Por qué el CO₂ sí y el N₂ no
Una molécula absorbe infrarrojo si al vibrar cambia cómo se reparte su carga
Bloque Carbono y energía
El aire es casi todo nitrógeno y oxígeno
No importa cuánto hay de un gas, sino cómo es su molécula.
Cuatro moléculas del aire
UCAR, The Greenhouse Effect; LibreTexts Chemistry, Infrared: Theory. Esferas y enlaces: esquema, no está a escala real.
El criterio
LibreTexts Chemistry, Infrared: Theory («a net change in dipole moment»).
El CO₂ puede vibrar de distintas maneras
O ← C → O
los dos oxígenos se alejan a la vez
O → C → O
un oxígeno se acerca y el otro se aleja
LibreTexts Chemistry, Infrared: Theory. Esquema, no está a escala real
¿Por qué el N₂ no absorbe infrarrojo?
¿Absorbe infrarrojo o no?
Tocá cada ficha para cambiarla de grupo y después comprobá.
¿Una manta?
«Los gases de efecto invernadero son una manta que atrapa el calor.» ¿Qué pasa en realidad?
Un invernadero natural
La atmósfera es un conjunto de gases que rodea el planeta.
El principal gas del efecto invernadero es el dióxido de carbono (CO₂). Pero no el único.
El gas protagonista
¿Cuál es el principal gas de efecto invernadero que nombra la diapositiva?
¿Qué es un GEI?
Los gases de efecto invernadero son componentes gaseosos de la atmósfera que absorben y emiten radiación dentro del rango infrarrojo, lo que contribuye al efecto invernadero. Si bien el principal y más importante gas de efecto invernadero es el dióxido de carbono, existen otros gases de efecto invernadero.
El rango de los GEI
¿En qué rango absorben y emiten radiación los GEI?
CO₂ y metano
Origen: emisiones de la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural), deforestación y cambios en el uso del suelo.
Impacto: principal contribuyente al calentamiento global debido a su abundancia y longevidad en la atmósfera.
Origen: actividades agrícolas (especialmente la fermentación entérica en el ganado), descomposición de residuos orgánicos en vertederos, producción y transporte de combustibles fósiles.
Impacto: aunque está presente en menores cantidades que el CO₂, es mucho más eficaz para atrapar calor (aproximadamente 25 veces más potente que el CO₂ en un período de 100 años).
Otros GEI
Origen: uso de fertilizantes nitrogenados en la agricultura, procesos industriales, quema de biomasa y combustibles fósiles.
Impacto: aproximadamente 300 veces más potente que el CO₂ para atrapar calor durante 100 años.
Origen: usos industriales y comerciales: refrigerantes, solventes, propulsores en aerosoles y agentes espumantes.
Impacto: aunque están en menores cantidades, tienen un potencial de calentamiento global muy alto (hasta miles de veces más que el CO₂).
Origen: ciclo natural del agua (evaporación y condensación).
Impacto: es el GEI más abundante, pero su concentración depende sobre todo de la temperatura. Cuando la atmósfera se calienta puede contener más vapor, y eso amplifica el efecto invernadero.
¿De dónde sale cada gas?
Tocá cada origen hasta que muestre el gas que produce.
Poco pero potente
¿Por qué importa el metano si hay mucho menos que CO₂?
Potencial de calentamiento global (PCG)
¿Tienen todos los GEI el mismo efecto? No. Para poder comparar el efecto de cada gas se usa una escala: el potencial de calentamiento global (PCG).
El PCG compara el impacto de cada gas en el calentamiento global en relación con el CO₂ en un período específico, generalmente 100 años. El CO₂ tiene un PCG de 1 por definición. El PCG de un gas se determina considerando tanto cuánto calor absorbe como cuánto tiempo permanece en la atmósfera.
La tabla del PCG
Como el CO₂ es el gas de referencia, su valor en la escala es 1. Estos son los valores de los GEI más importantes:
| GEI | Potencial de calentamiento global |
|---|---|
| Dióxido de carbono (CO₂) | 1 |
| Metano (CH₄) | 21 |
| Óxido nitroso (N₂O) | 296 |
| Fluorocarburos | 120 – 12 000 |
| Clorofluorocarbonos | 5 700 – 11 900 |
| Hexafluoruro de azufre | 22 200 |
Leer la tabla
Según la tabla, 1 kg de metano calienta como… ¿cuántos kg de CO₂?
El más potente
¿Qué gas de la tabla tiene el PCG más alto?
Calculadora de PCG
Calculá vos: CO₂e = masa × PCG. En la tabla de la calculadora podés elegir «Valores de la clase» o «IPCC AR5», y editar los números.
- Modo 1: 1 t de CH₄ contra 1 t de CO₂.
- Modo 3: ¿conviene reducir 10 t de CO₂ o 1 t de CH₄?
- Modo 4: los 5 desafíos.
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Simulador creado por el prof. Federico Garberi.
Video: por qué el CO₂ sí y el N₂ no
«El Cambio Climático es Culpa Nuestra y Puedo Convencerte»
QuantumFracture · 12:52 · 2018
Tramo: 2:28 – 3:10
El CO₂ y otros compuestos son «máquinas moleculares» que dejan pasar la luz del Sol pero captan el infrarrojo de la Tierra: se ponen a vibrar. El nitrógeno, en cambio, «ni se muta».
Probalo vos: moléculas y luz
Elegí una molécula y una fuente de luz, y encendé la lámpara. Probá:
- CO₂ con infrarrojo y después con luz visible.
- N₂ y O₂ con infrarrojo.
- O₃ (ozono) con ultravioleta.
- CH₄ y H₂O con infrarrojo.
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Simulación «Moléculas y luz», PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, phet.colorado.edu. Licencia CC BY 4.0.
El CO₂ y la luz
En la simulación, ¿qué hace el CO₂ con el infrarrojo y con la luz visible?
El nitrógeno
¿Qué le pasa al N₂ cuando le llega infrarrojo?
El ozono y el ultravioleta
¿Qué pasa con el ozono (O₃) cuando le llega ultravioleta?
Moléculas y radiación
Otra mirada, con el simulador del profe. Elegí molécula y radiación, y encendé la lámpara:
- N₂ y O₂ con infrarrojo: ¿absorben?
- CO₂, H₂O y CH₄ con infrarrojo: ¿hacia dónde sale el fotón reemitido?
- NO₂ con luz visible y O₃ con ultravioleta.
- H₂O con microondas.
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Simulador creado por el prof. Federico Garberi.
Mucho N₂, poco CO₂
La animación, la actividad escrita y la autoevaluación están en la página de la clase.
Simuladores para esta clase
Se abren en una pestaña nueva. Son opcionales: no cuentan para el resultado.
Resumen
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