LA QUÍMICA DEL EFECTO INVERNADERO

¡Viva el efecto invernadero!
Estarás pensando que me he vuelto loco, pero no es así, el efecto invernadero es fundamental para la supervivencia de la vida en la tierra. Sin gases de efecto invernadero en la atmósfera la temperatura media de la Tierra sería de -18ºC. Disfrutamos de una temperatura media de 15ºC, por tanto el efecto invernadero es responsable de un incremento de temperatura de 33ºC.
Pero, ¿qué es el efecto invernadero?. La tierra recibe energía del Sol en forma de radiación electromagnética, localizada principalmente en la región ultravioleta, visible e infrarroja. Esta radiación calienta la superficie de la tierra y parte de ella vuelve a emitirse al espacio en forma de radiación infrarroja. La radiación infrarroja es absorbida por compuestos químicos incrementando la energía vibracional de sus enlaces y también su energía rotacional. Estas moléculas regresan a sus estados vibracionales fundamentales por colisión con otras moléculas que las rodean (oxígeno y nitrógeno), provocando un incremento energético en las mismas, es decir, un aumento de la temperatura.
Para que una molécula absorba radiación infrarroja su momento dipolar debe cambiar durante la vibración. El campo eléctrico oscilante de la onda electromagnética interacciona con el dipolo molecular encogiendo y alargando el enlace. En la atmósfera terrestre absorben radiación infrarroja el dióxido de carbono, metano, ozono, óxidos de nitrógeno y sobre todo el vapor de agua.
El oxígeno, nitrógeno y argón, constituyentes principales de la atmósfera son transparentes a la radiación infrarroja al carecer de polaridad.
La molécula de agua tiene tres modos de vibración. Tensión asimétrica (3851 cm-1), tensión simétrica (3730 cm-1) y flexión en tijera (1711 cm-1). Al incidir sobre ella radiación infrarroja de estas frecuencias, la absorbe, subiendo en los niveles energéticos vibracionales. Posteriormente regresa a su estado fundamental por colisiones con las moléculas de oxígeno y nitrógeno que la rodean elevando su energía traslacional y rotacional.
Aunque el efecto invernadero es fundamental para la vida en la tierra debemos cuidar no incrementar las concentraciones de CO2 y CH4 en la atmósfera, puesto que rompería el equilibrio entre la radiación absorbida y emitida provocando un incremento energético de los gases atmosféricos y en consecuencia de su temperatura.