¿Qué es el efecto invernadero?

Esta vez vamos a tratar un tema más sencillo. Más sencillo en el fondo y en la forma.

Podríamos comenzar por el nombre. ¿Por qué se llama efecto invernadero?

La respuesta es obvia, porque es lo que pasa en un invernadero. Un invernadero suele tener techo y paredes de cristal o de plástico. Con ello se consigue que la temperatura en el interior sea mayor que en el exterior, efecto deseable en muchas circunstancias. Y es un efecto que se logra sin necesidad de un sistema calefactor artificial.

El secreto radica en una propiedad del vidrio: por transparente que nos parezca a la luz (visible), es muy poco transparente a los rayos infrarrojos (invisibles). O sea, solamente lo atraviesan una pequeña proporción.

Y el fenómeno se podría explicar de la siguiente forma:

Todos los cuerpos emiten energía radiante y el que más emite es el denominado cuerpo negro. La energía emitida depende de la temperatura. Comienza emitiendo energía invisible y desde los 500 ºC hasta los 1200 ºC, aproximadamente, radia ya en el espectro visible. Los cuerpos no negros, prácticamente todos, son peores emisores que el cuerpo negro, y necesitan más temperatura para reproducir el patrón emisivo del cuerpo negro. Necesitan, por tanto, más temperatura para emitir luz.

A la Tierra llega la energía radiante procedente del Sol desprovista de rayos infrarrojos, que han sido absorbidos en su mayoría en el aire de la atmósfera terrestre. Atraviesa el vidrio del invernadero que es transparente a la luz y calienta los objetos que se encuentran en el interior del invernadero.

Éstos emiten radiación invisible y el vidrio del invernadero no deja salir los rayos infrarrojos emitidos que quedan atrapados en su interior, mientras sí deja entrar la luz visible procedente del exterior. De esta forma aumenta la temperatura en el interior del invernadero.

Esta trampa térmica todos la hemos experimentado en verano con temperaturas altas, cuando hemos dejado el coche con las ventanillas cerradas. Transcurrido un tiempo, al volver al coche podemos encontrarnos con una temperatura tan elevada respecto a la exterior que hace casi imposible tocar el volante.

¿Y qué tiene esto que ver con el efecto invernadero que se dice existe en la Tierra? Pues resulta que la atmósfera que envuelve la Tierra se comporta como la envoltura de un gigantesco invernadero.

La luz solar, que ha perdido prácticamente toda su radiación infrarroja en el aire atmosférico, como hemos dicho, llega a la Tierra, aumenta su temperatura y la radiación que emiten los cuerpos de la Tierra hacia el exterior tienen que atravesar la atmósfera, y ésta, por su contenido en vapor de agua y CO2 (dióxido de carbono o anhídrido carbónico) que poseen propiedades parecidas a las del vidrio, impide la salida de los rayos infrarrojos, como hacía el vidrio del invernadero, y contribuyen, por el efecto invernadero, a aumentar la temperatura de la Tierra.

Si no fuera por este efecto, la Tierra tendría una temperatura inferior a la actual, lo cual seria perjudicial, pero, por otra parte, un exceso de las emisiones de CO2 contribuye a aumentar el efecto invernadero y, en consecuencia a aumentar la temperatura actual de la Tierra, con el consiguiente peligro de deshielo de las zonas heladas y todos los efectos subsiguientes de los que tanto se ha hablado, como aumento del nivel del agua del mar, influencia en el clima y en el suministro de agua.

Los avances tecnológicos de los últimos siglos, sobre todo desde la revolución industrial, han producido grandes cantidades de combustiones de carbón, gas y petróleo, y uno de los productos resultantes de estas combustiones es el CO2. Ello aumenta el efecto invernadero.

Algún dato publicado indicaba que se había aumentado un 30% en el último siglo el CO2 en la atmósfera y preveía su duplicación en otro siglo si no se modificaba la tendencia y, aunque es difícil hacer estimaciones sobre su posible influencia en la temperatura, barajaban cifras de un aumento de 1,5 ºC a 4 ºC en un siglo.

La incidencia medioambiental se tiene presente en los proyectos técnicos; por ejemplo, el efecto invernadero y la capa de ozono, que es un gas que se encuentra en la estratosfera y que absorbe gran parte de las radiaciones perjudiciales que provienen del Sol, entre ellas las ultravioletas. En buena parte, ambos factores son responsables de que se hayan ido sustituyendo, y se prevea sustituir en el futuro, diversos refrigerantes que se usan en las máquinas frigoríficas por otros menos dañinos

A los lectores

En primer lugar, deseo agradecer a Eugenio Manuel la dirección de Internet donde se puede leer el primer artículo de Einstein sobre la “Teoría de la Relatividad”

También deseo agradecer a mis alumnos y ex alumnos que, algunos de forma anónima, han dejado comentarios elogiosos en este blog que, por ser desinteresados, son motivos de satisfacción para mí.

Por último, como continúa el interés por el artículo de “La ecuación más famosa de la ciencia” y las preguntas en él formuladas, deseo añadir, además de las pistas dadas en los dos últimos artículos, que cuando hablo de sistema cerrado, se sobrentiende que es un sistema cerrado completo tanto para la materia como para la energía, o sea, que no intercambia ni materia ni energía con el exterior, lo que frecuentemente en lenguaje más técnico se suele llamar sistema cerrado aislado. Por otra parte, he diferenciado entre materia y masa para enunciar que “materia+energía=constante”. Con frecuencia se puede ver esta ecuación y la definición de sistema, utilizando la palabra masa en lugar de materia, lo cual es debido, a no distinguir entre ambas. Las preguntas formuladas pretenden que se conteste diferenciando entre ambas que, a mi modo de ver, hace más fácil la comprensión de lo que dice Einstein.

Tags: efecto invernadero | Almacenado en: Sin categoría