Calentamiento global desde la perspectiva de la termodinámica..

Calentamiento global

y sus conceptos

 El calentamiento global es el aumento gradual en la temperatura media global, lo que nos lleva a notar cambios en la atmósfera, océanos e incluso ecosistemas como por ejemplo las selvas. Hay un poco de controversia al llamar a este problema calentamiento global, esto es debido a que al aumentar la temperatura media global, las corrientes de aire u oceánicas trasladan este calor de un lugar a otro, por ende, enfriando unas regiones mientras otras se calientan, cambiando el clima de manera distinta a lo largo de las diversas regiones del planeta.

 Y ¿qué es lo que lo provoca? Hasta el momento no hay una versión definitiva que responda esta  interrogante, sin embargo, la causa posible más aceptada en la comunidad científica y diversas organizaciones dedicadas a investigar esta problemática, entre ellas la ONU, es la acumulación de gases de efecto invernadero.

 El efecto invernadero ocurre en la atmósfera debido a su composición, es el calentamiento producido por la retención del calor mediante algunos de los gases que la conforman. El concepto es simple, la tierra recibe luz de parte del sol, la cual es absorbida en la superficie que devuelve calor, al llegar a la atmósfera estos gases retienen una fracción y el resto sale hacia el espacio exterior. Esto quiere decir que, a mayor cantidad de gases de efecto invernadero, mayor calor retenido en la atmósfera.

 Debido a que la temperatura de la tierra es mayor al cero absoluto, emite radiación, en este caso radiación infrarroja (calor). Los gases de efecto invernadero absorben y emiten radiación de onda larga, como lo es el espectro de radiación infrarroja emitida por la superficie terrestre, nubes y atmósfera. El clima busca un estado de equilibrio energético debido a la concentración de radiación en la troposfera a causa de los gases, generando un cambio climático y manifestando un aumento en la temperatura global.

Perspectiva termodinámica

Este fenómeno puede ser analizado en base a la termodinámica y, principalmente, respecto a la segunda ley; para este fin, tomaremos en cuenta a la tierra como un sistema termodinámico simple, al que podemos tomar como una máquina térmica, cuya frontera es su atmósfera y que todos los procesos que realiza son isométricos; en el universo termodinámico de este sistema existe una fuente térmica, el sol.

Tomaremos en cuenta la segunda ley, específicamente bajo el enunciado de R. Clausius:

“It is imposible for a self-acting machine, unaided by any external agency, to convey heat from one body to another at a higher temperature”.

“Toda transformación cíclica que tenga como púnico resultado final transferir el calor de una fuente a otra fuente de mayor temperatura”.

Naturalmente, el calentamiento global estaría violando esta ley si tomamos en cuenta que el aire, incluyendo a los gases de efecto invernadero, son más fríos que la superficie de la tierra, no podrían calentarla, ya que si lo hicieran, el calor sería transferido de un cuerpo de menor temperatura a uno de mayor temperatura sin trabajo involucrado y sin ayuda externa. Sin embargo, si tomamos en cuenta que en el universo termodinámico que analizamos se encuentra una fuente térmica llamada sol, y que esta le proporciona la energía necesaria al sistema para elevar su temperatura, la ley cobra sentido.

 Ahora, tomaremos en cuenta la eficiencia de la tierra como máquina térmica. Al haber una diferencia en el calor, este fluye de un cuerpo caliente a uno menos caliente, como ha sido mencionado anteriormente, durante esta transición, el calor es convertido en energía útil: el trabajo. Gran parte de la energía se pierde en el proceso debido a las ineficiencias de las máquinas térmicas;

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