Efecto invernadero y lluvia ácida

Radiaciones. Calentamiento global de la atmósfera. Gases. Capa de ozono

  • Enviado por: Sonya
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- EL EFECTO INVERNADERO. -

  • ¿Qué es el efecto invernadero?

El efecto invernadero es un fenómeno natural que ha desarrollado nuestro planeta para permitir que exista la vida y se llama así precisamente porque la Tierra actúa como un invernadero.

El planeta recibe unas radiaciones que provienen del Sol, las cuales atraviesan la atmósfera y aunque la mayoría de las radiaciones es absorbida por la estratosfera, hay radiaciones que llegan a la Tierra.

La Tierra al calentarse radia energía, la mayor parte de esta radiación atraviesa la atmósfera y llega al espacio donde se pierde, pero hay una pequeña cantidad que en su intento de llegar al espacio queda absorbida por la atmósfera, lo que provoca un calentamiento de la Tierra (unos 35º C más caliente de lo que estaría si no ocurriera esto).

Este fenómeno no sólo permite la vida en nuestro planeta, sino que es uno de los fenómenos más conocidos debido a sus graves efectos posibles.

Es causado por el aumento en la concentración de los gases de invernadero como el dióxido de carbono (CO2), los clorofluorocarbonatos (CFC), el metano (CH4), el óxido de nitrógeno (N2O) y el ozono en la troposfera.

  • ¿Qué gases intensifican este efecto? Indica alguna reacción química que sea responsable de la emisión de algunos de estos gases.

La radiación solar pasa a través de todos los gases nombrados anteriormente y éstos atrapan la radiación infrarroja reflejada por la superficie del suelo, aumentando así la temperatura de la atmósfera baja.

Se ha calculado el porcentaje de la influencia de cada uno de éstos gases en el efecto invernadero:

CO2 : Causa alrededor del 30% del efecto invernadero.

CH4 : Causa alrededor del 20% del efecto invernadero.

CFC : Causa alrededor del 30% del efecto invernadero.

O3 : Causa alrededor del 12% del efecto invernadero.

N2O : Causa alrededor del 8 % del efecto invernadero

H2O + hv H2O*

CO2 + hv CO2 *

* (INDICA QUE LA MOLÉCULA ESTA EXCITADA).

  • ¿Qué consecuencias pueden derivarse de una intensificación de dicho efecto?

La consecuencia principal del efecto invernadero es el calentamiento global de la atmósfera, el cual puede provocar el deshielo de los polos y el aumento consecuente del nivel del mar, la inundación de ciudades costeras y ribereñas, y la pérdida de biodiversidad.

Además contribuye a la desertización de áreas cercanas a los trópicos, y por lo tanto, al aumento de hambrunas y conflictos internacionales. Por ello, es necesario que los gobiernos y todas las sociedades empiecen a aplicar medidas para evitar y disminuir estos riesgos.

  • ¿Qué medidas podrían tomarse para evitar este efecto?

Para evitar esta catástrofe algunas de las medidas que pueden tomarse son:

1.- Reducir el consumo de combustibles fósiles y emplear otros combustibles o energías alternativas.

2.- Absorber el CO2 producido en la combustión de un combustible fósil antes de llegar a la atmósfera.

3.- Frenar la deforestación que se está produciendo en zonas como el Amazonas o países asiáticos.

4.- Eliminar la emisión de gases como CFC y controlar la producción de biogás (CH4).

- LA LLUVIA ÁCIDA. -

  • ¿Qué es?

La lluvia ácida es la incorporación de sustancias ácidas, principalmente

H2SO y HNO3 en el agua de la lluvia por la oxidación de los correspondientes óxidos, ya sea en fase de gas o en fase acuosa, este fenómeno se produce en el interior de la nube donde se altera la composición normal de las gotas de agua, produciendo así la lluvia ácida en caso de la precipitación de las gotas.

  • ¿A qué se debe?

Este fenómeno se produce principalmente en las emisiones de S y de N. Al quemar combustibles fósiles como carbón, petróleo... de las centrales eléctricas, de las calderas industriales y de los vehículos, etc.

De todos los combustibles fósiles sólo el gas natural no genera SO2 y tiene un contenido bajo de óxidos de nitrógeno. Al entrar estos contaminantes en contacto con el vapor de agua, la luz y el oxígeno se genera H2SO4 y SO3, en algunas regiones también hay HCl.

En este aspecto es importante la presencia de los radicales OH en las transformaciones químicas que tienen lugar en la troposfera, participando en la oxidación de diferentes sustancias como CH4, CO... y entre ellas el SO2 y los óxidos de nitrógeno.

Los radicales OH2 se generan en varios procesos químicos en la troposfera tales como la oxidación del H atómico por parte del oxígeno atmosférico. Por otra parte los radicales CH3O2 se generan en las etapas intermedias durante la oxidación del metano y de otros hidrocarburos presentes en la atmósfera.

Otro mecanismo de oxidación de SO2 en fase gaseosa puede ser su reacción con el O3 troposferico, donde se diferencian dos etapas: la primera de transformación del SO2 en SO3 y una segunda más rápida donde este se combina con el vapor de agua para dar lugar al ácido:

SO2 + O3 SO2 + O2

SO3 + H2O H2SO4

Por otra parte este proceso es más importante en la fase líquida debido a que el SO2 es muy soluble en el agua, en este caso uno de los oxidantes posibles es el H2O2, que oxida el H2SO3.

SO2 + H2O H2SO3

H2SO3 + H2O2 H2SO4 + H2

No obstante la extensión en la que se produce la segunda etapa esta limitada, ya que el H2O2 se presenta en la troposfera en concentraciones muy bajas. Otra posible vía es la oxidación del SO2 en fase acuosa por acción de determinados metales de transición.

Una vez formados compuestos como el ácido sulfúrico y nítrico bajan a la superficie las llamadas deposiciones ácidas. Bajo este término se incluye la lluvia ácida, la cual no solamente se disuelve en el agua de la lluvia, sino que también se incorpora en forma de nieve. También hay que considerar la deposición seca, que es la sedimentación de partículas sólidas correspondientes a sulfatos y nitratos formados por la neutralización de los respectivos ácidos.

  • ¿Qué efectos produce?

La lluvia ácida afecta a los bosques, al suelo, a las aguas continentales y a los lagos disminuyendo la biodiversidad, también afecta a los materiales, produciendo la acidificación del terreno donde se da el fenómeno. También afecta a los ríos.

El alcalino, el bicarbonato u otros iones pueden neutralizar el ácido, pero puede ser que la capacidad neutralizadora acabe desapareciendo y al aumentar el acidez del agua la población de peces, algas y otras formas de vida que no soportan el medio irán disminuyendo. En cuanto a los bosques generalmente la lluvia ácida afecta con más intensidad a las coníferas como los pinos, los abetos...

  • ¿Cómo se podrían evitar?

El problema de la lluvia ácida se podria evitar disminuyendo las emisiones de SO2 y NOX, actualmente existen técnicas de desulfuración de los gases que disminuyen en más del 90 % las emisiones de SO2 de las centrales térmicas de carbón y también existen filtros para las emisiones de NOX.

Pero aparte de esto tendríamos que disminuir el consumo de combustibles fosiles. Se propone que la transición hacia las fuentes de energía renovables, se haga con el gas natural, ya que es el único combustible fósil que tiene unos efectos menos negativos para la atmósfera. El problema es que se trata de un recurso limitado. En el caso de las emisiones por parte de los automóviles lo que se pretende es que se adapte un catalizador en el tubo de escape.

  • LA CAPA DE OZONO. -

        • ¿Porqué razón se considera contaminante al ozono tropósferico?

El ozono en niveles próximos de la Tierra se considera un importante contaminante, lo que se debe a su elevado poder oxidante (por eso se emplea como bactericida y desodorante, destruyendo los malos olores, esto hace que también se emplee en el tratamiento de agua y en hospitales, escuelas, etc...). es muy contaminante no sólo para las personas, sino que también para los animales, las plantas, los materiales, etc.

  • ¿Qué papel desempeña el ozono en la estratosfera?

El ozono estratosférico juega un importantísimo papel en la vida de nuestro planeta por ser un potente filtro de luz ultravioleta. A alturas entre 15 y 30 km el ozono puede alcanzar concentraciones de hasta 10 ppm.

El mecanismo de formación del ozono estratosférico lo podemos describir en dos etapas:

1.- Descomposición de moléculas de oxígeno en los correspondientes átomos por la acción de la luz solar ultravioleta de longitud de onda inferior a 242 nm.

2.-Reacción de átomos de oxígeno con moléculas de oxigeno para formar moléculas de ozono. Una vez formado este ozono se descompone fotoquimicamente, actuando de filtro de radiaciones ultravioletas para nuestro planeta.

  • Explica que agentes químicos y cómo actúan destruyendo la capa de ozono

Las reacciones anteriores se complementan con un nuevo proceso : O3 +O--- 2 O2

Este proceso supone una doble pérdida: una molécula de ozono y un átomo de oxígeno, capaz de producirlo. Esta reacción tiene lugar de forma muy lenta. Sin embargo puede verse acelerada por un proceso de catálisis por una especie química de denominaremos X.

X es una especie química que se recupera al final del proceso. Por tanto, una sola molécula X puede destruir muchas moléculas de ozono. Por ello, aunque las cantidades de X sean pequeñas, sus efectos pueden ser considerables.

X puede ser un átomo de cloro, hidrógeno, de bromo de un radical de OH, una molécula de NO, etc. Cada una de ellas da lugar a procesos de eliminación de ozono en distinta velocidad, siendo los átomos de cloro y bromo y la molécula NO especialmente efectivos en la destrucción del ozono.

  • ¿Qué medidas internacionales se han adoptado para evitar su destrucción?

A lo largo de la historia se ha ido investigando y descubriendo que gran parte de la destrucción del ozono se debe a la emisión de freones, y a causa de estos descubrimientos se han tomado medidas para reducir dicha emisión , a parte se realizan reuniones internacionales, cuyo fin es restringir la producción y emisión de freones y así evitar la destrucción de la capa de ozono, algo que si seguimos así ocurrirá dentro de unos cuantos años.

  • Explica brevemente los efectos nocivos de la progresiva disminución de la capa de ozono.

Una ligera disminución de la capa de ozono en la atmósfera determinaría un aumento de la intensidad de la radiación ultravioleta de longitudes de onda comprendidas entre los 280 y 320 nm. En pequeñas dosis, dicha radiación produce ligeras quemaduras, pero en exposiciones prolongadas, durante años y décadas, puede producir un cáncer de piel.

Las radiaciones que no filtran el ozono también afectan al sistema inmunológico y producen lesiones oculares llegando incluso a provocar ceguera, tanto en seres humanos como en el resto de animales.

Las macromoléculas orgánicas, especialmente ADN, son muy sensibles al incremento de las radiaciones ultravioleta, por lo que el aumento en su intensidad, por la disminución de la capa de ozono, podría producir efectos mutágenos sobre muchas especies.

Además de los efectos biológicos, una disminución del contenido de ozono estratosférico podría producir variaciones en la distribución de temperaturas en la estratosfera y alteraciones en el balance energético de la atmósfera, que ocasionarían cambios en la circulación global de las masas de aire, llegando a tener importantes repercusiones en el clima mundial.