Seguro que alguna vez has oído que, cuando respiramos, tomamos el oxígeno del aire y luego soltamos el dióxido de carbono. También habrás oído hablar del efecto invernadero y de los gases que lo provocan, ya que es un tema que está muy presente en nuestras vidas actualmente. Bien, pues este artículo trata, en concreto, sobre el dióxido de carbono: un gas muy presente en nuestro día a día y de gran importancia para nuestra supervivencia. ¡Sigue leyendo para aprender más sobre el CO2!
- Este artículo se enfoca en el dióxido de carbono (CO2).
- Para empezar, veremos qué es el CO2.
- Posteriormente, analizaremos qué son las partes por millón de CO2.
- Luego, conoceremos qué papel juega el CO2 en el efecto invernadero.
- A continuación, aprenderemos sobre la huella de carbono.
- Para terminar, analizaremos el CO2 en la atmósfera.
¿Qué es el CO2?
El dióxido de carbono (CO2) es un compuesto químico formado por un átomo de carbono (C) y dos átomos de oxígeno (O).
Estos átomos forman una molécula lineal, en la que cada átomo de oxígeno está unido al átomo de carbono por un enlace covalente doble. A temperatura ambiente es un gas.
Observa su estructura en la siguiente figura:
Fig. 1: Observa que la molécula está formada por un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno unidos al carbono.
En la siguiente figura puedes ver mejor cómo es el enlace que une los átomos que lo forman:
Fig. 2: Observa que cada átomo de oxígeno está unido al carbono por un enlace covalente doble.
Además, cada átomo de oxígeno tiene dos pares de electrones libres.
Componentes del CO2
Como ya hemos visto, los componentes del dióxido de carbono son el carbono (C) y el oxígeno (O). Revisémoslos en profundidad.
Carbono (C)
El carbono (C) es un elemento químico cuyo número atómico es 6, lo que significa que tiene 6 protones. Su modelo atómico es el siguiente:
Fig. 3: Modelo atómico del carbono. Observa que tiene 6 electrones, distribuidos en dos orbitales.
Oxígeno (O)
El oxígeno (O) es un elemento químico cuyo número atómico es 8, lo que significa que tiene 8 protones. Su modelo atómico es el siguiente:
Fig. 4: Modelo atómico del oxígeno. Observa que tiene 8 electrones, distribuidos en dos orbitales.
CO2 PPM (Partes Por Millón)
Antes de ver qué son las Partes Por Millón (PPM) del CO2 es muy importante que veamos qué son las Partes Por Millón, en general:
Las Partes Por Millón (PPM) es una unidad de medida que sirve para medir la concentración de una sustancia por cada millón de unidades del total.
En concreto, las partes por millón de CO2, se refieren a la concentración de CO2 que hay en el aire; esto es muy útil para medir la calidad del aire.
Generalmente, de media, la concentración en partes por millón de CO2 en un aire limpio (es decir, un aire que no es aire de ciudad, ni una zona en la que haya fábricas) es de 350 ppm: por cada millón de partículas que hay en el aire, 350 son partículas de CO2.
El aire se considera sucio cuando supera las 700 ppm (en las grandes ciudades, esta cifra es bastante común). Por tanto, se definió que la cifra límite para un sitio cerrado es de 1500 ppm, ya que, a partir de esa cantidad, el aire se considera como muy sucio y puede resultar peligroso para la salud.
| Partes por millón del CO2 | Clasificación del aire |
| 350 ppm | Limpio |
| 700 ppm | Sucio |
| >1500 ppm | Peligroso para la salud |
Tabla 1. CO2: Partes por millón de CO2 en el aire y su clasificación.
Dióxido de carbono: el efecto invernadero
El efecto invernadero es un proceso mediante el cual una parte del calor del sol que llega a la Tierra se queda atrapado, debido a ciertos gases que se encuentran en la atmósfera terrestre.
Gracias al efecto invernadero la Tierra es un planeta habitable, ya que los cambios de temperatura no son tan bruscos como los cambios que habría si no estuvieran presentes en nuestra atmósfera los gases de efecto invernadero. Veamos por qué ocurre esto:
Fig. 5: Observa cómo el calor del sol toma dos caminos: en uno de los casos, la luz es reflejada hacia el espacio; mientras que en el otro, la luz llega a la superficie de la Tierra y es absorbida y reflejada por los gases de efecto invernadero.
Esto permite que se mantenga en la Tierra y no se escape al espacio.
El efecto invernadero ocurre gracias a los gases que permiten que el calor, procedente de una estrella (en nuestro caso, el Sol), no se escape hacia el espacio. Esto hace que la Tierra tenga las temperaturas más reguladas y más cálidas, lo que favorece la presencia de vida. Sin efecto invernadero, las diferencias en las temperaturas del día y la noche serían mucho más grandes.
De hecho, si en nuestra atmósfera no hubiera gases de efecto invernadero, la temperatura media de la Tierra sería de unos -20ºC, aproximadamente; mientras que en la actualidad, la temperatura media de la Tierra es de 15ºC aproximadamente.
¿Por qué ocurre el efecto invernadero?
Ya hemos visto qué es el efecto invernadero, pero también es importante que sepamos por qué ocurre. Pues bien, diciéndolo de una forma muy simple: el calor llega a la Tierra y es atrapado por los gases de efecto invernadero que se encuentran en la atmósfera, lo que permite que este calor se quede encerrado en la Tierra y tengamos una temperatura mucho más cálida y estable.
Veamos, ahora, la explicación más compleja y precisa: uno de los puntos clave para entender esto es que la atmósfera terrestre deja pasar prácticamente toda la luz que llega del Sol. Además, la superficie de la Tierra emite una radiación infrarroja, que tarda en escaparse al espacio gracias a los gases de efecto invernadero (asciende lentamente y, sobre los 5km de altura, se escapa). Estas diferencias de radiación provocan que con cada kilómetro que avancemos hacia arriba (hacia el espacio), la temperatura disminuya en 6,5ºC.
Los gases de efecto invernadero se encuentran esparcidos por toda la atmósfera. Sin embargo, se pueden encontrar distintos gases en distintas capas de la atmósfera, lo que confiere distintas características a cada zona de esta.
Por ejemplo, la mayoría de los rayos infrarrojos solo se pueden escapar al espacio por las zonas altas de la atmósfera. Por esto, cuanto menos gases de efecto invernadero haya en esa zona, mejor podrán escapar, y viceversa.
El calentamiento global
Una de las consecuencias más importantes del efecto invernadero es el calentamiento global.
El calentamiento global es el aumento de la temperatura media de la Tierra, debido a un descontrol del efecto invernadero.
Por lo tanto, ¡no todo es positivo cuando hablamos del efecto invernadero! La globalización ha provocado que cada vez produzcamos más gases de efecto invernadero —sobre todo dióxido de carbono y metano—, lo que ha llevado al aumento de la temperatura media de la Tierra.
Esto tiene consecuencias negativas, como:
- Una subida en el nivel del mar; sobre todo, si los polos se funden como consecuencia del calor.
- Diferencias muy bruscas en las temperaturas.
- Cambios en las precipitaciones en todo el mundo.
- Una falta de agua y cambios muy bruscos en las temperaturas, que producen ampliación de las zonas desérticas de todo el mundo, sequías, heladas, lluvias torrenciales, huracanes...
Por esto, tenemos que ser muy conscientes de las acciones que llevamos a cabo en el día a día y pensar si todo lo que hacemos es necesario, en relación con las consecuencias que puede tener para el planeta.
¡En la actualidad, no hay ninguna manera de recuperar las temperaturas que teníamos antes de que comenzara a ocurrir el calentamiento global!
¿Qué gases son responsables del efecto invernadero?
Hay varios gases que son responsables del efecto invernadero de la Tierra:
- Dióxido de carbono (CO2).
- Vapor de agua (H2O).
- Óxido nitroso (N2O).
- Ozono (O3).
- Metano (CH4).
CO2 footprint o huella de carbono
La huella de carbono o CO2 footprint (en inglés) es una medida que sirve para que podamos hacernos una idea de las emisiones de gases de efecto invernadero —tanto directas como indirectas— que generamos los seres humanos como consecuencia nuestras actividades cotidianas y las dinámicas de algunas empresas.
En muchas ocasiones, esta huella no puede calcularse correctamente, ya que es muy complicado de medir con exactitud.
Para calcular la huella de carbono no se tiene solamente en cuenta el dióxido de carbono, sino que también se consideran las emisiones de metano (CH4).
CO2 equivalente
El CO2 equivalente (CO2eq) es una medida que sirve para conocer la huella de carbono en toneladas.
CO2 en la atmósfera
El dióxido de carbono en la atmósfera puede proceder de varias fuentes:
- Combustión en las fábricas.
- Fotosíntesis de las plantas, algas y algunas bacterias.
- Transporte.
- Centrales eléctricas.
Reacciones de combustión de las fábricas
En las fábricas se llevan a cabo muchas reacciones de combustión que producen CO2, el cual es liberado a la atmósfera.
Un ejemplo de reacción de combustión es la siguiente:
$$Compuesto\ que\ queramos\ combustionar\ + O_{2}\rightarrow CO_{2}+H_{2}O+energia+compuesto\ transformado$$
Fotosíntesis de las plantas, algas y algunas bacterias
Como ya sabrás, las plantas realizan la fotosíntesis en presencia de luz; este que es un proceso químico mediante el cual toman CO2 de la atmósfera y liberan oxígeno (O2). Se lleva a cabo la siguiente reacción:
$$6 CO_{2} + 6 H_{2}O + luz\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6} + 6 O_{2}$$
Sin embargo, durante las noches, ocurre el proceso contrario: las plantas, bacterias y algas que llevan a cabo la fotosíntesis, liberan dióxido de carbono a la atmósfera. Esta es la reacción:
$$C_{6}H_{12}O_{6} + 6 O_{2}\rightarrow 6 CO_{2} + 6 H_{2}O$$
Por esto, podemos considerar a las plantas como una de las fuentes de liberación de dióxido de carbono a la atmósfera.
Transporte
Cada día utilizamos medios de transporte para trasladarnos de un sitio a otro; por ejemplo, los coches, autobuses, taxis, motos, trenes, aviones, barcos... Estos medios de transporte funcionan gracias a ciertas reacciones de combustión de combustibles, lo que provoca la liberación de dióxido de carbono a la atmósfera. Esta es una de las mayores fuentes de generación de CO2.
Un ejemplo de reacción de combustión de un hidrocarburo utilizado en los medios de transporte (por ejemplo, gasolina o diésel) sería el siguiente:
$$Hidrocarburo+O_{2}\rightarrow calor+CO_{2}+H_{2}O$$
Industrias y centrales eléctricas
En las industrias y centrales eléctricas se llevan a cabo muchas reacciones, parecidas a las de combustión, que tienen como resultado la generación de dióxido de carbono. Debido a la gran cantidad de industrias y centrales eléctricas que hay repartidas por todo el mundo, y que estas son de suma importancia para nuestro día a día, se han convertido en uno de los factores que más contribuyen a la presencia de dióxido de carbono en la atmósfera.
CO2 - Puntos clave
- El dióxido de carbono (CO2) es un compuesto químico formado por un átomo de carbono (C) y dos átomos de oxígeno (O).
- Las Partes Por Millón (PPM) es una unidad de medida que sirve para determinar la concentración de una sustancia por cada millón de unidades del total.
- El efecto invernadero es un proceso mediante el cual una parte el calor del sol que llega a la Tierra se queda atrapado, debido a ciertos gases que se encuentran en la atmósfera terrestre.
- El calentamiento global es el aumento de la temperatura media de la Tierra, debido a un descontrol del efecto invernadero.
- La huella de carbono, o CO2 footprint, es una medida que sirve para que podamos hacernos una idea de las emisiones de gases de efecto invernadero (tanto directas como indirectas) que emitimos los seres humanos, como consecuencia de nuestras actividades cotidianas. También puede servir para calcular las emisiones de gases de efecto invernadero de algunas actividades concretas de empresas, etc.
- El CO2 equivalente (CO2eq) es una medida que sirve para conocer la huella de carbono en toneladas.
- Algunos de los factores y acciones que provocan el aumento de las concentraciones de CO2 en la atmósfera son: las reacciones de combustión de las fábricas, la fotosíntesis de las plantas, algas y algunas bacterias, el transporte, las industrias y las centrales eléctricas.
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