El azufre (S), es el décimo elemento más abundante en el Universo. Está asociado a multitud de vitaminas, proteínas y hormonas, que juegan un papel determinante en la salud de los distintos ecosistemas. En este artículo, os explicamos qué es y en qué consiste el ciclo del azufre o ciclo biogeoquímico del azufre, así como la importancia ciclo del azufre o ciclo del sulfato.
Qué es el ciclo del azufre, resumen. Esquema del ciclo del azufre
El azufre (S) se trata de un elemento no metálico, quebradizo, insípido, de color amarillo pálido y con un olor muy característico. Forma parte de los aminoácidos metionina y cisteína y de otras moléculas clave como la coenzima A, así como de compuestos inorgánicos, por lo que es un elemento esencial para los seres vivos.
El azufre abunda en el suelo y en el agua, formando sulfatos (SO-24), o mezclado con otros elementos. La pirita y el yeso son las principales reservas de azufre en la litosfera y en los océanos.
El ciclo biogeoquímico del azufre o ciclo del sulfato, forma parte de los procesos indispensables para el funcionamiento de los organismos vivos y sus ecosistemas. Consiste en el conjunto de procesos que permiten el movimiento del azufre, en diferentes formas y/o estados, a través de la hidrosfera, atmosfera, litosfera y los ecosistemas que conforman la biosfera de nuestro planeta. Cabe indicar que el ciclo del azufre es uno de los más complicados, ya que el azufre experimenta diferentes estados de oxidación.
En cuanto al ciclo del azufre resumen, éste comienza en el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un sistema acuático. Las plantas o las algas, lo toman en su forma líquida, principalmente como ion sulfato que, tras ser reducido, se incorpora a sus proteínas en forma sólida. A continuación, los animales que ingieren las plantas, también incorporan el azufre en forma de proteína y así se va pasando a niveles superiores de la cadena trófica. Al morir los organismos, el azufre reducido de las proteínas es oxidado por bacterias y vuelve a formar parte del suelo y del agua, y a estar disponible de nuevo para las plantas o algas.
Por otro lado, el azufre llega a la atmósfera como sulfuro de hidrógeno o dióxido de azufre, proveniente de las erupciones volcánicas y de las descomposiciones orgánicas (principalmente). Allí, se combina con el vapor de agua, forma nubes y es devuelto al suelo con la lluvia. Asimismo, también tiene lugar el paso del azufre del océano a la atmósfera, gracias a la intervención de unas algas, las cuales al morir lo liberan directamente a la atmósfera. Y la meteorización de las rocas también hace que los sulfatos estén disponibles para los ecosistemas terrestres.
Todo esto lo podemos encontrar explicado en Internet en algunos ciclo del azufre pdf, pero también os lo detallaremos más adelante en este artículo, así como lo podéis ver representado en el siguiente ciclo del azufre esquema.
Ciclo del azufre importancia
Hablando sobre la importancia del ciclo del azufre, como hemos dicho, el azufre forma parte de moléculas importantes para la vida de los organismos, como las proteínas y otros nutrientes para las plantas. Varios grupos de microorganismos utilizan y liberan este elemento en su metabolismo.
Por otro lado, cuando el azufre reacciona con el oxígeno, al entrar en la atmósfera produce gas trióxido de azufre (SO3) y cuando reacciona con el agua, da lugar al famoso ácido sulfúrico (H2SO4), aunque también se puede producir este peligroso elemento de variados usos industriales, a partir de una reacción del dimetilsulfuro con especies de plancton. Asimismo, también se obtienen sales de azufre en combinación con otros productos químicos.
Por otra parte, cabe señalar que el azufre tiene variadas aplicaciones industriales y comerciales. De hecho, el ácido sulfúrico se emplea en productos farmacéuticos, gasolina, blanqueantes, tratamientos de aguas, base de fertilizantes inorgánicos de fostatos, fibras de celulosa, limpieza de metales, refinamiento del petróleo, etc. Además, las personas producimos artificialmente derivados del azufre que resultan muy peligrosos, como el dióxido de azufre (SO2) y el sulfuro de hidrógeno (H2S).
Y asimismo, es importante destacar que el azufre forma parte de la nociva lluvia ácida que acidifica los océanos, estropea los monumentos y daña las plantas y demás seres vivos; por lo que puede ser un serio contaminante y, por ello, no debe exceder de las concentraciones “normales”.
Fases del ciclo del azufre
Entrando más en detalle en el ciclo biogeoquímico del azufre, pasamos a explicar y a ver las fases del ciclo del azufre.
Ciclo del azufre en el suelo o litosfera
El ciclo biogeoquímico del azufre empieza en la litosfera o corteza superficial terrestre. El suelo y el agua son reservas con grandes concentraciones de sulfatos, ésteres o sales de azufre. Este elemento, es incorporado al suelo de diversas maneras, como por ejemplo, por deposición atmosférica, por los residuos de las plantas mediante el uso de abonos de origen animal, por el desgaste de las rocas, o por el uso de fertilizantes minerales.
Los sulfatos también están disueltos en las aguas. Durante la evaporación de lagos y mares poco profundos, el azufre se deposita formando yesos. En los océanos profundos y lugares pantanosos, en ausencia de oxígeno, el sulfato es reducido a H2S mediante la acción de ciertas bacterias sulfatorreductoras. Durante el proceso, se libera oxígeno, que es aprovechado por otros organismos para la respiración, mientras que el H2S así formado, puede combinarse con hierro y precipitar en forma de piritas, o alcanzar lugares oxigenados donde se oxida de nuevo a sulfato (SO-24) mediante un proceso foto o quimiosintético, según intervenga o no la luz.
Cabe indicar que el azufre se acumula en grandes cantidades en los llamados lodos marinos y las turberas terrestres, donde se acumula mucha materia orgánica en condiciones anaeróbicas. En estas fuentes, se produce un olor típico a huevo podrido, característico del sulfuro de hidrógeno (H2S).
Así pues, en el suelo, el azufre se oxida para dar lugar a sulfato, el cual va a ser absorbido por las raíces de las plantas, o por las algas, en medio acuático. Además de este proceso, el azufre también sale del suelo cuando se volatizan ciertos compuestos reducidos y cuando se cosechan los cultivos; así como otra parte se pierde por la filtración, las escorrentías y la erosión.
Ciclo del azufre en la biosfera
En el agua, los sulfuros se transforman en compuestos azufrados solubles, como el ácido sulfúrico (H2SO4) e iones sulfato (SO42-) solubles y asimilables por los organismos.
En el suelo, después de tomar los sulfatos disueltos, las plantas los reducen a sulfuros y los incorporan a su estructura vegetal. A continuación, los herbívoros que comen las plantas adquieren el azufre y también lo integran en las moléculas de su organismo, y lo mismo ocurre con los carnívoros y demás seres vivos de la cadena trófica o alimentaria.
El proceso biogeoquímico del azufre, también se lleva a cabo cuando los organismos mueren. Todos los restos son atacados por bacterias y hongos que se encargan de descomponer la materia orgánica. En dicho esfuerzo, las partículas orgánicas son reducidas a aminoácidos ricos en azufre, el cual deviene en el sulfuro de hidrógeno (H2S), que se oxida para dar paso a sulfatos que regresan de nuevo la litosfera. Asimismo, las heces de los animales, que también son materia orgánica, se ven sometidas a la descomposición y también liberan azufre elemental. Y con todo esto, se cierra esta parte del ciclo del azufre o ciclo del sulfuro.
Paso del azufre a la atmosfera
El azufre se encuentra en la atmósfera en forma de dióxido de azufre (SO2) o sulfuro de hidrógeno (H2S). Llega aquí a través de estas vías:
- Descomposición de las moléculas orgánicas por bacterias
- Actividad volcánica, incendios y fuentes geotérmicas.
- Actividades humanas y empleo de combustibles fósiles.
- Paso directo del H2S del océano a la atmósfera, por acción de algas DMS al morir
Cuando el sulfuro de hidrógeno está en contacto con el oxígeno, se oxida y se genera el sulfato que luego recae en el suelo y en el agua por medio de las lluvias. Por el contrario, el dióxido de azufre puede ser absorbido por las plantas directamente de la atmósfera.
Cabe indicar que cuando el azufre ingresa en la atmósfera a partir de las erupciones volcánicas o de forma artificial mediante la quema de combustibles fósiles, se produce un fuerte incremento de la cantidad de SO2 que reacciona con el agua atmosférica, dando lugar a ácido sulfúrico que, después de formar nubes, precipita con la lluvia en forma de lluvia ácida, la cual daña los monumentos, las plantas y los seres vivos.
Etapas o fases biogeoquímicas del ciclo del azufre
Finalmente, en este recorrido por las diferentes “esferas” o sistemas de la Tierra, el azufre pasa por 4 etapas bioquímicas muy importantes:
- Mineralización, proceso en el que se transforma el azufre orgánico a inorgánico, también como sulfuro de hidrógeno, elemental y minerales a base de sulfuro.
- Oxidación del sulfuro de hidrógeno, elemental y otros minerales, para formar el dióxido de azufre en el ambiente.
- Reducción de sulfato a sulfuro, para ser asimilado por los organismos.
- Inmovilización microbiana
- Incorporación orgánica de azufre al suelo, por deposición atmosférica, abonos de origen animal, residuos de las plantas, fertilizantes y por desgaste de las rocas.
Fuentes: EnergiaToday, Geología Web y BioEnciclopedia
