Contemos mejor el efecto invernadero

 

Son muchos los libros de texto de secundaria que no tratan bien este tema. Nos cuentan que la luz que llega del Sol y se refleja en la superficie terrestre. Y esta luz reflejada es absorbida por los gases invernadero cuando intentan salir de la atmósfera.

Si no lo cuentan así, suele venir un dibujo al lado donde da lugar a esta interpretación. Como por ejemplo:


 

Para que el alumno entienda mejor en qué consiste el efecto invernadero, hay que contarle previamente el siguiente concepto:

Cuando la radiación incide sobre cualquier cuerpo (una piedra por ejemplo), parte de esa radiación la absorbe, y la otra parte la refleja. La parte de radiación que se refleja no afecta al cuerpo en sí. Es radiación que se marcha. Sin embargo, la radiación que absorbe el cuerpo, es energía absorbida, que se invierte en aumentar la energía térmica del cuerpo. Luego el cuerpo aumenta su temperatura.

Si esto fuera toda la película, hay algo que no encaja. El espacio está lleno de radiaciones que van y que viene. Cualquier cuerpo estaría siempre absorbiendo energía y por consiguiente aumentando su temperatura. Experimentalmente, vemos que esto no ocurre. Un cuerpo termina alcanzando una temperatura de equilibrio. Luego deducimos, que cualquier cuerpo, tiene que emitir su propia energía en forma de radiación. Sí, cualquier cuerpo emite radiación. Un cuerpo en equilibrio térmico estará emitiendo la misma cantidad de radiación que absorbe. Pero ojo, no del mismo espectro de frecuencias. El espectro de frecuencias que emite un cuerpo depende fundamentalmente de su temperatura. Cuanto mayor sea la temperatura de un cuerpo, de mayor frecuencia (más energética) será la radiación que emite (Ley de desplazamiento de Wien). Es como si el cuerpo reciclara la radiación que absorbe. La vuelve a emitir en otras frecuencias.

Así una piedra sobre la superficie terrestre (15ºC), está emitiendo radiación centrada en el infrarrojo medio. Una estrella como el Sol (6000 K) está emitiendo su radiación centrada en el espectro visible. No quiere decir que no emita ultravioleta, lo hace, pero en cantidades más pequeñas.

Una vez que el alumno haya aceptado este mecanismo, procedemos a explicar el efecto invernadero:

De toda la radiación que penetra en la atmósfera terrestre, es absorbida por la atmósfera la radiación gamma, la equis, casi toda la ultravioleta, y bastante de la infrarroja. El resto de radiaciones, visible, microondas y ondas de radio, no se ven tan afectados por la atmósfera, y llegan a la superficie sin problemas (a la visible se le queda un poco de azul difundida por el cielo). Cuando esta radiación llega a la superficie, ocurre como con cualquier cuerpo, parte se absorbe, y parte se refleja. La que se refleja, prácticamente se va toda al espacio, ya que no tiene casi de las radiaciones que se absorben en la atmósfera, ya que en el viaje de ida, ya fueron absorbidas. Por tanto, esta radiación, no influye mucho en el calentamiento de la atmósfera. La radiación que se absorbe en la superficie terrestre, se invierte en aumentar la energía térmica del Planeta. Ojo, que nadie diga que se invierte en calor. Y otra cosa, que en algunos libros meten la pata, cualquier tipo de radiación absorbida, se invierte en aumentar la temperatura. Algunos creen que es sólo la radiación infrarroja. Pues no, cualquier tipo de radiación transporta energía. La confusión viene, de que las personas podemos detectar parte de la radiación infrarroja mediante la sensación de calor sobre nuestra piel. Pero no quiere decir, que las otras radiaciones no calienten los cuerpos por el mero hecho de que nosotros no lo percibimos. El hecho de que percibamos parte de la radiación infrarroja con la sensación de caliente, es debido a que esta radiación es la que mejor absorbe nuestro cuerpo. Las otras radiaciones, o bien nos atraviesan, o bien nos rebotan.

Pues ya está casi todo hecho. Puesto que la Tierra emite su propia radiación que es función de la temperatura a la que se encuentra, resulta que esta radiación está en el espectro infrarrojo. Es decir, la superficie terrestre está absorbiendo parte de la radiación que le llega a la superficie, y toda esta energía la emite en forma de radiación infrarroja mayormente. Esta radiación infrarroja es absorbida como sabemos por la atmósfera (gases invernadero). Luego toda la radiación que emite el planeta para mantener su temperatura, no se va, sino que se absorbe en la atmósfera, calentándola. Luego por este motivo, el Planeta se encuentra más caliente de lo que debería estarlo si no tuviera atmósfera. Parte de la radiación que debería irse, no se va.

Bueno. Esta es la manera que creo yo que hay que explicar el efecto invernadero. No cabe duda de que esto es una simplificación del efecto real. Pero me parece que se enriquece mucho al alumno contándolo así. No se trata únicamente el efecto invernadero en sí, sino de que comprendan que en el Universo los cuerpos absorben y emiten radiación.