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Efecto invernadero

El efecto invernadero es uno de los principales factores que determinan la temperatura del planeta. Es el fenómeno por el cual ciertos gases, llamados gases de efecto invernadero, atrapan el calor que de otro modo escaparía al espacio.

¿Qué es el efecto invernadero?

Un invernadero es una casa hecha de vidrio, la cual permanece cálida por dentro, incluso durante el invierno. La luz del sol brilla y calienta las plantas y el aire en el interior, el calor está atrapado por el vidrio y no puede escapar, algo similar ocurre en nuestro planeta.

Un invernadero es el ejemplo perfecto para definir este fenómeno, ya que, así como el vidrio mantiene el calor en el invernadero, los gases mantienen el calor en la Tierra.

Los gases que se encuentran en la atmósfera, como por ejemplo, el dióxido de carbono (CO2), hacen lo mismo que hace el techo de un invernadero. Durante el día, los rayos del Sol entran a través de la atmósfera, la superficie de la Tierra se calienta y por la noche, se enfría y libera el calor en el aire, sin embargo, este calor reflejado no es devuelto al espacio porque queda atrapado por los gases de efecto invernadero en la atmósfera, lo que mantiene cálida la Tierra.

De manera que, definimos al efecto invernadero como un proceso natural que calienta la superficie de la Tierra.

¿El efecto invernadero es natural o producido por el hombre?

El efecto invernadero no es un fenómeno creado por el hombre, la atmósfera terrestre siempre ha tenido gases de efecto invernadero y siempre han calentado la Tierra. Si no hubiera efecto invernadero, el planeta estaría tan frío que sería inhabitable.

El efecto invernadero no es creado por el hombre, sin embargo, la actividad humana es la razón por la cual se incrementa.

Sin embargo, aunque sea un fenómeno natural, la actividad humana provoca un cambio en la fuerza del efecto invernadero al aumentar la proporción de gases de efecto invernadero en el aire. Por ejemplo, la concentración de CO2 en el aire ha aumentado de 315 ppm a 387 ppm desde el año 1959.

¿Sabías qué...?
Los clororofluorocarbonos fueron prohibidos en 1996 debido a que destruyen la capa de ozono. Tienen una capacidad de supervivencia en la atmósfera de 50 a 100 años y con el tiempo pueden pasar a la estratosfera donde liberan el cloro y destruyen el ozono.

Si el efecto invernadero es demasiado fuerte, lo que ocurrirá es que la Tierra se volverá más y más caliente. Esto es lo que sucede actualmente, hay demasiados gases de efecto invernadero que producen que este efecto sea más fuerte.

¿Cómo ocurre este efecto en la Tierra?

  1. Los rayos ultravioletas provenientes del Sol llegan a la atmósfera.
  2. Parte del calor es absorbido por la tierra y los océanos, lo que calienta la Tierra.
  3. La Tierra libera calor hacia el espacio.
  4. Parte del calor es atrapado por los gases de efecto invernadero y calienta la Tierra, otra parte es liberada a la atmósfera. Sin embargo, si aumentan los gases de efecto invernadero, el exceso de calor no es liberado.

Causas del efecto y gases que lo producen

Es causado por la interacción entre la energía del Sol y los gases de efecto invernadero en la atmósfera de la Tierra. La capacidad que tienen estos gases para atrapar el calor es lo que causa este fenómeno.

Los gases de efecto invernadero están compuestos por 3 o más átomos, esta estructura molecular es lo que hace posible que logren atrapar el calor que es reflejado por la Tierra hacia la atmósfera.

Los gases que intervienen en este fenómeno son:

  • Vapor de agua
  • Dióxido de carbono (CO2)
  • Metano (CH4)
  • Óxidos de nitrógeno (NOx)
  • Ozono (O3)
  • Clorofluorocarbonos (CFC)
Sin la presencia de los gases de efecto invernadero, este fenómeno colapsaría.

¿Qué está agravando el efecto invernadero?

  • Aumento de las fábricas que liberan gases contaminantes a la atmósfera.
  • Uso de combustibles fósiles.
  • Uso de transportes que requieren gasolina, por ejemplo, buses, automóviles o aviones, entre otros.
  • La tala de árboles, ya que ellos son los encargado de tomar el CO2 de la atmósfera.
  • El aumento de la ganadería produce un aumento excesivo del metano, gas que se genera durante la digestión de los alimentos por parte del ganado y que luego es expulsado por ellos.

Consecuencias del efecto invernadero

Deshielo de los polos

En los polos, el deshielo ocurre a ritmos diferentes y es mucho mayor en el Ártico, esto se debe a que el Ártico está formado por hielo marítimo y aumento de la temperatura de los océanos puede que lo afecte más, además de que en el norte, están los países que más contaminan.

Con el aumento en los niveles de emisión de gases de efecto invernadero, este fenómeno se ha incrementado hasta el punto en que se mantiene demasiado calor en la atmósfera de la Tierra, lo que trae graves consecuencias para el ambiente, entre las que se pueden destacar:

  • Desertificación.
  • Derretimiento de los polos, lo que a su vez provoca un aumento en el nivel del mar.
  • Tormentas más fuertes y eventos extremos.
  • Incremento en los incendios forestales.
  • Aumento de la radiación solar, lo que provoca enfermedades como el cáncer de piel.
  • Acidificación de los océanos, debido a que estos son sumideros de CO2. El CO2 reacciona con el agua y forma ácido carbónico, si aumenta el CO2, se incrementa esta interacción y se acidifica el océano.
  • La acidificación de los océanos junto con el aumento de temperatura puede provocar extinciones de muchas especies.
El efecto invernadero junto con el calentamiento global, destruyen el hábitat de muchos animales.
  • Descontrol en el crecimiento de las plantas.
  • Destrucción de la capa de ozono debido al aumento del óxido nitroso, el principal gas de efecto invernadero que daña esta capa.

 

Combustión completa e incompleta

Siempre nos resulta interesante una explosión de fuegos artificiales, disfrutamos el brillo, los colores y la iluminación del cielo delante de nuestros ojos. ¿Y esto tiene algo que ver con química? Pues sí, la química está involucrada íntimamente con numerosos procesos que están presentes en nuestra cotidianidad, el destello de luces que observamos cuando explotan los fuegos artificiales no es más que un proceso de combustión, en el que la pólvora interactúa con oxígeno y un iniciador que propicia la ignición.

Fuegos artificiales, un espectáculo de combustión.

Cuando hablamos de un proceso de combustión nos referimos a una reacción química, de carácter exotérmico, que involucra un cambio de estado de oxidación, en el cual hay una transformación de la materia para producir energía y esta puede apreciarse en forma de luz o calor. La cual necesita de tres actores principales: El comburente, es aquel agente que provoca se lleve a cabo la oxidación, el oxígeno (O2). El combustible, un material que contiene fundamentalmente carbono, en estado sólido, líquido o gaseoso, este es que es el que se quema. Y el iniciador, que pudiera ser calor o temperatura, y que representa la energía de activación para que el proceso pueda llevarse a cabo.

La energía eléctrica puede generarse gracias a un proceso de combustión.

Una reacción química es exotérmica cuando se genera un desprendimiento de energía en la transformación de reactivos a productos.

Todo es cuestión de oxígeno.

Los tres actores mencionados anteriormente (combustible comburente e iniciador), son los protagonistas de la escena principal. Es necesaria la presencia de todos o el proceso no podrá llevarse a cabo. En caso de tener solo el combustible y el comburente, sin la presencia de un iniciador, la combustión no será inducida. Todo es cuestión de oxígeno (O2), pues si existe una deficiencia de este, el carbono no se oxidará por completo, de forma que producirá compuestos con bajo estado de oxidación como el monóxido de carbono (CO), compuestos no quemados o incluso parte de combustible, a este se le denomina combustión incompleta, pues el combustible no fue quemado por completo. Mientras que cuando se producen compuestos con mayor estado de oxidación, todo el carbono presente en el combustible se transforma en dióxido de carbono (CO2) y el hidrógeno en agua (H2O), se denomina combustión completa, pues el combustible se quemó en su totalidad.

Las industrias utilizan a diario la combustión.

Ahora bien, la elección entre la combustión completa e incompleta, será de acuerdo a las necesidades, en algunos casos la energía necesaria implica la incineración total del combustible.

Sin embargo en diversos casos industriales se desea transformar la materia prima en pequeñas fracciones que sirvan como alternativas energéticas para cubrir la demanda de otros procesos. Por ejemplo la producción de otros gases inflamables, que permitan la obtención de una energía controlada con respecto a la obtenida cuando el proceso es completo.

Como hemos visto, la combustión, representa uno de los procesos químicos que más está relacionado con todo lo que nos rodea, existen muchos ejemplos de la vida diaria que involucran este fenómeno, pues evidentemente necesitamos energía para desarrollar todas nuestras actividades, que van desde labores sencillas en el hogar hasta aplicaciones a nivel industrial.

La combustión es parte del uso cotidiano.

Por ejemplo, cuando necesitamos desplazarnos de un lugar a otro por motivo de viaje, para ir al trabajo, a la escuela o a grandes distancias, generalmente la vía que escojamos utiliza combustible fósil a excepción de los trenes y autos eléctricos. La gasolina es el combustible que se usa con más frecuencia, es una mezcla de hidrocarburos, que al combinarse con oxígeno y una fuente de ignición, se quema y produce energía, la cual es almacenada y distribuida para permitir el cumplimiento de las diversas funciones.

Metano, el hidrocarburo más simple.

Los hidrocarburos son moléculas formadas principalmente por carbono e hidrógeno.

El monóxido de carbono (CO2) es tan tóxico, que es capaz de interrumpir el transporte de oxígeno en la sangre de los seres vivos, provocando un envenenamiento de la misma. Y como sin oxígeno no hay vida, te recomendamos tener mucho cuidado con este gas incoloro.

CALENTAMIENTO GLOBAL

Efecto del calentamiento global

¡Pero no todo es energía! En la transformación de la materia hay reacciones de desecho, dando lugar a productos no deseados como gases altamente tóxicos, tanto que pueden llegar a ser perjudiciales para los seres vivos, entre los cuales podemos destacar el monóxido de carbono (producto de la combustión incompleta) y el dióxido de carbono (producto de combustión completa). Estos gases son contaminantes de la atmosfera, ya que participan en el calentamiento global, el efecto invernadero, la lluvia ácida y otras alteraciones ambientales.