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CONTENIDO
• Problemas ambientales: Calentamiento global,
invernadero, disminución de la capa de ozono.
efecto
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.
Dra. Flor Teresa García Huamán
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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.
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.
Dra. Flor Teresa García Huamán
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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.
Dra. Flor Teresa García Huamán
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La tierra intercepta una energía del sol que en la parte superior de la atmósfera
vale 1 366 W/m2, 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/m2
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/m2 Por lo que quedan:
342-107 = 235 W/m2 que es la energía que no es reflejada por la atmósfera, el
suelo sólido o el océano.
Dra. Flor Teresa García Huamán
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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.
Dra. Flor Teresa García Huamán
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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 (H2O)

Dióxido de carbono (CO2)

Metano (CH4)

Óxidos de Nitrógeno (NOX)

Ozono (O3)

Clorofluorocarbonos artificiales
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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.
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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.
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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 CO2 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 1960-1970, 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.
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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.
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CAMBIO CLIMÁTICO
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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.
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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.
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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: CO2 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.
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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 2020.
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.
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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.
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LLUVIA ÁCIDA
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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.
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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.
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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)
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Vapor agua
Vapor de agua
Oxido nitroso (NO)
Dióxido de azufre
(SO2)
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Ácido Nítrico
(HNO3)
Ácido sulfúrico (H2SO4)
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FORMACIÓN DE LA LLUVIA ÁCIDA

Una gran parte del SO2 (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 SO2 es la
industria metalúrgica.

El SO2 puede proceder también de otras fuentes, por ejemplo como el
sulfuro de dimetilo, (CH3)2S, y otros derivados, o como sulfuro de
hidrógeno, H2S. Estos compuestos se oxidan con el oxígeno atmosférico
dando SO2.
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
Finalmente el SO2 se oxida a SO3 (interviniendo en la reacción radicales
hidroxilo y oxígeno) y este SO3 se puede quedar disuelto en las gotas de
lluvia, es el de las emisiones de SO2 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 + O2 → SO2
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Los procesos industriales en los que se genera SO2, 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:
SO2 + OH → HOSO2
seguida por:
HOSO2· + O2 → HO2· + SO3
En presencia del agua atmosférica o sobre superficies húmedas, el trióxido
de azufre (SO3) se convierte rápidamente en ácido sulfúrico:
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(l)
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


El NO se forma por reacción entre el oxígeno y el nitrógeno a alta
temperatura:
O2 + N2 → 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:
O2 + 2NO → 2NO2
Y este 2NO2 reacciona con el agua dando ácido nítrico que se disuelve en
el agua:
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
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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.
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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 SOx y NOx, 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.
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
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.).
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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 10 - 50 kilómetros sobre la
Tierra, en la zona llamada estratosfera.
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
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.
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
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.
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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.
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
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.
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
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%.
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
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.
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GRACIAS
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