace muchííísimo tiempo.


Hay algo más que no se había tenido en cuenta. Pensemos en vías alternativas.


Varios procesos pueden afectar a la cantidad de sal del mar. Por un lado está la sal que vuelve a la tierra junto a las microgotas de aerosol marino que, transportado por los vientos, llegan a tierra. Pero eso no las aleja demasiado y unas simples lluvias las hacen volver.


Otro proceso sería una perdida de solubilidad de las sustancias y que se depositasen en el sedimento. Pero esto no parece que ocurra con la suficiente intensidad para retirar tantas sales como 3.500 millones de toneladas cada año.


Así estaba la cosa a mediados de los 70 del siglo XX (decirlo así me suena raro, yo iba al cole entonces! cosas de la edad) cuando apareció un viejo héroe de la guerra fría: Alvin. Ahora sí: Inmersión, inmersión!!.

Alvin es un submarino construido por el ejercito americano que sustituyó al programa de fondos abisales del Trieste (el Trieste es el batiscafo que llegó al fondo de la Fosa de las Marianas -casi 11 kilómetros de profundidad- en 1960. Sólo se ha llegado esa vez. A la Luna se ha llegado más veces). Puede llevar a tres tripulantes durante 10 horas y la profundidad máxima que puede alcanzar es más de 4.000 metros.


Fue el Alvin quien encontró la bomba de hidrógeno que cayó en Palomares en 1964 (gracias a las indicaciones del pescador “Paco el de la bomba”). Por si no lo sabíais hubo un accidente entre un B-52 y un avión de aprovisionamiento sobre el Mediterráneo, cerca de la costa de Almería. Se perdieron 4 (¿o fueron 5?) bombas de hidrógeno y al menos una que cayó en tierra esparció unos 80 kg de plutónio. Los niveles radioactivos de la zona, a pesar de la descontaminación efectuada por los americanos, aun hoy se hacen notar. Pues en este incidente, una bomba cayó al mar sin localizar y se recuperó intacta gracias al Alvin.



En 1977, y bajo control civil, el Alvin (por supuesto lo pilotaba alguien pero no he sido capaz de encontrar sus nombre) descubrió las llamadas "chimeneas hidrotermales oceánicas". Se trataba literalmente de chimeneas que bombean agua caliente cargada de azufre y metales como el hierro y que ha desarrollado un ecosistema que no depende de la luz, sino de la energía de los compuestos del azufre.



Y aquí viene la solución al enigma. Esas chimeneas expulsan agua que se ha calentado en el interior de la corteza terrestre. Y esa agua es la que previamente se ha filtrado a la corteza desde los fondos. Al llegar a las rocas basálticas muy calientes del interior de la tierra se “destila” dejando atrás la sal que llevan (luego, en el camino de vuelta por la chimenea cogen el azufre y las otras sustancias, cambiando completamente la química del agua). Es lo que se llama "sistema hidrotermal oceánico".


Podemos entenderlo mejor haciendo un experimento en nuestra cocina. En una olla a presión pon agua y mucha sal. Pruébala. Es tonto decirlo pero está salada. Ahora tapa la olla y ponla al fuego. Cuando se haya calentado el agua comenzará a salir vapor por la válvula. Con cuidado de no quemarte coloca un vaso en el chorro de vapor. Se acumularán gotitas de agua en él. Déjala enfriar y pruébala de nuevo. Ya no tiene sal. La sal se ha quedado en la olla.


Igual pasa en las chimeneas oceánicas. Se expulsa el agua de mar sin las sales marinas, quedándose estas en la corteza terrestre. Nuestra sal perdida está literalmente debajo de la alfombra. Enigma resuelto. La sal de más está retenida en el interior de la corteza terrestre.


¿Que os parece? Vaya entrada más salada me ha salido. Con la tontería de las patatas fritas hemos descubierto y resuelto un enigma científico gracias a un pequeño submarino que encontró una bomba perdida.



SALUT I SALAT!

PD: Hoy os pongo deberes. Debéis escuchar la canción "Mi agüita amarilla" de los Toreros Muertos. Una lección sobre el ciclo del agua.

3 comentarios:

Anónimo dijo...

Interesante post... Si señor. Por curiosidad histórica, incidir en la importancia de la sal desde siempre comentando que los legionarios romanos cobraban parte de su paga en sal. A esa parte se le llamaba "Salarium" no hay que ser muy listo para encontrar algun parecido con nuestro "salario"
Un saludo.

fcasarra dijo...

Muy bueno e interesante. Pero, si este es el proceso de eliminación de sal del mar significa que es la concentración salina es un equilibrio dinámico, entre la sal aportada por las lluvias y la retirada por el sistema hidrotermal. Si las lluvias y/o el sistema hidrotermal han tenido variaciones a lo largo de la historia geológica de la tierra, ¿no debía haber variado la salinidad igualmente?

Anónimo dijo...

mi nombre es lili y solo digo
wow!!!
con eso de que me encanta la quimica!!
de verdad estuvo muy interesante y muy completo, a la vez divertido pero estoy de acuerdo con lo que dice fcasarra puesto que de igual manera asi como todo, hasta los animales han tenido su evolucion no de igual manera la habria tenido la salinidad? bueno espero una respuesta.
ok mil gracias que fue de mucha ayuda para mi tarea...
je muchos saludos y mucha suerte!!!