Universidad Nacional San Luis Gonzaga de IcaFacultad de Ingeniería Mecánica - Eléctrica

y Electrónica

 LA ATMÓSFERA

Docente: Ing. Claudio Vargas C.

LA ATMOSFERA

Es una capa gaseosa que envuelve algunos planetas y otros cuerpos celestes.

En nuestro planeta la atmósfera terrestre está conformada por una mezcla de gases (aire) formado por nitrógeno en 75% y oxigeno en 21%, gases inertes, hidrogeno, dióxido de carbono y vapor de agua.

CAPAS ATMOSFERICAS TERRESTRES

1.- TROPOSFERA.-Es la capa interior en la que se producen los fenómenos metereológicos, en ella se contiene un 70% del peso total de la atmósfera.

2.- EXTRATOSFERA.- Se caracteriza por la ausencia de vapor de agua y está a una temperatura homogénea entre –55ºC a –40ºC, aquí se encuentra la capa de ozono de vital importancia en la absorción de las radiaciones ultravioletas.

3.- MESOSFERA.- En ésta capa la temperatura disminuye a –75ºC. En esta capa se encuentra también como estrato (capa D) que tiene la capacidad de reflejar las ondas largas empleadas en radio comunicaciones.

4.- TERMOSFERA (Ionosfera).- Se producen temperaturas muy elevadas de 1000ºC a 1500ºC, en ésta se produce la propagación de las ondas electromagnéticas y vientos hasta de 200 Km/h.

5.- EXOSFERA.- Capa mas externa se encuentra a partir de los 500 Km. de altura, en ella la atmósfera se encuentra rarificada; se extiende hasta unos 2500 Km.

PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES

EFECTO INVERNADERO

Es un calentamiento progresivo del planeta originado por el desbalance calórico de la energía térmica que ingresa a la tierra respecto a la energía térmica que sale de la ella. Una fracción de la energía ingresante se queda en el planeta.

En 1896 el científico sueco Svante Arrhemius fue el primero en establecer la noción de “efecto invernadero” (green house effect), iniciándose desde entonces un proceso de concientización de la comunidad internacional respecto a sus consecuencias.

Posteriormente reconoce que el clima es mas caliente que en 1,896 y se establece el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) por el Programa Medioambiental de las Naciones Unidades y la Organización Mundial Metereológica (OMM).

- El propósito de esta organización es predecir el impacto de los gases de efecto invernadero teniendo en cuenta modelos previstos sobre el clima e información bibliográfica.

- El Panel es conformado por mas de 2,500 científicos y expertos técnicos de más de 60 países de todo el mundo, de distintos campos de la investigación como:

-Climatología, Ecología, Medicina, Oceanografía y Economía.

EFECTO INVERNADERO

- Se denomina efecto invernadero al 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.

- El efecto invernadero se ve acentuado en la tierra por la emisión de ciertos gases, como el dióxido de carbono y el metano, debida a la actividad industrial.

EFECTO INVERNADERO

- El efecto invernadero es un fenómeno atmosférico natural que permite mantener la temperatura del planeta, al retener parte de la energía proveniente del sol. El aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2) proveniente del uso de combustibles fósiles ha provocado la intensificación del fenómeno.

- Si no existieran los gases de invernadero, el planeta sería cerca de 30° más frío de lo que es ahora.

ORIGEN DEL EFECTO INVERNADERO

-Es atribuida a la propiedad que tienen determinados gases generados en la tierra, de atrapar la radiación electromagnética de ondas largas.

-Las radiaciones de calor que emiten están en la banda de las ondas largas (infrarrojo).

-Este fenómeno se presenta en la estratosfera, capa situada entre los 10 y 50 Km. sobre el nivel del mar.

-A los gases que causan este fenómeno se les conoce como Gases de Efecto Invernadero (GEI) o simplemente gases de invernadero.

GASES DE EFECTO INVERNADERO

- Dióxido de carbono : CO2

- Metano : CH4

- Oxido Nitroso : N2O

- Clorofluorocarbonos : CFCs

- Hidrofluorocarbonos : HFCs

- Hexafluoruro de azufre : SF6

GASES QUE PRODUCEN EL EFECTO INVERNADERO

GAS

FUENTE EMISORA

TIEMPO DE

VIDA

CONTRIBUCION AL

CALENTAMIENTO (%)

Dióxido de carbono (CO2)

Combustibles fósiles, deforestación, destrucción de suelos

500 años

54

Metano (CH4) Ganado, biomasa, arrozales, escapes de gasolina, minería.

7 – 10 años

12

Oxido Nitroso (N2O) Combustibles fósiles, cultivos, deforestación.

140 – 190 años

6

Clorofluorocarbonos (CFC 11, 12)

Refrigeración, aire acondicionado, aerosoles, espumas plásticas.

65 – 110 años

21

Ozono y otros Fotoquímicos, automóviles, etc.

Horas – días

8

CONSECUENCIAS CAUSA ECONOMICAS- Emisiones de Dióxido carbono (CO2) y Metano(CH4) por:

Incendios forestales Transporte Industrias que utilizan combustibles fósiles Ganadería intensiva

EFECTOS GLOBALES- Cambios climáticos

Elevación de temperatura media del planeta Lluvias estacionales y torrenciales. Derretimiento de los hielos polares.Aumento del nivel de los océanos.Destrucción de los bosques tropicales.Destrucción de ecosistemas.Aumento de zonas desérticasIncremento de sequías en unas zonas e inundaciones en otrasInundaciones de zonas costeras..

¿QUÉ PODEMOS HACER?

Las acciones que cada uno de nosotros podemos tomar son la siguientes:

Reducción de emisiones de CO2 en origen.- Concientización, educación y divulgación ecológica en cada uno de nosotros.- Uso razonable de los productos no renovables.- No malgastar la energía eléctrica.- Uso de materiales ecológicos.- Eliminación de productos que contribuyen al aumento del efecto invernadero, tales como los aerosoles que contiene CFC.-Separar los desechos sólidos según su tipo (vidrio, papel, aluminio, etc.) para facilitar su recolección.-Exigir y conocer los planes ecológicos de los gobiernos y los planes de “Desarrollo Sustentable”

El efecto invernadero es uno de los principales factores que provocan el calentamiento global de la tierra, debido a la acumulación de los llamados gases invernaderos CO2, H2O, O3, CH4 y CFCS en la atmósfera.

PROTOCOLO DE KYOTO

- El protocolo de Kyoto realizada y aprobada en la ciudad japonesa de Kyoto en 1997.

- Los representantes de los diferentes países se comprometen a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero en un 5.2% de media en el periodo de 2008 – 2012 respecto a los niveles de 1990.

- Estados Unidos y Europa se comprometen a una reducción mayor de 7% y 8% respectivamente.

- Hasta el 2010 la Unión Europea deberá teóricamente reducir sus emanaciones en seis gases CO2, CH4, N2O, compuestos perfluorocarbonados (PFC), compuestos hidrofluorocarbonados (HFC) y hexafluoruro de azufre.

CAPA DE OZONO

Es una capa de gas formada hace 400 millones de años y ubicada en la estratosfera a una altura entre 20 y 36 Km, está compuesto por tres moléculas de oxígeno (O2).

- Esta capa evita que gran parte de la radiación ultravioleta( UV)

penetre la superficie terrestres.

- La capa de ozono mantiene las condiciones de vida para muchas

especies del planeta.

- La presencia de este gas en la estratosfera es beneficiosa puesta que

cumple la misión de filtro de los rayos ultravioletas, los cuales si

llegarían directamente a la tierra dañarían muchos procesos vitales.

¿CÓMO SE DESTRUYE LA CAPA DE OZONO?

La radiación ultravioleta arranca el cloro de una molécula de clorofluorocarbono (CFC). Este átomo de cloro, al combinarse con una molécula de ozono la destruye, para luego combinarse con otras moléculas de ozono y eliminarlas. El proceso es altamente dañino, ya que en promedio un átomo de cloro es capaz de destruir hasta 100, 000 moléculas de ozono.

Este proceso de detiene finalmente cuando este átomo de cloro se mezcla con algún compuesto químico que lo neutraliza.

ELEMENTOS DESTRUCTORES DE OZONO

Es atacado por el cloro, metano, bromo y el fluor y estos son producidos por:

AerosolesFrigoríficos Acondicionadores de aireExtintoresProductos de limpieza DisolventesFabricación de materiales de aislamiento térmico

CONSECUENCIASCAUSAS ECONOMICAS

- Uso de CFCS como:- Propelentes- Refrigerantes- Base para la fabricación de plásticos

EFECTOS GLOBALES- Producción de cáncer de piel.- Problemas en el sistema inmunológico.- Pérdida del fitoplancton, base de la cadena alimentaria marina.- Reducción en la industria pesquera.- Reduce el rendimiento de las cosechas.- Cambia los tiempos de florecimiento de las plantas.- Hace que las plantas sean más vulnerable a las enfermedades y produzca sustancias tóxicas.-Puede alterar su forma y dañar el crecimiento de plantas.-Pérdida de biodiversidad y especies.-Modificación genética en la flora y fauna.

CONSECUENCIAS

EFECTOS ECONOMICAS

- Costes médicos por esas enfermedades.

- Reducción del rendimiento agrícola y ganadero a largo plazo.

SOLUCIONES

Aplicación estricto del Protocolo de Montreal (1987) por los países productores.

CONTROL DE LA RADIACION ULTRAVIOLETA-B. EN LAS CIUDADES DE LIMA Y AREQUIPA

SENAMHI a través de la Dirección General de Investigación y Asuntos Ambientales viene monitoreando el comportamiento temporal de la radiación ultravioleta-B en las ciudades de Lima y Arequipa a fin de pronosticar los índices IUV, los cuales serán difundidos a la población con la finalidad de promover en ellos una adecuada exposición al sol a fin de minimizar sus efectos dañinos.

CALCULO DEL INDICE UV (IUV)

Para esto se utiliza: La información proveniente de los sensores de radiación ultravioleta-B; UB-Biometer Solar Light Modelo 501, instalados en las ciudades de Lima y Arequipa, a 112 y 2450 m.s.n.m.

La información de la posición del sol en las diferente épocas.

Información de la concentración de ozono total para nuestras latitudes obtenido por el ESPECTROFOTOMETRO DOBSON instalado en la Estación de Vigilancia Atmosférica de Marcapomacocha, en el Distrito del mismo nombre, provincia de Yauli Región Junín a una altura de 4479 m.s..n.m., contrastado por el Sensor TOMS (Total Ozone Mappig Spectrometer) de la NASA (Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio) de los Estados Unidos y el tiempo solar verdadero hacia el medio día solar (el cual no coincide exactamente con el medio día convencional) para saber la hora de máximo radiación.

VALOR DEL INDICE – NIVEL DE RIESGO

VALOR DE INDICE NIVEL DE RIESGO 0 – 3 MINIMO 4 – 5 BAJO 6 – 8 MODERADO 9 – 12 ALTO 13 – 16 MUY 16 + EXTREMO

SENAMHI , dentro del Programa de Vigilancia Atmosférica Global (VAG) de la Organización Metereologica Mundial (OMM), ha instalado una estación de medición de ozono atmosférico dentro de la región andina de los trópicos, en la localidad de Marcapomacocha, Junín, ubicada a 4479 metros de altitud, considerado como la estación más alta del mundo, lugar donde se cuenta con una Espectrofotómetro Dobson, instrumento que permite cuantificar el ozono atmosférico.

Esta información es remitida al Centro de Calibración Mundial Dobson, de la Administración Nacional del Océano y de la Atmósfera (NOAA) de los Estados Unidos, para una certificación y su remisión al Centro Mundial de datos de Ozono y Radiación Ultravioleta en Toronto, Canadá.

CARACTERISTICAS DE LAS RADIACIONES UV

Llamamos radiaciones ultravioleta (UV) al conjunto de radiaciones del espectro electromagnético con longitudes de onda menores que la radiación visible (luz), desde los 400 hasta los 150 nm. Se puede diferenciar tres bandas de radiación UV: UV-A, UV-B y UV-C.

UV-A.- Banda de los 320 a los 400nm. Es la más cercana al espectro visible y no es absorbida por el ozono.

UV-B.- Banda de los 280 a los 320 nm. Es absorbida casi totalmente por el ozono, aunque algunos rayos de este tipo llegan a al superficie de la Tierra. Es un tipo de radiación dañina, especialmente para el ADN. Provoca melanoma y otros tipos de cáncer de piel. También puede estar relacionada, aunque esto no es tan seguro, con daños en algunos materiales, cosechas y formas de vidas marinas.

UV-C.- Banda de las radiaciones UV menores de 280 nm. Este tipo de radiación es extremadamente peligroso, pero es absorbido completamente por el ozono y el oxígeno.

PROTOCOLO DE MONTREAL (1987)El Protocolo de Montreal es un acuerdo internacional que limita, controla y regula la producción, el consumo y el comercio de sustancias depredadoras de la capa de ozono.Fue negociada en 1987 y entró en vigor el 1° Enero del 1989.El tratado se enfoca a reducir los niveles de consumo y producción de clorofluorocarbonos (CFCs), según el nivel de desarrollo de sus economías.Desde su creación se han realizado en varias ocasiones en diferentes sedes, se cree que si todos los países cumplen con los objetivos propuestos dentro del Tratado, la capa de ozono podría haberse recuperado para el año 2050.

LA LLUVIA ACIDA

Fenómeno contaminante que se produce al combinarse el vapor del agua atmosférica con óxidos de azufre y nitrógeno, formado acido nítrico y acido sulfúrico.Cuando estas caen precipitan afectan negativamente a las formas vivas y las estructuras construidas por el hombre.

CAUSAS ECONOMICAS:-Emisiones de compuestos de nitrógeno y azufre a la atmósfera.

Centrales térmicas TransporteIndustria químicaLas Centrales Eléctricas, fábricas, maquinarias y coches “queman” combustibles, por lo tanto todos son productos de gases contaminantes (óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre).

LA LLUVIA ACIDA

EFECTOS GLOBALESEfectos sobre los ecosistemasEfectos sobre los cultivosEfectos sobre las aguas subterráneas y superficiales.Efectos sobre la salud humana.Efectos en construcción, materiales y pintura.Acidificación de los bosques.Muerte biológica de masas de agua cerrada.Destrucción de masas forestales.

LA FORMACIÓN DE LA LLUVIA ÁCIDA

LA LLUVIA ÁCIDA ES UN EVENTO FÍSICO-QUÍMICO DE DETERIORO AMBIENTAL QUE EMPIEZA EN LA ATMÓSFERA Y CULMINA EN EL MEDIO ACUÁTICO.

LA LLUVIA ACIDA

EFECTOS ECONOMICAS:Perdida de valor recreativo.Caída del rendimiento de la actividad pesquera.Caída del rendimiento de la actividad forestal

SOLUCIONES

Suprimir subvenciones nacionales a carbón de baja calidad.

LA LLUVIA ACIDA ¿Qué podemos hacer?

Reducir las emisiones.- La quema de combustible es la forma más barata para producir electricidad, por lo tanto hay que generar nuevos desarrollos utilizando energías alternativas no contaminantes.

Los gobiernos tienen que invertir más dinero en investigación y desarrollar proyectos que tengan objetivos de reducir la contaminación ambiental.

Buscar fuentes alternativas de energía: Se investiguen diferentes formas de producir energía utilizando energía renovables.

Producción de convertidores catalíticos para automóviles, que eliminen sustancias químicas en los gases de escape.

Ahorrar energía, haciendo una pequeña modificación en nuestro comportamiento cotidiano.