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EL EFECTO INVERNADERO Carmen Esteban Universidad Nacional de San Luis EL EFECTO INVERNADERO DESCRIPCIÓN DEL FENÓMENO ¿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. Ejemplos Invernadero Ejemplos Superficie de la Tierra con su atmósfera Requerimientos Tres elementos Radiación Solar Cubierta semitransparente Superficie absorbente El Espectro Electromagnético La luz visible es sólo una porción del espectro electromagnético. Visible 0.39m 0.77m Rayos X Rayos Ultravioleta 10-3 10-2 Infrarrojo c erc ano -1 10 1 Radar TV Radio Infrarrojo lejano 10 2 10 Longitud de onda (m) 103 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. Radiación de cuerpo negro 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: Capas de la Atmósfera Composición de la atmósfera Nitrógeno 78.08 % Oxígeno 20.95 % Argón 0.93 % Dióxido de carbono 0.33 % Neón, Helio, Kriptón, Xenón, Metano, Ozono, etc. Vapor de agua altamente variable Efecto de la Atmósfera sobre la Radiación Solar Espectro solar fuera de la atmósfera Espectro solar dentro de la atmósfera ¿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. ¿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. 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 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. 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 El Cambio Climático procesos industriales 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 Consecuencias que los desiertos se hagan más cálidos pero no más húmedos Consecuencias Entre un tercio y la mitad de todos los glaciares se fundirían. Consecuencias Tierras agrícolas se convertirían en desiertos Protocolo de Kioto (1997) 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. EL EFECTO INVERNADERO PROYECTO EDUCATIVO ¿Cómo surge el Proyecto? Avalado por la Universidad Dirigido al nivel polimodal consideraban útil el conocimiento a adquirir. Estudiantes con 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. Objetivos: que los estudiantes lograran Adquirir habilidades y destrezas en la datos y búsqueda recolección de 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. 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. 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. 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. Segunda Etapa 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 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. 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 Cuarta Etapa 1º Experiencia demostrativa Cuarta Etapa 2° Experiencia demostrativa Quinta Etapa Elaboración de informe: Resumen Introducción – Objetivos – Hipótesis Desarrollo – – – – – Planteo de experiencias Selección de materiales e instrumentos de medida Experiencias y resultados Ciclo del Carbono Dificultades Quinta Etapa Elaboración de informe: Conclusiones – Aplicación de resultados – Proyecciones Bibliografía Agradecimientos Quinta Etapa Preparación de láminas. Confección de folletos de difusión y concientización 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. Conclusiones Experiencia educativa llevada a cabo con éxito. Se lograron los objetivos propuestos por los docentes y los propuestos por los estudiantes. 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. ATMÓSFERA Capas Composición Formas de intercambio de energía – conducción – convección – radiación Comportamiento selectivo frente a la radiación. ACTIVIDAD HUMANA CONTAMINANTE Ciclo del carbono Acuerdos Internacionales
