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¿QUÉ ES EL EFECTO INVERNADERO?

El efecto invernadero es un fenómeno natural que ocurre en la Tierra gracias al cual la temperatura del planeta es compatible con la vida. El proceso es similar al que se da en un invernadero utilizado para el cultivo de plantas, pero a nivel planetario.

Este proceso se inicia con la llegada de la radiación procedente del Sol a la superficie terrestre. La mayor parte de la energía recibida es la denominada “de onda corta”. De esta energía, parte es absorbida por la atmósfera -como en el caso de la radiación ultravioleta-, otra parte es reflejada por las nubes, y otra llega a la superficie del planeta -luz visible- calentándolo.

Una vez que esta radiación ha alcanzado y calentado la superficie terrestre, la tierra devuelve la energía en forma de “onda larga” (radiación infrarroja) y es reflejada y enviada de nuevo a la atmósfera. Determinados tipos de gases atmosféricos, llamado “gases de efecto invernadero”, retienen parte de esta energía (el 62.5%, aproximadamente) en el interior del planeta, y no dejan que salga al espacio exterior. Es esta radiación, que no puede escapar del planeta, la que hace que la temperatura de la superficie se eleve.

Cuando este proceso funciona de manera natural, el equilibrio de temperaturas medio en la superficie del planeta es de 14º C, y gracias a él la vida se hace posible.

Si no se produjese este efecto invernadero, la temperatura de la Tierra sería menor, en torno a los -18ºC lo que haría inviable el desarrollo de la vida, por ello, este fenómeno es imprescindible para mantener las condiciones actuales de vida.

Cuando la concentración de gases de efecto invernadero aumenta en la atmósfera, la cantidad de energía que no puede escapar al espacio es cada vez mayor, y vuelve a ser reflejada a la superficie aumentando la temperatura de ésta de manera gradual.

Esta es la principal causa del denominado Cambio Climático, proceso que se ha dado de manera natural a lo largo de la Historia de la Tierra pero que ahora está sufriendo una enorme aceleración por el aumento artificial y desmedido de los denominados gases de efecto invernadero.

FORMAS ALÓTROPICAS DEL CARBONO

El carbono presenta otra característica muy resaltante y es que presenta formas alotrópicas, las cuales son estables a temperatura ambiente. Estas formas alotrópicas son:

1. Diamante:

El diamante está formado por átomos de carbono que encuentran enlazados tetraédricamente entre sí mediante enlaces orbitales híbridos sp³ que forman una red tridimensional. Cada átomo de carbono, tiene cuatro carbonos vecinos muy cercanos. Dicha «red de diamante» es conocida como estructura cristalina cúbica centrada en la cara.

El diamante es la segunda forma más estable de carbono, después del grafito; sin embargo, la tasa de conversión de diamante a grafito es despreciable a condiciones ambientales.

Estructura molecular del diamante

Los diamantes se forman a través del carbón a condiciones extremas de presión y temperatura. Dicho proceso es muy complicado y puede llegar a tardar hasta billones de años. El proceso se lleva a cabo en la capa litosférica, que se sitúa entre 150 a 200 kilómetros bajo la superficie y en donde se facilitan las condiciones extremas. La temperatura puede alcanzar entre 900 °C y 1300 °C y un nivel de presión de 30 kilobars. En este instante, el carbón adopta una forma molecular cúbica y se mineraliza transformándose en un diamante.

2. Grafito

El grafito posee una estructura laminar con cada capa, llamada lámina de grafito, formada por hexágonos de átomos de carbono enlazados entre sí por enlaces híbridos sp² que forman ángulos de 120º. Cada átomo de carbono en una lámina plana tiene tres átomos de carbono vecinos muy cercanos. Las láminas hexagonales se mantienen unidas entre sí por fuerzas débiles llamadas fuerzas de Van der Waals.

Estructura del grafito

El grafito se mezcla con la arcilla para elaborar las puntas de los lápices. Otra aplicación es como aditivo en lubricantes. También se emplea en la preparación de pinturas anti-radar usadas en el camuflaje de vehículos y aviones militares.

3. Grafeno:

El Grafeno es una variante del Carbono, que presenta como propiedades, una elevada conductividad térmica y eléctrica, alta resistencia y es participe de múltiples reacciones químicas.

Esto dependerá en gran medida, de que manera este se utilice ya que puede ser tratado de diferentes formas. Dicho cristal de carbono dispone de átomos en un plano de forma hexagonal.

Este material es bastante utilizado en la electrónica, ya que es casi perfecto para la construcción de circuitos integrados, pudiendo emplearse como canal en transistores de efecto de campo. Aunque, muchos investigadores siguen trabajando para mejorar su efectividad.

4. Fullereno:

Es una molécula compuesta por carbono que puede adoptar una forma geométrica que recuerda a una esfera, un elipsoide, un tubo (llamado nanotubo) o un anillo.

El fullereno se ha hecho muy popular entre los más significativos científicos del mundo, debido a su curiosa belleza estructural y su versatilidad para la obtención de nuevos compuestos.

Aunque es un elemento que se utiliza ampliamente, también es necesario señalar que sigue siendo objeto de un intenso estudio con el que se pretende aclarar algunas de las dudas que todavía existen en torno a él. Su uso se puede ver en campos como la nanomedicina.

Según un estudio publicado durante el pasado año 2004, se confirmó que el fullereno puede resultar peligroso para diversos organismos, por lo que actualmente se utiliza con extremo cuidado.

Sin embargo, todavía quedan por ver los nuevos usos que se le darán, ya que constantemente se encuentran nuevas aplicaciones.

5. Nanotubos:

Se denominan nanotubos a estructuras tubulares (cilíndricas), cuyo diámetro es del tamaño del nanómetro. Los nanotubos no solo pueden ser de carbono, también se hayan de diversos materiales, tales como silicio o nitruro de boro.

Este material es muy utilizado en la electrónica, ya que los nanotubos de Carbono sirven para la fabricación de transistores y memorias, entre otros componentes. Igualmente es empleado en la biomedicina, en la fabricación de automóviles y aviones.