Carmen Esteban Universidad Nacional de San Luis

Presentación del tema: "Carmen Esteban Universidad Nacional de San Luis"— Transcripción de la presentación:

1 Carmen Esteban Universidad Nacional de San Luis
EL EFECTO INVERNADERO Carmen Esteban Universidad Nacional de San Luis

2 DESCRIPCIÓN DEL FENÓMENO
EL EFECTO INVERNADERO DESCRIPCIÓN DEL FENÓMENO

3 ¿Qué es el Efecto Invernadero?
Fenómeno mediante el cual la temperatura de un ambiente cerrado, en el que ingresa la radiación solar, se incrementa muy por encima de la temperatura exterior a dicho ambiente.

4 Ejemplos Dentro de un invernadero (como el utilizado para el cultivo de vegetales), la temperatura es más alta que en el exterior, sin necesidad de que empleemos calefacción para hacerlo. También puede tratarse de un colector solar de placa plana, como el empleado en los calefones solares. Invernadero

5 Ejemplos Superficie de la Tierra con su atmósfera
·        O bien toda la superficie de la tierra con su atmósfera. La temperatura media en la Tierra es de unos 15ºC y si la atmósfera no existiera sería de unos -18ºC. Superficie de la Tierra con su atmósfera

6 Requerimientos Tres elementos Radiación Solar Cubierta
semitransparente la radiación solar, una cubierta semitransparente que encierre o envuelva a una superficie absorbente. que absorba la radiación que llega y la re-emita. En el caso de nuestro planeta, la atmósfera es la que cumple la función de cubierta semitransparente a la radiación y que encierra a la superficie terrestre (superficie absorbente). Superficie absorbente

7 El Espectro Electromagnético
La luz visible es sólo una porción del espectro electromagnético. La mayor parte de la energía que llega a nuestro planeta procede del Sol. Viene en forma de radiación electromagnética (ondas electromagnéticas). Estas ondas se desplazan en el vacío a la velocidad de la luz ( c = 3 x 108 m/s). Sólodifieren en su longitud de onda y por lo tanto en su frecuencia.La luz visible es sólo una porción del espectro electromagnético. Ondas con longitudes superores a 770 nm (rojo) no son visibles para el ojo humano, y tenemos la radiación infrarroja, radio, TV. Ondas con longitudas inferiores a 390nm (violeta) tampoco son percibidas y tenemos a la r. Ultravioleta, RX, gama. Longitud de onda (mm)

8 La Radiación Solar Todo cuerpo emite radiación
Esta radiación se caracteriza por estar constituida por un amplio espectro de longitudes de onda, que se extiende entre dos extremos alejados entre sí. Radiación solar se parece a la de un cuerpo negro a 5777 K. No solo el sol emite radiación. Todo cuerpo emite radiación. Esta radiación se caracteriza por estar constituida por un amplio espectro de longitudes de onda, que se extiende entre dos extremos alejados entre sí. Estos extremos, así como la longitud de onda de mayor intensidad, depende de la temperatura a la que se encuentra el cuerpo. La radiación solar que llega a las inmediaciones de nuestro planeta se parece a la de un cuerpo negro a 5777 ºC.

9 Radiación de cuerpo negro
La radiación solar atraviesa la atmósfera y alcanza a la sup. Terrestre calentándola. Al igual que el Sol, la superficie de la Tierra (continentes, océanos, casquetes polares) y la atmósfera también emiten radiación, pero con un nivel de energía mucho menor que la del Sol. Esta radiación se manifiesta principalmente en las longitudes de onda correspondientes al infrarrojo lejano.

10 La atmósfera terrestre
Es una mezcla de gases que rodea a la Tierra. El 99% de su masa se concentra en los primeros 30 km. La atmósfera se divide en capas: La atmósfera es la capa gaseosa que cubre la Tierra y que se mantiene atrapada a ella por la fuerza de gravedad. Comparado con el radio de la Tierra (6400 km) el espesor de la atmósfera es relativamente pequeño: el 99 % de su masa se concentra en los primeros 30 km sobre la superficie de la Tierra..

11 Capas de la Atmósfera La atmósfera se divide en varias capas concéntricas sucesivas. Esta división teórica se corresponde con las variaciones de temperatura en la misma : Troposfera, que se extiende desde la superficie de la Tierra hasta los 11 km. Estratosfera (hasta los 47 km) Mesosfera (80km) Termósfera (110 km).

12 Composición de la atmósfera
Nitrógeno % Oxígeno % Argón % Dióxido de carbono 0.33 % Neón, Helio, Kriptón, Xenón, Metano, Ozono, etc. Vapor de agua altamente variable Una atmósfera normal, en la actualidad contiene más de 20 elementos permanentes, estables y uniformemente distribuidos, además del vapor de agua cuya concentración es altamente variable.

13 Efecto de la Atmósfera sobre la Radiación Solar
Espectro solar fuera de la atmósfera Espectro solar dentro de la atmósfera Los diferentes gases y otros componentes de la atmósfera no absorben de igual forma los distintos tipos de radiaciones. Algunos gases, como el oxígeno y el nitrógeno son transparentes a casi todas las radiaciones, mientras que otros como el vapor de agua y el dióxido de carbono son transparentes a las radiaciones de longitud de onda corta (ultravioletas y visibles), mientras que absorben las radiaciones largas (infrarrojas). Esta diferencia es decisiva en la producción del efecto invernadero.

14 ¿Por qué se produce? La energía que llega del sol, al proceder de un cuerpo a muy elevada temperatura, está formada por radiación de onda corta que traspasa la atmósfera con gran facilidad. La radiación que llega calienta la superficie de la tierra y esta se enfría emitiendo radiación.

15 ¿Por qué se produce? La energía emitida hacia el exterior, al proceder de un cuerpo mucho más frío, está formada por radiación de onda larga, y es absorbida por los gases con efecto invernadero. Esta retención de la energía hace que la temperatura sea más alta.

16 El efecto invernadero en la Tierra
El efecto invernadero hace que la temperatura media de la superficie de la Tierra sea 33ºC mayor que la que tendría si no existieran gases con efecto invernadero en la atmósfera.  ·   El efecto invernadero hace que la temperatura media de la superficie de la Tierra sea 33ºC mayor que la que tendría si no existieran gases con efecto invernadero en la atmósfera. La temperatura media en la Tierra es de unos 15ºC y si la atmósfera no existiera sería de unos -18ºC.

17 El Cambio Climático Los componentes de la atmósfera se han mantenido estables en los últimos miles de años, de manera que el balance entre la radiación solar que entra y la radiación infrarroja terrestre que sale se ha mantenido aproximadamente en equilibrio. Durante miles de años, el efecto invernadero natural ha mantenido el clima de la Tierra a una temperatura media relativamente estable y ha permitdo que se desarrolle la vida.

18 El Cambio Climático La concentración de anhídrido carbónico (y otros gases invernadero) ha ido creciendo constantemente debido a la actividad humana: quema de grandes masas de vegetación. uso masivo de combustibles fósiles procesos industriales En el último siglo la concentración de anhídrido A comienzos de siglo por la quema de grandes masas de vegetación para ampliar las tierras de cultivo, lo que reduce el proceso de absorción de anhídrido carbónico. En los últimos decenios, por el uso masivo de combustibles fósiles como el petróleo, carbón y gas natural, con lo que se libera el carbono depositado en el interior de la Tierra a lo largo de millones de años.

19 El Cambio Climático procesos industriales
Algunos procesos industriales liberan gases que tienen efecto invernadero (CO2, metano, oxido nitroso, gases fluorados).

20 El Cambio Climático Las evidencias científicas no son totalmente claras, pero en 1995 la IPCC acordaron que: El conjunto de evidencias sugiere un cierto grado de influencia humana sobre el clima global IPCC: principal organismo internacional que se encarga de coordinar todos los estudios sobre este tema, un panel de 3000 científicos de primera línea y pertenecientes a 150 paises. Fue establecido en 1988 por las Naciones Unidas para conseguir una mejor comprensión del cambio climático y para proporcionar información científica autorizada a los responsables políticos.

21 Consecuencias que los desiertos se hagan más cálidos pero no más húmedos No es posible predecir con gran seguridad lo que pasaría en los distintos lugares, pero son previsibles algunas consecuencias: que los desiertos se hagan más cálidos pero no más húmedos, lo que tendría graves consecuencias en zonas donde el agua es escasa.

22 Consecuencias Entre un tercio y la mitad de todos los glaciares se fundirían. ·         Entre un tercio y la mitad de todos los glaciares del mundo y gran parte de los casquetes polares se fundirían, poniendo en peligro las ciudades y campos situados en los valles que se encuentran por debajo del glaciar. Grandes superficies costeras podrían desaparecer inundadas por las aguas que ascenderían de 0,5 a 2 m.

23 Consecuencias Tierras agrícolas se convertirían en desiertos
Tierras agrícolas se convertirían en desiertos y, en general, se producirían grandes cambios en los ecosistemas terrestres. Todos estos cambios supondrían una gigantesca convulsión en nuestra sociedad que en un tiempo relativamente breve tendría que hacer frente a muchas obras de contención del mar, emigraciones de millones de personas, cambios en los cultivos, etc. 

24 Protocolo de Kioto (1997) Los gobiernos acordaron en 1997 en Kioto un Convenio Internacional para reducir las emisiones de gases con efecto invernadero.

25 Protocolo de Kioto (1997) Programa para revertir esta situación.
Etapas: primera etapa se congelaban las tasas de emisión de anhídrido carbónico, y de otros gases que producen efecto invernadero , hacia la atmósfera. segunda etapa se procedería a su reducción. Acuerdo aceptado por amplia mayoría, aún no entra en vigencia porque los mayores consumidores de energía han presentado objeciones. EEUU o Rusia, que suponen el 33% y 17%, respectivamente En cuanto el Parlamento ruso apruebe la ratificación, El Protocolo de Kioto entrará en vigor dejando aislada a la Administración Bush. Por fin Kioto va a ser Ley internacional.

26 EL EFECTO INVERNADERO PROYECTO EDUCATIVO
Los integrantes del Lab. de Energía Solar de la UNSL hemos llevado a cabo tareas de divulgación sobre las fuentes de energías renovables, y colaboramos con los Clubes de Ciencia. Es allí donde nos encontramos en contacto con estudiantes interesados y aprovechamos estas ocaciones para difundir el uso de energías no convencionales y orientar el aprendizaje de los estudiantes. Así fue que nos contactaron alumnos de 2° año de polimodal, con el fin de que les sirvieramos de orientadores para realizar algún trabajo vinculado con la Ecología. Deseaban presentarse en un encuentra de Ecología.

27 ¿Cómo surge el Proyecto?
Avalado por la Universidad Dirigido al nivel polimodal Estudiantes con consideraban útil el conocimiento a adquirir.

28 Objetivos: que los estudiantes lograran
Encauzar la curiosidad espontánea sobre el medio ambiente hacia la formación de una actitud científica y reflexiva. Trabajar cooperativamente. Adquirir el conocimiento de un conjunto de temas de Física. Desarrollar la capacidad de organizar el estudio y el aprendizaje.

29 Objetivos: que los estudiantes lograran
Adquirir habilidades y destrezas en la recolección de datos y búsqueda bibliográfica. Montar y aplicar algunos instrumentos de medida. Diseñar experimentos cuyos resultados puedan interpretar o colaborar con los demás para interpretar. Traducir hechos experimentales por medio de tabla de valores y gráficos.

30 Objetivos: que los estudiantes lograran
Correlacionar diversas disciplinas científicas. Construir modelos con el fin de ilustrar resultados Sacar conclusiones y generar explicaciones didácticas con fundamentos científicos.

31 Desarrollo del Proyecto
El proyecto fue dividido en seis etapas, en cada una de las cuales se lograba llegar a uno o varios de los objetivos propuestos.

32 Primera Etapa Charla con los alumnos sobre posibles temas a tratar.
Elección del tema : “Efecto Invernadero” Exposición de conocimientos previos Los alumnos plantean los objetivos de su trabajo: Mostrar en qué consiste el efecto invernadero y cuáles son sus principales contribuyentes Concientizar sobre la actividad humana sobre el clima del planeta.

33 Radiación solar y terrestre
Segunda Etapa Radiación solar y terrestre Efecto Invernadero El tiempo disponible hasta la realización del encuentro de ecología era de 4 meses. Considerando el nivel de formación de los estudiantes y que iban a realizar esta investigación como tarea extraescolar en sus momentos libres, hicimos la selección de los temas básicos que deberían aprender Actividad humana contaminante Atmósfera

34 Tercera Etapa Búsqueda de material bibliográfico.
Periodo de estudio organizado y asistido. Discusiones grupales: reforzaron conceptos, establecen correlaciones entre las diversas disciplinas y temas. Identificación del problema: Quema intensiva de combustibles fósiles Mayor porcentaje de CO2 en la atmósfera Los estudiantes, junto a nosotros, realizaron la búsqueda de material bibliográfico de acuerdo a los temas seleccionados. Se distribuyeron el material de lectura, el cual estaba constituido por libros específicos de física, de radiación solar, de Biología, revistas científicas de difusión masiva y artículos periodísticos. Luego de un período de estudio organizado y asistido expusieron los conocimientos adquiridos.

35 Tercera Etapa Cómo mostrar esta problemática Necesidad de buscar:
un material que simule el comportamiento absorbente de la atmósfera frente a la radiación, Una fuente de radiación que simule la solar. Otra que simule la terrestre Uso de un detector de radiación.

36 Cuarta Etapa Búsqueda experimental de materiales que dejan pasar la radiación infrarroja y que no la dejan pasar. Fuente de radiación infrarroja: estufa de cuarzo Detector: termopila conectada a un milivoltímetro. Confeccionan una tabla con los resultados obtenidos. Seleccionan: vidrio bolsas para freezer

37 Cuarta Etapa 1º Experiencia demostrativa
Termopila: es un dispositivo que absorbe la radiación y la convierte en una diferencia de potencial.

38 Cuarta Etapa 2° Experiencia demostrativa

39 Quinta Etapa Elaboración de informe: Resumen Introducción Desarrollo
Objetivos Hipótesis Desarrollo Planteo de experiencias Selección de materiales e instrumentos de medida Experiencias y resultados Ciclo del Carbono Dificultades

40 Quinta Etapa Elaboración de informe: Conclusiones Bibliografía
Aplicación de resultados Proyecciones Bibliografía Agradecimientos

41 Quinta Etapa Preparación de láminas.
Confección de folletos de difusión y concientización

42 Sexta Etapa Exposición del trabajo en las Ferias Provincial y Nacional de Ciencia y Tecnología y en un Encuentro Latinoamericano sobre Ecología y Calidad de Vida. Premios y menciones especiales.

43 Conclusiones Experiencia educativa llevada a cabo con éxito.
Se lograron los objetivos propuestos por los docentes y los propuestos por los estudiantes.

44 RADIACIÓN SOLAR Y TERRESTRE
Espectro electromagnético Ondas: longitud, frecuencia, velocidad. Efectos microscópicos y macroscópicos Radiación de cuerpo negro: solar y terrestre. Escala logarítmica, notación científica. Interpretación de gráficos.

45 ATMÓSFERA Capas Composición Formas de intercambio de energía
conducción convección radiación Comportamiento selectivo frente a la radiación.

46 ACTIVIDAD HUMANA CONTAMINANTE
Ciclo del carbono Acuerdos Internacionales