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CONTENIDO Problemas ambientales: Calentamiento global, efecto invernadero, disminución de la capa de ozono.

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Presentación del tema: "CONTENIDO Problemas ambientales: Calentamiento global, efecto invernadero, disminución de la capa de ozono."— Transcripción de la presentación:

1 CONTENIDO Problemas ambientales: Calentamiento global, efecto invernadero, disminución de la capa de ozono.

2 Dra. Flor Teresa García Huamán Definición: Fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de una atmósfera planetaria retienen parte de la energía que el suelo emite por haber sido calentado por la radiación solar. 2

3 Afecta a todos los cuerpos planetarios dotados de atmósfera. De acuerdo con el actual consenso científico, el efecto invernadero se está viendo acentuado en la tierra por la emisión de ciertos gases como el dióxido de carbono y metano debido a la actividad económica humana. Este efecto evita que la energía solar recibida constantemente por la tierra vuelva inmediatamente al espacio produciéndose a escala planetaria un efecto similar al observado en un invernadero.

4 Dra. Flor Teresa García Huamán El efecto invernadero es un factor esencial del clima de la tierra. Bajo condiciones de equilibrio la cantidad total de energía que entra en el sistema por la radiación solar se compensará exactamente con la cantidad de energía radiada al espacio permitiendo a la tierra mantener una temperatura media constante en el tiempo. 4

5 Dra. Flor Teresa García Huamán RADIACIÓN RECIBIDA DEL SOL El sol es el responsable de casi toda la energía almacenada desde el exterior a la tierra. El sol emite radiación que se puede considerar de onda corta (frecuencia alta), centrada en torno a la parte del espectro a la que son visibles los ojos y que llamamos por ello luz visible. Incluye también dosis significativas de radiación ultravioleta de longitud de onda menor que la visible. La parte ultravioleta es absorbida en buena parte por el ozono y otros gases en la alta atmósfera, contribuyendo a su calentamiento, mientras que la luz visible traspasa la atmósfera casi sin problemas. 5

6 Dra. Flor Teresa García Huamán La tierra intercepta una energía del sol que en la parte superior de la atmósfera vale W/m 2, sin embargo, sólo intercepta energía la sección de la tierra orientada hacia el sol, así que hay que dividir la constante solar entre cuatro lo que lleva a 342 W/m 2 ALBEDO De la radiación que llega al planeta, principalmente en forma de luz visible, una parte es reflejada inmediatamente. Esta fracción de energía que es devuelta inmediatamente al espacio se llama albedo y para la tierra vale 0,313 (31,3%), así que se pierden en el espacio: 0,313 X 342 = 107 W/m 2 Por lo que quedan: = 235 W/m 2 que es la energía que no es reflejada por la atmósfera, el suelo sólido o el océano. 6

7 Dra. Flor Teresa García Huamán El albedo de la tierra es un factor causal importante de su clima, afectado por causas naturales y también por otras antropogénicas. Es frecuente confundir los efectos del albedo con los del efecto invernadero, pero el primero se refiere a energía devuelta directamente al espacio, mientras que el segundo lo hace a energía primero absorbida y luego emitida. En el primer caso se trata de los mismos fotones llegados desde el sol, en el segundo se trata de los que la tierra emite tras calentarse, precisamente por no haber reflejado toda la radiación solar. 7

8 Dra. Flor Teresa García Huamán La tierra como todo cuerpo caliente, emite radiación, pero al ser su temperatura mucho menor que la solar, emite radiación infrarroja de una longitud de onda mucho más larga que la que recibe. Sin embargo, no toda esta radiación vuelve al espacio ya que los gases de efecto invernadero absorben la mayor parte. Gases de Efecto Invernadero: Vapor de agua (H 2 O) Dióxido de carbono (CO 2 ) Metano (CH 4 ) Óxidos de Nitrógeno (NO X ) Ozono (O 3 ) Clorofluorocarbonos artificiales 8

9 Dra. Flor Teresa García Huamán Si no existiera este efecto la temperatura media de la superficie de la tierra sería -22 ºC y gracias al efecto invernadero (especialmente vapor de agua), como en los grandes desiertos, las fluctuaciones de temperatura entre el día (absorción de radiación solar) y la noche (emisión hacia el cielo nocturno) son muy grandes Desde hace unos años el hombre está produciendo un aumento de los gases de efecto invernadero, con lo que la atmósfera retiene más calor y devuelve a la tierra aún más energía causando un desequilibrio del balance radiactivo y un CALENTAMENTO GLOBAL. 9

10 Dra. Flor Teresa García Huamán Si bien todos los gases de efecto invernadero (excepto los CFCs) son naturales en tanto que ya existían en la atmósfera antes de la aparición del hombre, desde la revolución industrial y debido principalmente al uso intensivo de los combustibles fósiles en las actividades industriales y el transporte se han producido sensibles incrementos en las cantidades de óxido de nitrógeno y dióxido de carbono emitidas a la atmosfera con el agravante de que otras actividades humanas, como la deforestación, han limitado la capacidad regenerativa de la atmósfera para eliminar el dióxido de carbono, principalmente responsable del efecto invernadero Estos cambios causan un paulatino incremento de la temperatura terrestre, el llamado CAMBIO CLIMÁTICO o CALENTAMIENTO GLOBAL que a su vez es origen de otros problemas ambientales. 10

11 Dra. Flor Teresa García Huamán De los planetas del sistema solar Venus, es el que tiene un efecto invernadero más intenso debido a la densidad y composición de su atmósfera ya que contiene un 96% de CO 2 y tiene una presión superficial de 90 bar. En estas condiciones la superficie alcanza temperaturas de hasta 460 ºC. Cuando comenzó el estudio de la atmósfera de Venus en , surgieron las primeras señales de alarma sobre un posible efecto invernadero en la tierra provocado por el aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera. Siendo ambos planetas geológicamente muy similares su principal diferencia se encuentra en la intensidad del efecto invernadero en Venus. 11

12 Dra. Flor Teresa García Huamán PROTOCOLO DE KIOTO: Es un convenio internacional que intenta limitar globalmente las emisiones de gases de efecto invernadero. Surge de la preocupación internacional por el calentamiento global que podrían controlar las emisiones descontroladas de estos gases. 12

13 Dra. Flor Teresa García Huamán CAMBIO CLIMÁTICO 13

14 Dra. Flor Teresa García Huamán Definición: Se llama cambio climático a la modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional. Tales cambios se producen a muy diversas escalas de tiempo y sobre todo los parámetros climáticos: Temperatura, precipitaciones, nubosidad, etc. Son debidas a causas naturales y a la acción de la humanidad. La convención marco de las Naciones Unidas sobre el cambio climático usa el término Cambio Climático, sólo para referirse al cambio por causas humanas. 14

15 Dra. Flor Teresa García Huamán Por cambio climático se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante periodos de tiempo comparables. Además del calentamiento global, el cambio climático implica cambios en otras variables como las lluvias globales y sus patrones, la cobertura de nubes y todos los demás elementos del sistema atmosférico. 15

16 Dra. Flor Teresa García Huamán Efectos antropogénicos El ser humano es hoy uno de los agentes climáticos de importancia, su influencia comenzó con la deforestación de bosques para convertirlos en tierras de cultivo y pastoreo, pero en la actualidad su influencia es mucho mayor al producir la emisión abundante de gases que producen un EFECTO INVERNADERO: CO 2 en fábricas y en medios de transporte y metano en granjas de ganadería intensiva y arrozales. Actualmente tanto las emisiones de gases como la deforestación se han incrementado hasta el nivel que parece difícil que se reduzca a corto y mediano plazo, por las implicancias técnicas y económicas de las actividades involucradas. 16

17 Dra. Flor Teresa García Huamán Según el Ministerio Ambiental Español, las reducciones de la intensidad energética en los vehículos ligeros, que ofrecerían periodos de amortización a los usuarios de tres a cuatro años mediante el ahorro de combustible, pueden disminuir las emisiones específicas entre un 10% y 25% para el año Además si se utiliza disel, gas natural o propano en lugar de gasolina, técnicamente se pueden reducir las emisiones entre un 10% y 30%, que alcanzarían el 80% si los combustibles proceden de fuentes renovables. 17

18 Dra. Flor Teresa García Huamán Así mismo, el control de las fugas de refrigerantes puede añadir otro 10% de reducción. La aplicación de medidas fiscales sobre los combustibles, principalmente en países con bajos precios podría reducir las emisiones del transporte por carretera en un 25%, aunque esta medida tendría implicaciones económicas indirectas en otros sectores. 18

19 Dra. Flor Teresa García Huamán LLUVIA ÁCIDA 19

20 Dra. Flor Teresa García Huamán HISTORIA Revolución industrial: Contaminación del hombre. 1852: Robert Angus Smith estudió la lluvia ácida. Polución del aire (Manchester, Inglaterra). 1960: Inicio estudios lluvia ácida. 1972: Aparece término lluvia ácida. Actualmente: Países europeos, Rusia y China son los más afectados. 20

21 Dra. Flor Teresa García Huamán DEFINICIÓN: La lluvia ácida se forma cuando la humedad del aire se combina con óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales hidroeléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo. Finalmente estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las precipitaciones constituyendo la lluvia ácida. Los contaminantes atmosféricos primarios que dan origen a la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, trasladándolos los vientos cientos o miles de kilómetros antes de precipitar. 21

22 Dra. Flor Teresa García Huamán Emisiones: Industria metalúrgica, fábricas, centrales hidroeléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados. Emisiones naturales (erupciones volcánicas) Agua destilada: pH 7 Lluvia normal: pH 5.65 Lluvia ácida: pH menor de 5 (puede alcanzar hasta menos de pH 3) 22

23 Dra. Flor Teresa García Huamán Vapor agua Oxido nitroso (NO) Ácido Nítrico (HNO 3 ) Vapor de agua Dióxido de azufre (SO 2 ) Ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) 23

24 Dra. Flor Teresa García Huamán FORMACIÓN DE LA LLUVIA ÁCIDA Una gran parte del SO 2 (dióxido de azufre) emitido a la atmósfera procede de la emisión natural que se produce por las erupciones volcánicas, que son fenómenos irregulares. Sin embargo, una de las fuentes de SO 2 es la industria metalúrgica. El SO 2 puede proceder también de otras fuentes, por ejemplo como el sulfuro de dimetilo, (CH 3 ) 2 S, y otros derivados, o como sulfuro de hidrógeno, H 2 S. Estos compuestos se oxidan con el oxígeno atmosférico dando SO 2. 24

25 Dra. Flor Teresa García Huamán Finalmente el SO 2 se oxida a SO 3 (interviniendo en la reacción radicales hidroxilo y oxígeno) y este SO 3 se puede quedar disuelto en las gotas de lluvia, es el de las emisiones de SO 2 en procesos de obtención de energía: el carbón, el petróleo y otros combustibles fósiles contienen azufre en unas cantidades variables (generalmente más del 1%), y, debido a la combustión, el azufre se oxida a dióxidos de azufre: S + O 2 SO 2 25

26 Dra. Flor Teresa García Huamán Los procesos industriales en los que se genera SO 2, por ejemplo son en la industria metalúrgica. En la fase gaseosa el dióxido de azufre se oxida por reacción con el radical hidroxilo por una reacción intermolecular: SO 2 + OH HOSO 2 seguida por: HOSO 2 · + O 2 HO 2 · + SO 3 En presencia del agua atmosférica o sobre superficies húmedas, el trióxido de azufre (SO 3 ) se convierte rápidamente en ácido sulfúrico: SO 3 (g) + H 2 O(l) H 2 SO 4 (l) 26

27 Dra. Flor Teresa García Huamán El NO se forma por reacción entre el oxígeno y el nitrógeno a alta temperatura: O 2 + N 2 2NO Una de las fuentes más importantes es a partir de las reacciones producidas en los motores térmicos de los automóviles y aviones, donde se alcanzan temperaturas muy altas. Este NO se oxida con el oxígeno atmosférico: O 2 + 2NO 2NO 2 Y este 2NO2 reacciona con el agua dando ácido nítrico que se disuelve en el agua: 3NO 2 + H 2 O 2HNO 3 + NO 27

28 Dra. Flor Teresa García Huamán EFECTOS: Animales acuáticos y terrestres, árboles y plantas e incluso infraestructuras humanas sufren los efectos dañinos de la lluvia ácida. Es culpa del ser humano que emite óxido de nitrógeno y el dióxido de azufre de sus fábricas, centrales hidroeléctricas, vehículos, etc. Por ejemplo: Estatuas y monumentos hechos en mármol o caliza se deshacen con cada lluvia ácida. 28

29 Dra. Flor Teresa García Huamán Entre las medidas que se pueden tomar para reducir la emisión de los contaminantes precursores de éste problema tenemos las siguientes: Reducir el nivel máximo de azufre en diferentes combustibles. Trabajar en conjunto con las fuentes fijas de la industria para establecer disminuciones en la emisión de SO x y NO x, usando tecnologías para control de emisión de estos óxidos. Impulsar el uso de gas natural en diversas industrias. Introducir el convertidor catalítico de tres vías. 29

30 Dra. Flor Teresa García Huamán La conversión a gas en vehículos de empresas mercantiles y del gobierno. Ampliación del sistema de transporte eléctrico. Instalación de equipos de control en distintos establecimientos. No agregar muchas sustancias químicas en los cultivos. Adición de un compuesto alcalino en lagos y ríos para neutralizar el pH. Control de las condiciones de combustión (Temperatura, oxigeno, etc.). 30

31 DISMINUCIÓN DE LA CAPA DE OZONO La capa de ozono es un cinturón de gas ozono natural que se sitúa entre 15 y 30 kilómetros sobre la Tierra como si fuera un escudo contra la dañina radiación ultravioleta B emitida por el sol. El ozono es una molécula altamente reactiva que contiene tres átomos de oxígeno. Está constantemente en formación y se rompe en la atmósfera superior, a kilómetros sobre la Tierra, en la zona llamada estratosfera. Dra. Flor Teresa García Huamán31

32 En la actualidad, hay una preocupación extendida de que la capa de ozono se esté deteriorando debido a la liberación de la contaminación que contienen los productos químicos cloro y bromo. Dicho deterioro permite que grandes cantidades de rayos B ultravioleta alcancen la Tierra lo que puede provocar cáncer de piel y cataratas en humanos y dañar a los animales. Dra. Flor Teresa García Huamán32

33 Un exceso de radiación B ultravioleta que llegue a la Tierra también inhibe el ciclo del fitoplancton, organismos unicelulares como las algas que componen el último eslabón de la cadena alimenticia. Los biólogos temen que estas reducciones del fitoplancton provoquen una menor población de otros animales. Los investigadores también han documentado cambios en las tasas reproductivas de peces y cangrejos así como de ranas y salamandras que se exponen a un exceso de ultravioleta B. Dra. Flor Teresa García Huamán33

34 Los clorofluorocarbonos (CFC), sustancias químicas que se encuentran principalmente en los aerosoles en spray muy utilizados por las naciones industrializadas durante la mayor parte de los últimos 50 años, son los principales culpables del deterioro de la capa de ozono. Cuando los CFC alcanzan la parte superior de la atmósfera, se exponen a los rayos ultravioleta lo que causa que se descompongan en sustancias que incluyen cloro. El cloro hace reacción con los átomos de oxígeno en el ozono y destroza la molécula de ozono. Dra. Flor Teresa García Huamán34

35 Un átomo de cloro puede destruir más de cien mil moléculas de ozono según la Agencia para la Protección del Medio Ambiente de EE.UU. Dra. Flor Teresa García Huamán35

36 La capa de ozono sobre la Antártida ha sufrido un impacto considerable desde mediados de los años 80. Las bajas temperaturas de esta zona aceleran la conversión de los CFC en cloro. En la primavera y el verano del sur, cuando brilla el sol durante largos periodos del día, el cloro reacciona con los rayos ultravioleta destruyendo el ozono masivamente, hasta el 65%. Esto es lo que algunas personas denominan erróneamente agujero de ozono. En otras zonas, la capa de ozono se ha deteriorado un 20%. Dra. Flor Teresa García Huamán36

37 Aproximadamente el 90 % de los CFC actualmente en la atmósfera fueron emitidos por países industrializados en el Hemisferio Norte incluyendo los Estados Unidos y Europa. Estos países prohibieron los CFC en 1996 y la cantidad de cloro en la atmósfera está decreciendo. No obstante, los científicos calculan que se tardarán otros 50 años en devolver los niveles de cloro a su cifra natural. Dra. Flor Teresa García Huamán37

38 Dra. Flor Teresa García Huamán GRACIAS 38


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