Efecto invernadero: cómo funciona, gases que lo provocan y contaminación del aire
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Sin el efecto invernadero, la Tierra sería una bola de hielo a unos −18 °C. Gracias a él tenemos un promedio de 15 °C. El problema no es que exista, sino que las actividades humanas lo están intensificando y el planeta se calienta cada vez más.
En tu libro: este tema está en las páginas 169 a 176 y 222 a 225 de Saberes y pensamiento científico. Segundo grado (SEP).
Calor, radiación y temperatura (repaso)
- La temperatura mide qué tan rápido se mueven, en promedio, las partículas de un cuerpo.
- El calor es la energía que pasa del cuerpo más caliente al más frío.
- La radiación transmite energía por ondas electromagnéticas, incluso en el vacío. Así nos llega la energía del Sol.
Nuestra piel no es buena para medir la temperatura: siente la transferencia de calor. Si metes un dedo en agua fría y otro en agua caliente y luego ambos en agua tibia, la misma agua te parecerá caliente con un dedo y fría con el otro (página 173). Por eso se usan termómetros y escalas: Celsius (0 °C congela el agua, 100 °C la hace hervir), Fahrenheit y Kelvin.
Nota: el libro llama “suizo” a Anders Celsius; era sueco.
El experimento de Joule (página 174): James Prescott Joule dejó caer pesas que hacían girar unas paletas dentro del agua, y el agua se calentaba: demostró que el movimiento (energía mecánica) se convierte en calor. Una caloría es el calor necesario para subir 1 °C la temperatura de 1 g de agua y equivale a 4.184 J (Joule obtuvo un valor muy cercano, 4.15 J). Las etiquetas de los alimentos indican su energía en kilocalorías (kcal) o kilojoules (kJ).
Cómo funciona un invernadero
Un invernadero es una construcción con techo y paredes de vidrio o plástico. La luz del Sol entra y calienta el suelo y las plantas; el aire caliente queda atrapado y no puede mezclarse con el aire frío de fuera. Así, dentro hace más calor que afuera.
El efecto invernadero de la Tierra
- La luz del Sol atraviesa la atmósfera y calienta la superficie de la Tierra.
- La superficie caliente emite energía hacia el espacio en forma de radiación infrarroja (calor).
- Algunos gases de la atmósfera absorben parte de esa radiación y la reemiten en todas direcciones, de modo que una parte regresa a la superficie.
- Resultado: la Tierra se mantiene unos 33 °C más caliente que si no tuviera atmósfera.
Este es el efecto invernadero natural, indispensable para la vida.
Los gases de efecto invernadero
| Gas | Fórmula | Principales fuentes humanas |
|---|---|---|
| Dióxido de carbono | CO₂ | Quema de petróleo, carbón y gas; deforestación; incendios; fabricación de cemento |
| Metano | CH₄ | Ganadería, basureros, arrozales, fugas de gas natural |
| Óxido nitroso | N₂O | Fertilizantes agrícolas |
| Halocarbonos (como los CFC) | — | Refrigerantes y aerosoles antiguos |
| Vapor de agua | H₂O | Aumenta de forma natural cuando sube la temperatura |
| Ozono troposférico | O₃ | Se forma a partir de los contaminantes de autos e industrias |
Los CFC (clorofluorocarbonos), además, destruyen la capa de ozono, que nos protege de la radiación ultravioleta. Nota: en la página 122 el libro dice que los halocarbonos contienen “flúor, cromo o bromo”; son compuestos de carbono con flúor, cloro o bromo.
Desde la Revolución Industrial, la concentración de CO₂ ha aumentado alrededor de un 50 %. La quema de combustibles fósiles es la principal causa. Venus es un ejemplo extremo: su atmósfera es casi toda CO₂ y su superficie está a unos 460 °C.
La atmósfera y la contaminación del aire
- Tropósfera: la capa en contacto con la superficie, hasta unos 8 km en los polos y 18 km en el ecuador. Ahí ocurren el clima y la mayor parte de la contaminación.
- Estratósfera: hasta unos 50 km; contiene la capa de ozono.
Los contaminantes del aire se clasifican por su origen:
- Primarios: se emiten directamente (dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos, monóxido de carbono, partículas).
- Secundarios: se forman en la atmósfera por reacciones químicas (como el ozono troposférico y la lluvia ácida).
- Antropogénicos (por actividades humanas), geogénicos (por volcanes y el subsuelo) y biogénicos (por seres vivos, como el metano de las bacterias).
Causan bronquitis, asma, enfisema, cáncer de pulmón e irritación de ojos y garganta. En México existen los programas ProAire para mejorar la calidad del aire.
Nota: el libro menciona el “trióxido de nitrógeno (NO₃)” como contaminante primario; los que se emiten directamente son el monóxido y el dióxido de nitrógeno (NO y NO₂).
Comprueba lo aprendido
1. ¿El efecto invernadero es bueno o malo?
El efecto invernadero natural es indispensable: sin él la Tierra estaría congelada. Lo dañino es su intensificación por el exceso de gases que emiten las actividades humanas, que calienta el planeta.
2. ¿Qué tipo de radiación emite la superficie de la Tierra y retienen los gases de efecto invernadero?
Radiación infrarroja (calor).
3. ¿Por qué la deforestación aumenta el CO₂ en la atmósfera?
Porque los árboles absorben CO₂ en la fotosíntesis; al talarlos o quemarlos, deja de absorberse y además se libera el carbono que tenían almacenado.
4. ¿Cuántos joules equivalen a una caloría?
Aproximadamente 4.184 J.
Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:
Ejercicios resueltos de la Tierra y el Universo
Temas relacionados: cambio climático, calor y transferencia de calor y fuentes de energía en el curso de Saberes y pensamiento científico 2.
Referencias
- Secretaría de Educación Pública (2025). Colección Sk’asolil. Saberes y pensamiento científico. Segundo grado. SEP, pp. 169-176 y 222-225.
- IPCC (2021). Cambio climático 2021: bases físicas. Resumen para responsables de políticas.
- Hewitt, P. G. (2007). Física conceptual. Pearson.
