“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

Universidad Nacional “San Luis Gonzaga” de Ica

FACULTAD: INGIENERIA MECANICA Y ELECTRICA

ESCUELA: MECANICA

CURSO: INGENIERIA AMBIENTAL

TEMA: EFECTO INVERNADERO.

DOCENTE: CLAUDIO VARGAS

INTEGRANTE:

SOLANO VILCAMIZA NELS GUSTAVO RONCALLA QUISPE JHONATAN PATRICK CASTILLON HUAMAN LUIS JAVIER CALDERON HUAMAN FREDY

CICLO : VIIIME-LIMA

2015

INTRODUCCIONLa temperatura de nuestro planeta es perfecta para la vida. Ni demasiada fría, como

Venus, ni demasiada caliente, como Marte. Gracias a estas condiciones, la vida se

extiende por todos sitios. La Tierra recibe el calor del Sol. Algunos gases de la atmósfera

la retienen y evitan que parte de este calor se escape de retorno al espacio.

Hoy día esta situación de equilibrio delicado está en peligro a causa de

la contaminación de la atmósfera, que provoca que los gases retengan mucho calor cerca

de la superficie. Las temperaturas de todo el planeta han aumentado en el último siglo y

esto podría provocar un cambio climático a nivel mundial.

El aumento del nivel del mar y otros cambios en el medio ambiente representan una

amenaza para todos los seres vivos.

El termino efecto invernadero hace referencia al fenómeno por el cual la Tierra se

mantiene caliente y también al calentamiento general del planeta. Para mantener las

condiciones ambientales óptimas para la vida es indispensable que entendamos las

relaciones complejas que se establecen entre la Tierra y la atmósfera.

MARCO TEORICO

¿Qué es el Efecto Invernadero?

Es el 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.

Por ejemplo:

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.

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.

En todos estos casos podemos hablar de la presencia de efecto invernadero.

RequerimientosPara tener efecto invernadero se requieren tres elementos y que son los que tendremos que analizar luego:

la radiación solar una cubierta

semitransparente que encierre o envuelva a

una superficie que absorba esta radiación 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).

Radiación Solar Cubiertasemitransparente

Superficie absorbente

Radiación SolarRadiación Solar Cubiertasemitransparente

Cubiertasemitransparente

Superficie absorbenteSuperficie absorbente

La Radiación SolarLa 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). Sólo difieren 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 superiores a 770 nm (rojo) no son visibles para el ojo humano (radiación infrarroja, radio, TV).

Ondas con longitudes inferiores a 390nm (violeta) tampoco son percibidas por el ojo humano ( Ultravioleta, RX, gama).

1 10 310 21010 -3 10 -2 10 -1

0 .39 m 0 .77 mVisib le

Ultra vio le taRa yo s XRa yo s

Infra rro joc e rc a no

Infra rro jole ja no

Ra d a rTVRa d io

Longitud de onda (m)

Espectro de la radiación electromagnética

No solo el sol emite radiación. Todo cuerpo la emite. 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, dependen 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.

La radiación solar atraviesa la atmósfera y alcanza la superficie 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 de aquel.

Esta radiación se manifiesta principalmente en las longitudes de onda correspondientes al infrarrojo lejano.

1

100

10000

0,1 1 10 100

longitud de onda (m)

Irrad

ianc

ia

espe

ctra

l (W

/m2

m)

290 ºK 5777ºK

Radiación de un cuerpo negro a 5777 ºK y a 290ºK.

La atmósfera terrestreLa 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. La atmósfera se divide en varias capas concéntricas sucesivas. Esta división teórica se corresponde con las variaciones de temperatura en la misma:

Troposfera, se extiende desde la superficie de la Tierra hasta los 11 km Estratosfera (hasta los 47 km), Mesosfera (80km) Termósfera (110 km).

Capas de la atmósfera terrestre

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. 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.

BALANCE DE CALOR:

La mayor parte de la energía que llega a nuestro planeta procede del Sol. Viene en forma de radiación electromagnética. El flujo de energía solar que llega al exterior de la atmósfera es una cantidad fija, llamada constante solar. Su valor es de alrededor de 1,4 • 103 W/m2 (1354 Watios por metro cuadrado según unos autores, 1370 W•m-2 según otros), lo que significa que a 1 m2 situado en la parte externa de la atmósfera, perpendicular a la línea que une la Tierra al Sol, le llegan algo menos que 1,4 • 103 J cada segundo.

Para calcular la cantidad media de energía solar que llega a nuestro planeta por metro cuadrado de superficie, hay que multiplicar la anterior por toda el área del círculo de la Tierra y dividirlo por toda la superficie de la Tierra lo que da un valor de 342 W•m-2 que es lo que se suele llamar constante solar media

 

En un período suficientemente largo el sistema climático debe estar en equilibrio, la radiación solar entrante en la atmósfera está compensada por la radiación saliente. Pues si la radiación entrante fuese mayor que la radiación saliente se produciría un

Espectro solar fuera de la atmósfera

Espectro solar dentro de la atmósfera

calentamiento y lo contrario produciría un enfriamiento.2 Por tanto, en equilibrio, la cantidad de radiación solar entrante en la atmósfera debe ser igual a la radiación solar reflejada saliente más la radiación infrarroja térmica saliente. Toda alteración de este balance de radiación, ya sea por causas naturales u originado por el hombre (antropógeno), es un forzamiento radiativo y supone un cambio de clima y del tiempo asociado.

 

Los flujos de energía entrante y saliente interaccionan en el sistema climático ocasionando muchos fenómenos tanto en la atmósfera, como en el océano o en la tierra. Así la radiación entrante solar se puede dispersar en la atmósfera o ser reflejada por las nubes y los aerosoles. La superficie terrestre puede reflejar o absorber la energía solar que le llega. La energía solar de onda corta se transforma en la Tierra en calor. Esa energía no se disipa, se encuentra como calor sensible o calor latente, se puede almacenar durante algún tiempo, transportarse en varias formas, dando lugar a una gran variedad de tiempo y a fenómenos turbulentos en la atmósfera o en el océano. Finalmente vuelve a ser emitida a la atmósfera como energía radiante de onda larga.2 Un proceso importante del balance de calor es el efecto albedo, por el que algunos objetos reflejan más energía solar que otros. Los objetos de colores claros, como las nubes o las superficies nevadas, reflejan más energía, mientras que los objetos oscuros absorben más energía solar que la que reflejan. Otro ejemplo de estos procesos es la energía solar que actúa en los océanos, la mayor parte se consume en la evaporación del agua de mar, luego esta energía es liberada en la atmósfera cuando el vapor de agua se condensa en lluvia.

Balance anual de energía de la Tierra desarrollado por Trenberth, Fasullo y Kiehl de la NCAR en 2008. Se basa en datos del periodo de marzo de 2000 a mayo de 2004 y es una actualización de su trabajo publicado en 1997. La superficie de la Tierra recibe del Sol 161

w/m2 y del Efecto Invernadero de la Atmósfera 333w/m², en total 494 w/m2, como la superficie de la Tierra emite un total de 493 w/m2 (17+80+396), supone una absorción neta de calor de 0,9 w/m2, que en el tiempo actual está provocando el calentamiento de la Tierra.

La Tierra, como todo cuerpo caliente superior al cero absoluto, emite radiación térmica, pero al ser su temperatura mucho menor que la solar, emite radiación infrarroja por ser un cuerpo negro. La radiación emitida depende de la temperatura del cuerpo. En el estudio del NCAR han concluido una oscilación anual media entre 15,9 °C en julio y 12,2 °C en enero compensando los dos hemisferios, que se encuentran en estaciones distintas y la parte terrestre que es de día con la que es de noche. Esta oscilación de temperatura supone una radiación media anual emitida por la Tierra de 396 W/m2

 

La energía infrarroja emitida por la Tierra es atrapada en su mayor parte en la atmósfera y reenviada de nuevo a la Tierra. Este fenómeno se llama Efecto Invernadero y garantiza las temperaturas templadas del planeta.

Efecto Invernadero 

El efecto invernadero es un fenómeno atmosférico natural que permite mantener una temperatura agradable en el planeta, al retener parte de la energía que proviene del sol. A través de las actividades humanas  se liberan grandes cantidades de carbono a la atmósfera a un ritmo mayor de aquel con que los productores y el océano pueden absorberlo, éstas actividades han perturbado el presupuesto global del carbono, aumentando, en forma lenta pero continua el CO2 en la atmósfera; propiciando cambios en el clima con consecuencias en el ascenso en el nivel del mar, cambios en las precipitaciones, desaparición de bosques , extinción de organismos y problemas para la agricultura.

 

Gases como el CO2, ozono superficial (O3)4, óxido nitroso (N2O) y clorofluoralcanos se acumulan en la atmósfera como resultado de las actividades humanas, derivando en un aumento del calentamiento global, esto ocurre porque los gases acumulados frenan la pérdida de radiación infrarroja (calor) desde la atmósfera al espacio. Una parte del calor es transferida a los océanos, aumentando la temperatura de los mismos, lo que implica un aumento de la temperatura global del planeta. Como el CO2 y otros gases capturan la radiación solar de manera semejante al vidrio de un invernadero, el calentamiento global producido de este modo se conoce como efecto invernadero.

GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI)

Gases integrantes de la atmósfera, de origen natural y antropogénico, que absorben y emiten radiación en determinadas longitudes de ondas del espectro de radiación infrarroja emitido por la superficie de la Tierra, la atmósfera, y las nubes. Esta propiedad causa el efecto invernadero. El vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), óxido nitroso (N2O), metano (CH4), y ozono (O3) son los principales gases de efecto invernadero en la atmósfera terrestre. Además existe en la atmósfera una serie de gases de efecto invernadero totalmente producidos por el hombre, como los halocarbonos y otras sustancias que contienen cloro y bromuro, de las que se ocupa el Protocolo de Montreal. Además del CO2, N2O, y CH4, el Protocolo de Kiyoto aborda otros gases de efecto invernadero, como el hexafluoruro de azufre (SF6), los hidrofluorocarbonos (HFC), y los perfluorocarbonos (PFC).

La actual Concentración atmosférica de CO2 y CH4 excede de forma exponencial la variación natural de los gases a lo largo de los últimos 650.000 años. Su aumento se debe a la acción industrial del hombre y a la destrucción de áreas verdes:

Quema de combustibles fósiles Producción de cemento Cambios en el uso de la tierra, especialmente por quema de bosques y

deforestación

Las moléculas de los GEI tienen la capacidad de absorber y re emitir las radiaciones de onda larga (esta es la radiación infrarroja, la cual, es eminentemente térmica) que provienen del sol y la que refleja la superficie de la Tierra hacia el espacio, controlando el flujo de energía natural a través del sistema climático. El clima debe de algún modo ajustarse a los incrementos en las concentraciones de los GEI, que genera un aumento de la radiación infrarroja que es absorbida por los GEI en la capa inferior de la atmósfera (la troposfera), en orden a mantener el balance energético de la misma. Este ajuste generará un cambio climático que se manifestará en un aumento de la temperatura global (referido como calentamiento global) que generará un aumento en el nivel del mar, cambios en los regímenes de precipitación y en la frecuencia e intensidad de los eventos climáticos extremos (tales como tormentas, huracanes, fenómenos del Niño y la Niña), y se presentará una variedad de impactos sobre diferentes componentes, tales como la agricultura, los recursos hídricos, los ecosistemas, la salud humana, entre otros

Gas de Efecto Invernadero Fuente Actividad

Dióxido de Carbono (CO2)

Quema de combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural)

Deforestación Cambio de uso del suelo Quema de bosques Transporte y generación térmica Forestal Agricultura Incendios Forestales

Transporte y generación térmica

Forestal Agricultura Incendios Forestales

Metano (CH4)

Botaderos de basura Excrementos de animales Gas natural Descomposición de desechos

orgánicos Ganadera Petrolera

Descomposición de desechos orgánicos

Ganadera Petrolera

Oxido Nitroso (N2O)

Combustión de automóviles Fertilizantes Alimento de ganado Fertilización nitrogenada Estiércol Desechos sólidos

 

Transporte Agricultura Industrias Quema de desechos

sólidos

Carburos Hidrofluorados (HFC)

yCarbonos

Perfluorados (PFC)

Sistemas de refrigeración Industria frigorífica

Industria frigorífica

Clorofluorocarbonos (CFC)

Sistemas de refrigeración Plástica Aerosoles Electrónica Sector Industrial

Sector Industrial

Hexafluoruro de azufre (SF6)

Aislante, eléctrico y estabilizante Interruptores eléctricos (breakers) Transformadores Sistema interconectado de redes

eléctricas Extintores de incendios

Sistema interconectado de redes eléctricas

Extintores de incendios

¿Por qué se produce el efecto invernadero?

Se podría decir que el efecto invernadero es un fenómeno atmosférico natural que permite mantener una temperatura agradable en el planeta, al retener parte de la energía que proviene del sol. El aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2) proveniente del uso de combustibles fósiles ha provocado la intensificacion del fenómeno invernadero.Principales gases: Dioxido de carbono/ CO2.

energía hace que la temperatura sea más alta de la que habría si no existiera la atmósfera El efecto invernadero se origina porque 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 energía que llega calienta la superficie de la tierra, y esta se enfría emitiendo radiación. La energía emitida hacia el exterior, desde la Tierra, 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.

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. 

Aunque hay que entender bien que, al final, en condiciones normales, es igual la cantidad de energía que llega a la Tierra que la que esta emite.

Consecuencias

 Grandes cambios en el clima a nivel mundial

Las consecuencias del efecto invernadero ya se dejan ver y provocan consecuencias terribles, sobre todo en las zonas más pobres del planeta.

Deforestación Desertización Inundaciones Huracanes, tifones Sequía Fusión de los casquetes polares

El deshielo de los casquetes polares lo que provocaría el aumento del nivel del mar.

Las temperaturas regionales y los regímenes de lluvia también sufren alteraciones, lo que afecta negativamente a la agricultura.

Aumento de la desertificación Cambios en las estaciones, lo que afectará a la migración de las aves, a la

reproducción de los seres vivos etc….

CAUSAS DEL EFECTO INVERNADERO

Estas son las principales causas del efecto invernadero.

Con la Revolución Industrial se produjeron muchos avances tecnológicos, se construyen fábricas de todo tipo e infraestructuras. Pero todas esas fábricas e industria producen gases que contaminan el aire al ser soltados a la atmósfera. Con el desarrollo industrial la problemática del calentamiento global se ha ido haciendo más patente, sin que ningún país parezca hacer nada para solucionarlo.El uso de combustibles fósiles, que emiten gases al exterior al ser tratados en las plantas industriales, en lugar de energías limpias y renovables como la solar o la eólica es otro de los principales factores que contribuye al efecto invernadero y al calentamiento global.Por otro lado, está la emisión de gases contaminantes provenientes de los instrumentos e infraestructuras creadas por el hombre, como puede ser el clásico ejemplo de los medios de transporte. Para paliar los efectos para la capa de ozono que tiene esta emisión de gases, muchas ciudades como París o Londres ya han limitado las horas en las que se puede usar el coche.Por otro lado, la deforestación es otra de las causas principales del efecto invernadero. Y es que todavía no nos hemos dado cuenta de que los árboles son indispensables para la purificación del aire y, por tanto, para la vida.

En definitiva, como podemos comprobar el efecto invernadero es consecuencia directa de la acción del ser humano, tanto para industrias como para uso personal. El creciente uso de combustibles fósiles y el desarrollo cada vez mayor de la industria ha provocado que el aumento del efecto invernadero sea capa vez mayor, llegando en la actualidad a cotas en las que es necesario tomar medidas drásticas para que las consecuencias no sean devastadoras.

El efecto invernadero y el calentamiento global ya provocan graves consecuencias en el planeta, pero podría provocar efectos aún peores.

El calentamiento global está provocando cambios climáticos que desembocan en procesos como el deshielo en los Polos. Esto puede provocar importantes cambios en el nivel del mar, dando lugar a inundaciones. Por supuesto, esto afectaría en grado sumo a las especies de animales que viven en las

zonas árticas, como por ejemplo los pingüinos, las focas, los zorros árticos o los osos polares. ¿Quién no ha visto la famosa foto de un oso polar casi en los huesos, navegando a la deriva en un minúsculo bloque de hielo? Esa imagen resume a la perfección lo que supone el efecto invernadero (y por ende el calentamiento global, consecuencia directa) para las zonas árticas y las especies que viven en ellas.

Debido al calentamiento global dejaremos un mundo que en el futuro será más caluroso y con un aire más contaminado. Los árboles ya no pueden purificar tanto aire como contaminación producimos, pero gracias a ellos los niveles de CO2 aún son tolerables para los seres vivos.

El efecto invernadero provoca un aumento de las temperaturas y por ende agudiza las sequías, empeorando también la calidad del agua. Esto afecta irremediablemente a

las condiciones de vida de los seres humanos del planeta, pero también a la flora y la fauna.

El calentamiento global y el efecto invernadero provocan que la Tierra no pueda contener la cantidad de rayos ultravioleta que penetran en el planeta, lo que da lugar a u aumento de la radiación solar que puede provocar afecciones como cáncer de piel.

Asimismo, el aumento de las temperaturas provoca un aumenta en las posibilidades de incendios, una de las principales causas de la deforestación.

Por otro lado, el aumento en la temperatura de las aguas puede provocar tormentas tropicales de mayor fuerza, es decir, un aumento en la posibilidad de sufrir huracanes y maremotos.

¿QUÉ HACER PARA COMBATIR EL EFECTO INVERNADERO Y EL

CALENTAMIENTO GLOBAL?

Frenar el implacable avance del efecto invernadero y del calentamiento global no sería tan difícil en teoría, aunque en la práctica se antoja, al menos a corto y medio plazo, imposible. Para ello habrá que confiar en la colaboración y buena fe de grandes corporaciones y gobiernos, así que de momento, mejor olvidémonos de eso.

Y decimos que no sería tan difícil porque en realidad el propio planeta nos ofrece los suficientes recursos limpios y renovables como para poder dejar de lado todos esos combustibles fósiles que se lleva más de un siglo utilizando y que siguen contaminando el planeta y abocándolo a un oscuro futuro (y no solo por el molesto ‘smog’).

Apostar por la energía solar, eólica, geotérmica o la biomasa es una alternativa real, que siempre ha estado ahí y, lo mejor de todo, siempre va a estar. Sin embargo, las energías limpias y renovables aún llevan mucho retraso respecto a los combustibles fósiles o la energía nuclear, aunque crecen poco a poco.

Otro de los principales culpables del efecto invernadero son las emisiones de los tubos de escape de los vehículos. Aunque cada vez se imponen medidas más duras en lo que se refiere a emisiones (algunos como Volkswagen se lo saltaron a la torera impunemente durante años), sigue sin ser suficiente. Existen miles de millones de vehículos en el mundo emitiendo dióxido de carbono continuamente a la atmósfera. De hecho, estas emisiones son responsables del 30% de gases de efecto invernadero. En este sentido, aún estamos a tiempo de apostar por el transporte público, los medios de transporte no contaminantes como la bicicleta o, por qué no, por los vehículos eléctricos.

Por otro lado, hay que destacar que el uso de fertilizantes y de productos similares en agricultura también tienen enormes consecuencias negativas para el medio ambiente y contribuye al efecto invernadero. Apostar por la agricultura ecológica y natural es otra de las opciones más recomendables.

El efecto invernadero es un fenómeno por el cual los gases que se encuentran en la atmósfera retienen el calor emitido por la Tierra. Este calor proviene de la natural radiación solar, pero cuando rebota sobre la superficie terrestre queda atrapado por la barrera de gases. Al quedarse estos gases entre suelo y atmósfera, sin poder quedar liberados al espacio, el efecto producido a escala planetaria es muy similar al de un invernadero. El efecto invernadero es la principal causa del calentamiento global.

CONCLUSIONSe logró identificar como el efecto invernadero afecta la vida en la Tierra de forma negativa, causando graves problemas, tal vez en el experimento se aprecien de manera minuciosa, pero de manera global los daños son mayores, y están provocando serios problemas en la actualidad.

WEBGRAFIA

https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_invernadero

https://es.wikipedia.org/wiki/Gas_de_efecto_invernadero

www.ecopibes.com/problemas/invernadero/que.htm

www.ciifen.org/index.php%3Foption%3Dcom_content%26view%3Dcategory%26lay.

www4.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/10CAtm1/350CaCli.htm

https://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/es/faq-1-3.html