capÍtulo 4 (problemas ambientales-calentamiento global)
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Presentación en diapositivas sobre el Calentamiento Global, sus causas y sus efectos. Se indica que parte del problema ha sido originado por la presencia de los GEI (causas endógenas), pero otra parte se debe a la propia naturaleza; así como a causas exógenas (cantidad de radiación que llega desde el Sol a nuestro planeta.TRANSCRIPT
PROBLEMAS AMBIENTALES
CAPÍTULO 4
EFECTOS
MANIFESTACIÓN DEL PROBLEMA AMBIENTAL(……………………………………)
CAUSAS
COMPONENTEAMBIENTAL
REFERENTE
DIVERSOS CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN
JORGE EDUARDO LOAYZA PÉREZ (2011)Ingeniero Químico
PROBLEMAS AMBIENTALES
(SEGÚN LUGAR DE LA CAUSA-LUGAR DEL EFECTO)
TIPOS
- Locales
- Regionales
- Globales
TIPOS DE PROBLEMAS AMBIENTALES
Locales (Por ejemplo, ruido durante el despegue y aterrizaje de un jet de pasajeros)
Regionales (Por ejemplo, la erupción del volcán Eyjafjallajoekull -Islandia, 2010-, ocasionó muchos trastornos en
los cielos europeos)
Globales (Por ejemplo, Calentamiento Global debido a la influencia del aumento de los GEI sobre el cambio climático
y ambiental)
Incendio Forestal, Perth, Australia (2011)
Central Térmica
Planta de Cementos Lima en Atocongo, Lima, Perú
¿QUÉ TIPO DE PROBLEMAS AMBIENTALES SE GENERAN DURANTE EL MANEJO DE RESIDUOS DOMÉSTICOS (URBANOS O
MUNICIPALES)?
Botadero, Municipio de Bejuma, Carabobo, Venezuela
PROBLEMA AMBIENTAL
EFECTOS
MANIFESTACIÓN DEL PROBLEMA AMBIENTAL
(Elevación de la temperaturapromedio del planeta)
CAUSAS
COMPONENTEAMBIENTAL
REFERENTE
EFECTO
INVERNADERO
1) Naturales2) Humanas
(Antrópicas) Aire, agua,
sueloPoblación humana
y no humana
1) CambioClimático
2) Elevación del nivel del mar
3) Otros
CALENTAMIENTO GLOBAL(EFECTO INVERNADERO REFORZADO)
CALENTAMIENTO GLOBAL - CAUSAS
1) Exógenas:• Procesos que provocan cambios en los flujos de energía de
las radiaciones (nivel de irradiación que nos llega del Sol).
• Cambios en la geometría de la órbita de la Tierra alrededor del Sol (Dickinson, 1989).
• El Sol varía “ligeramente” de tamaño a lo largo de diversos intervalos de tiempo (cortos y largos), según Gilliland (1981).
CALENTAMIENTO GLOBAL -CAUSAS
2) Endógenas:
• De origen natural (por la presencia de gases naturalescausantes del efecto invernadero: H2O, CO2 y N2O).
• De origen humano (por la presencia de una mayor cantidad de GEI -de origen natural- y de origen antrópico, debido a malas prácticas domésticas e industriales)
Efecto invernadero
CALENTAMIENTO GLOBAL, CAMBIO CLIMÁTICOY EFECTO INVERNADERO
EL EFECTO INVERNADERO, CALENTAMIENTO GLOBAL Y EL CAMBIO CLIMÁTICO
• El efecto invernadero es un fenómeno natural necesario para la vida en la Tierra.
• El efecto invernadero consiste en la absorción de parte de la radiación solar que es reflejada por la superficie de la Tierra (temperatura promedio del planeta = 15°C), sin él, la temperatura sería de 18 °C bajo cero (-18 °C).
• La intensificación del efecto invernadero se ha transformado en un problema denominado Calentamiento Global y que ha traído como consecuencia el Cambio Climático.
¡¿
No todos los planetas tienen atmósfera; los más pequeños no poseen un campo gravitatorio suficientemente intenso como para poder retener las moléculas de gas y, por eso, estas han idoescapando lentamente hasta desaparecer del planeta.
¿EN TODOS LOS PLANETAS SE PRESENTA EL EFECTO INVERNADERO?
CUADRO 1 ATMÓSFERA DE LOS PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR
PLANETA COMPOSICIÓN BÁSICA
MERCURIO Prácticamente inexistente
VENUS Nitrógeno (N2), Dióxido de carbono (CO2), otros.
TIERRA Nitrógeno (N2), Oxígeno (O2) y otros.
MARTE Dióxido de Carbono (CO2), Nitrógeno (N2) y Argón (Ar)
JÚPITER Hidrógeno (H2), Helio (He) y otros.
SATURNO Hidrógeno (H2), Helio (He) y otros.
URANO Hidrógeno (H2), Helio (He), Metano (CH4).
NEPTUNO Hidrógeno (H2), Helio (He), Metano (CH4).
PLUTÓN Nitrógeno (N2), Monóxido de Carbono(CO) y Metano (CH4).
ACTUALMENTE SE HA FIJADO LA ATENCIÓN MUNDIAL EN EL CALENTAMIENTO GLOBAL
(PROBLEMA POLIÉDRICO)
CARA CIENTÍFICA
CARA FILOSÓFICACARA ECONÓMICA
CARA POLITICA
Fuente: Carlos M. Madrid Casado, 2010.
TETRAEDRO REGULAR ¿Criterio?
EN REALIDAD ES UN TETRAEDRO IRREGULAR
CARA CIENTÍFICA
CARA FILOSÓFICACARA ECONÓMICA
CARA POLITICA
2. GASES EFECTO INVERNADERO (GEI)
2.1. Tipos
a. Por el origen
a.1. De origen natural (Por ejemplo,
H2O -vapor-)
a.2. De origen humano (Por ejemplo, PFC)
a.3. De origen natural y de origen humano (Por ejemplo, CO2)
b. De origen humano
b.1. Sub productos de un proceso (Por ejemplo: CO2, en la producción de NH3)
b.2. Productos de un proceso (por ejemplo: SF6)
GASES EFECTO INVERNADERO
CO2
H2O CH4
O3 N2O
CFC
HFC
SF6
GEI
¿QUÉ CARACTERÍSTICA GENERAL TIENE UN GEI?
• N2 y O2 (son gases mayoritarios en las tropósfera, pero no son GEI, sus moléculas diatómicas homonucleares, no absorben radiación infrarroja)
• CO2 (forma parte del aire de referencia) y H2O (variable en la tropósfera): sus moléculas son poliatómicas -triatómicas-y heteronucleares)
VIBRACIONES MOLECULARES DE LAS MOLÉCULAS DE CO2
Tensión simétrica o-c-o (7490 nm)
Tensión asimétrica o-c-o (4257 nm)
Flexión o-c-o (14992 nm)
DIÓXIDO DE CARBONO
AÑOCONCENTRACIÓN CO2
(ppm)Fuente
1750 275 ND
1850 280 ND
1958 315 Ludevic, 1998
1984 343 Ludevic, 1998
1992 355 ND
1996 361 ND
2003 376 ND
2007 (Abril) 384 NOAA
2008 (Abril) 385 NOAA
2009 (Abril) 387 NOAA
2010 (Abril) 392 NOAA
2100 440 Ludevic, 1998ND: No disponible NOAA: National Oceanic and Atmospheric AdministrationElaboración: Loayza Jorge, 2010
VARIACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DEL CO2 CON EL TIEMPO
VIBRACIONES MOLECULARES DE LAS MOLÉCULAS DE H2O
Análogamente a lo que ocurre con el CO2
METANO (CH4)
• El metano se produce de forma natural por la descomposición de sustancias orgánicas en ambientes pobres en oxígeno. También se produce en el sistema digestivo de rumiantes y otros animales, en la explotación de combustibles fósiles, y en la quema de biomasa.
GAS NATURAL(METANO)
PRODUCCIÓN DE METANO
• Aproximadamente la mitad de la producción de metano proviene de los sembradíos de arroz, de la actividad animal, y de la acción de los termitas (1). Una cuarta parte proviene de tierras pantanosas y húmedas (2). Un 15% de la producción industrial de gas natural y carbón mineral (3). Los rellenos de residuos sólidos y otras sustancias orgánicas en descomposición contribuyen con un 5% de las emisiones de metano (4).
CONTRIBUCIÓN %
(1) 55
(2) 25
(3) 15
(4) 5
EMISIONES ANUALES DE METANO
ÓXIDO NITROSO (N2O)
• Gas incoloro.
• Se produce en el proceso de obtención de nitrato de amonio.
• Se le conoce también como gas hilarante.
• Tiene propiedades anestésicas .
• Es uno de los principales gases de efecto invernadero.
PLANTA DE NITRATO DE AMONIO
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O + Calor (1)
4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O (2)
4NH3 + 4O2 2N2O + 6H2O (3)
2NO+ O2↔ 2NO2 (4)
3NO2+ H2O ↔ 2HNO3 + NO + Calor (5)
HNO3 + NH4OH NH4NO3 + H2O (6)
ENAEX, Mejillones, Chile.
• HFC-23 persiste en la atmósfera cerca de 300 años.
• HCH-23 también se obtiene como un subproducto en la producción de politetrafluoro etileno (PTFE) conocido comercialmente como Teflon (DuPont).
• Es generado biológicamente en cantidades traza.
TRIFLUORO METANO HCF-23
El trifluorometano (CHF3 o R23) se emplea En el grabado por plasma de capas de
óxidos o nitruros de silicio. Es un refrigerante, se ha convertido en un sustituto del clorodifluorometano (R22 ó CHF2Cl)
PERFLUOROCARBONOS
Los PFC están siendo usadas en los equipos de refrigeración y en la limpieza de circuitos integrados y en la composición de los extintores. Sin embargo, los PFCs son gases extremadamente potentes y fomentan el efecto invernadero, además son un problema a largo plazo puesto son activos hasta en 50.000 años. En un estudio 2003, el PFC atmosférico más abundante era el tetrafluorometano.
Molécula de Tetrafluorometano(CAS N° 75-73-0)
En la fabricación de semiconductores se utilizael CF4 mezclado con oxígeno para
limpiar mediante plasma los reactores deCVD (Reactores de deposición química en fase de
vapor). El freón R14 es un agente selectivode grabado de diferentes metales, óxidos
y siliciuros metálicos
HEXAFLUORURO DE AZUFRE F6S
• El hexafluoruro de azufre es un compuesto orgánico de fórmula SF6, presenta geometría molecular octaédrica.
• En condiciones normales de presión y temperatura es un gas incoloro, inodoro, no tóxico y no inflamable, es cinco veces más pesado que el aire, presentando una densidad de 6,13 g/L a una atmósfera de presión.
• Es un gas muy inerte y poco soluble en agua, aunque sí en solventes orgánicos no polares (alcohol, éter).
• Gas dieléctrico (aislante en sistemas de distribución de electricidad). También se le utiliza en la industria siderúrgica. Tiene aplicaciones en cirugía ocular (técnica: cirugía filtrante en el glaucoma).
Gas de Efecto InvernaderoPCG
Después de 20 Años
PCG
Después de 100 años
Dióxido de Carbono (CO2) 1 1
Metano (CH4) 62 23
Óxido de Nitrógeno (N2O) 275 296
HFC-23 9400 12000
HFC-125 5900 3400
HFC-134a 3300 1300
HFC-143a 5500 4300
CF4 3900 5700
C2F6 8000 11900
SF6 15100 22200FUENTE: Climate Change 2007: the Fourth Assessment Report (AR4),
Intergovernmental Panel on Climate Change.
POTENCIAL DE CALENTAMIENTO GLOBAL DE GASES DE EFECTO INVERNADERO(COMPARADO AL CO2)
PCG o GWP (por sus siglas en inglés): Potencial de Calentamiento Global define el efecto de calentamiento integrado a lo largo del tiempo que produce hoy una liberación instantánea de 1 kg de un gas de efecto
invernadero (GEI), en comparación con el causado por el CO2. De esta forma, se pueden tener en cuenta los efectos radiativos de cada gas, así como sus diferentes periodos de permanencia en la atmósfera.
EMISIONES POR VOLUMEN Y PCG
Fuente: Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks (2008),EPA. Climate Change 2007: the Fourth Assessment Report (AR4),
Intergovernmental Panel on Climate Change.
Fuente: Source: Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks (2008), EPA.
Figura 1 Figura 2
EFECTOS DEL CALENTAMIENTO GLOBAL
La elevación de la temperatura promedio del planeta contribuye(no es la única causa) a:
• Cambios en el Sistema Climático
• Deshielo de los glaciares.
• Aumento del nivel del océano.
PROYECCIÓN Y ANÁLISIS DE VIDEOS
