NUESTRO ENEMIGO EL CO2

NUESTRO ENEMIGO
EL CO2
Luz marina Díaz Camargo, Willington Rodríguez Marañón, Cesar A. Quinto.
NUESTRA DEPENDENCIA E
INCONCIENCIA NOS AFECTA
El principal responsable del
incremento del efecto invernadero
es el CO2 (dióxido de carbono),
que se produce fundamentalmente
en la quema de combustibles
fósiles (carbón, petróleo y gas
natural) para obtener energía.
La
energía
proveniente
de
combustibles fósiles ha impulsado
la llegada de la edad industrial y
permite que la población humana
aumente
explosivamente.
El
producto de nuestra “respiración
industrial”, el Dióxido de Carbono
(CO2) ha aumentado en la
atmósfera y amenaza ahora con
destruir nuestro nicho. El papel de
la atmósfera va mas allá de
proveernos de oxigeno para
respirar. Ella controla el balance
termal del planeta. El problema es
que, comparada al océano, la
atmósfera tiene relativamente
poca masa, lo cual hace que
pequeños cambios inducidos por
los
humanos
la
afectan
dramáticamente.

Para la tierra, esto es una tasa de
cambio
sin
precedentes,
aproximadamente 10,000 años de
cambio comprimido en 100 años.
¡Hoy en día hay más CO2 en el aire
que el que hubo durante todo el
período de evolución del ser
humano.
La
tierra
está
acostumbrada a cambios lentos, no
rápidos. Los cambios lentos le dan
tiempo a la biosfera y a las especies
de adaptarse. Cambios rápidos
pueden causar caos biológico y
perturbar la producción agrícola. El
dióxido de carbono es crítico en el
control
del
balance
de
la
temperatura de la tierra porque
absorbe la radiación infrarroja (RI),
la cual es, básicamente, calor.

La radiación visible que llega
a la tierra desde el sol, pasa
a través de la atmósfera clara
y hace entra en contacto con
la tierra.

Una porción de la radiación
es absorbida y radiada de
vuelta al espacio como RI.

El CO2 atrapa esta RI y la
refleja de nuevo hacia la
superficie
de
la
tierra,
causando
más
calentamiento.
EL EFECTO INVERNADERO

Antes de la llegada de la
edad
industrial,
la
concentración de CO2 en la
atmósfera era de 280 ppm
(partes por millón).
Hoy el nivel es de 360 ppm.
Esto representa un aumento
de cerca del 30% en menos
de 300 años.
CLIMA CAMBIANTE
 Los efectos de la humedad,
incluyendo el índice de calor,
exacerban los efectos del
calentamiento.
LOS ECOSISTEMAS
Los 10 años más calientes
registrados han ocurrido desde
1983, y los 7 años más calientes
han ocurrido desde 1990. Si
continuamos de esta manera,
nuestra tasa presente de consumo
de combustibles fósiles indica que el
contenido de dióxido de carbono del
aire se duplicará para el año 2100.
 Esta duplicación aumentará
el efecto de invernadero y
resultará en un aumento de 1
a 5 grados Centígrados en la
temperatura global.
 Las áreas terrestres se
calentarán más rápidamente
que el promedio global, pues
la temperatura de las áreas
oceánicas será moderada por
la capacidad calorífica del
agua.
 El calentamiento será mayor
a altas latitudes, pues en el
pasado,
los
cambios
climáticos han afectado a las
regiones polares de la tierra
en mayor grado.
Los patrones de calentamiento
cambiarán la distribución de los
árboles y de otras plantas nativas,
alterando los hábitats de los
animales. Los modelos predicen un
retroceso hacia el norte de las
especies de árboles de climas
templados y un avance, también
hacia el norte, de las especies
tropicales y subtropicales. Pero
especies individuales responderán
en diferentes formas a los cambios
climáticos. Las comunidades de
especies no marchan simplemente
para adelante o para atrás,
persiguiendo a las capas de hielo.
Las asociaciones típicas de plantas
y animales se pueden ver
perturbadas. Barreras humanas,
tales como corredores de autovías,
pueden
presentar
obstáculos
importantes para las especies
nativas que están migrando, lo cual
permitiría el avance y dominación
de especies de plantas no
deseables o exóticas.
LOS PATRONES DE LLUVIA
Los cambios en el clima van a
cambiar los patrones de lluvia. Las
condiciones más secas causan un
incremento en los fuegos silvestres,
mientras que las condiciones más
húmedas pueden resultar en un
aumento de las especies peste,
como
los
mosquitos
y
los
escarabajos de los pinos. Un
aumento del CO2 en la atmósfera
puede estimular el crecimiento de
las plantas, pero existe evidencia de
que las plantas que crecen bajo
condiciones elevadas de dióxido de
Carbono
contienen
menos
Nitrógeno en su follaje, lo cual las
hace menos nutritiva para los
herbívoros.
LA VARIABILIDAD CLIMÁTICA
Los niveles elevados de CO2
también pueden afectar a la
variabilidad climática. Los extremos
matan a las plantas y a la vida
silvestre. Por ejemplo, considere un
período de tiempo donde la
variabilidad
aumenta
pero
el
promedio a largo plazo se mantiene
constante. Algunas plantas pueden
ser eliminadas si la temperatura
llega a niveles bajo cero, aunque
sea por unas pocas horas. De la
misma manera, aves e insectos
pueden morir si las temperaturas
son muy altas. Un aumento en la
variabilidad es algo dramático, aún
sin considerar los cambios a largo
plazo.
La subida del nivel global de los
océanos es causada por dos
factores. El primero es la llegada al
océano de las aguas provenientes
de fuentes tales como hielo
derretido de los glaciares y las
capas polares entre otros. La
evidencia
corriente
sobre
el
calentamiento global incluye la
amplia retirada general de los
glaciares en 5 continentes.
El segundo factor es la expansión
termal del agua de los océanos. A
medida que la temperatura de las
aguas oceánicas aumenta y los
mares se hacen menos densos,
ellos se expandirán, ocupando una
mayor superficie del planeta. Un
aumento
de
la
temperatura
aceleraría la tasa de aumento del
nivel del mar.
Desde el final de la última edad de
hielo, hace 18,000 años, el nivel del
mar ha subido más de 120 metros.
FUENTES DE CONTAMINACIÓN
Entre las distintas fuentes de
contaminación
atmosférica
de
origen industrial, la combustión de
combustibles
fósiles
para
la
generación de calor y electricidad
ocupa un lugar preponderante, tanto
por la cantidad como por los tipos
de contaminantes emitidos. Especial
atención merecen las centrales
térmicas
de
producción
de
electricidad.
Los combustibles utilizados por este
tipo de instalaciones son el carbón y
el fuel-oil. La producción de
contaminantes depende en gran
medida
de
la
calidad
del
combustible, en especial de las
proporciones de azufre y cenizas
contenidas en el mismo y del tipo de
proceso de combustión empleado.
Durante el proceso de combustión
se libera a la atmósfera el azufre
contenido en el combustible en
forma de anhídrido sulfuroso. Junto
con otros contaminantes como
óxidos de nitrógeno, dióxido de
carbono, metales pesados y una
gran variedad de sustancias.
Cuando se utiliza como combustible
el carbón, se emiten abundantes
partículas finas que pueden ser
trasladadas a grandes distancias.
FENÓMENO PRODUCIDO POR LA
INDUSTRIA
La lluvia ácida presenta un pH
menor (más ácido) que la lluvia
normal o limpia. Constituye un serio
problema ambiental ocasionado
principalmente por la contaminación
de hidrocarburos fósiles. Estos
contaminantes son liberados al
quemar carbón y aceite cuando se
usan como combustible para
producir
calor,
calefacción
o
movimiento (gasolina y diesel).
La
lluvia
ácida
se
forma
generalmente en las nubes altas
donde el SO2
y los NOx
reaccionan con el agua y el
oxígeno, formando una solución
diluida de ácido sulfúrico y ácido
nítrico. La radiación solar aumenta
la velocidad de esta reacción.
Los
contaminantes
pueden
depositarse también en forma seca,
como gas o en forma de pequeñas
partículas. De hecho, casi la mitad
de la acidez de la atmósfera se
debe a este tipo de deposición.
Anexo1.
EJERCICIO DE APLICACIÓN
En el hogar de una caldera se
lleva a cabo la combustión de
carbón mineral mediante la
siguiente reacción:
C(s) +
1
2
O2 (g)
CO (g)
(reacción incompleta)
En condiciones termodinámicas
estándares. Calcular el cambio de
entalpia cuando se quema una
tonelada
mineral.
y
media
de
= 𝟏𝟐𝟓𝟎𝟎𝟎 𝒎𝒐𝒍𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝑪
carbón
𝟏
𝟏𝟐𝟓𝟎𝟎𝟎 𝑪(s)+ O2 (g) → CO(G)
𝟐
R)
Cálculo de calores de reacción: En
Los calores estándar de formación
de todos los compuestos están
tabulados. En la tabla siguiente se
muestran algunos datos de estos
resultados.
general en una reacción, la cantidad de
calor
involucrada
se
puede
calcular
como:
H0REACCION
=
H0f(Productos)
-
H0f(Reaccionantes)
Datos a
atmósfera.
25ºC (298ºK),
H0f (Kcal/mol)
1
H0REACCION = H0fCO(g) 𝟏
125000H0f C(s) + H0f O2(g)
𝟐
Compuesto
H0f
H2O(l)
-68.32
H0REACCION = -26.42 Kcal/mol -25000 (0)
1
+ (0)
H2O(g)
-57.80
H0REACCION = -26.42 Kcal/mol
CO2(g)
-94.05
CO(g)
-26.42
NH3(g)
-11.04
Nota: El calor de reacción de
formación de un compuesto puede
expresarse por:
H0f(Comp.) = H0(Compuesto) H0(Elementos)
Por convención se establece
que el H0 de los elementos en
su estado estándar es cero
Por lo tanto:
1.5 Ton ×
1000000 𝑔𝑟 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶
×
1 𝑇𝑜𝑛
12 𝑔𝑟 𝑑𝑒 𝐶
2
Esto quiere decir que cuando se
quema 1 mol de C (12 gr) se
liberan (reacción exotérmica) de
-26.42 Kcal/mol
CUESTIONARIO
1.
¿a
qué
se
debe
el
sobrecalentamiento que sufre hoy
en día el globo terráqueo?
2. Las industrias emiten gases a
la atmosfera.
a) ¿Que fenómenos genera esta
acumulación de gases?
B) señale ¿Que gases conducen a
este fenómeno, en esta salida que
gas o gases contribuyen con este
fenómeno?
3. En el hogar de una caldera se
lleva a cabo la combustión de
carbón mineral mediante la
siguiente reacción:
C(s) +
1
2
O2 (g)
CO (g)
(reacción incompleta)
En condiciones termodinámicas
estándares. Calcular el cambio de
entalpia cuando se quema una
tonelada y media de carbón
mineral.
Sol: parte b ejercicio de
aplicación (condiciones reales).