Capas de la Atmosfera
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

AIRE

La fundamental importancia del aire para el desarrollo de procesos biológicos primordiales, como son la respiración o la combustión, llevó a los filósofos de la antigua Grecia a elaborar diversas teorías que lo situaban en la esencia de la materia, tanto inerte como viva.

El aire atmosférico es una combinación de gases que rodea la Tierra. Por debajo de una altura aproximada de 100 km, su composición es constante, debido a fenómenos de turbulencia y convección que forman corrientes de aire. En último extremo, estos fenómenos se deben a diferencias de temperatura entre distintas capas atmosféricas. Como quiera que el aire caliente es menos denso que el frío, se originan movimientos de ascenso del primero y de descenso del segundo. Por encima de los 100 km se registra un enriquecimiento en los gases más ligeros, como helio e hidrógeno, ya que tienen mayor tendencia que los gases pesados a escapar de la gravedad terrestre. Tal propensión no se ve compensada en las capas superiores por movimientos de la masa atmosférica.

El gas que se encuentra en mayor proporción en el aire es el nitrógeno molecular, que constituye sus dos terceras partes. Aproximadamente, existe una molécula de oxígeno por cada cuatro de nitrógeno. En cantidades muy inferiores se encuentran argón, neón, helio, dióxido de carbono, metano, kriptón, hidrógeno, protóxido de nitrógeno, xenón, ozono y dióxidos de azufre y nitrógeno. Además de estos gases pueden hallarse impurezas tales como partículas de polvo o microorganismos en suspensión y vapor de agua. El contenido de este vapor oscila entre 0 y 7% y constituye un factor fundamental ya que es la fuente de cualquier tipo de precipitación (lluvia, nieve, etc.) y desempeña un papel determinante en la eliminación de radiaciones infrarrojas, nocivas para los seres vivos. Algunos de los gases minoritarios son, de igual modo, necesarios para el desarrollo de los organismos vivientes. Tal es el caso del ozono y del dióxido de carbono. El ozono actúa en la zona de la atmósfera denominada ionosfera como filtro de las radiaciones ultravioletas de longitud de onda menor de 300 mm (micrómetros), letales para la vida. Por su parte, el dióxido de carbono es utilizado por las plantas en el proceso de fotosíntesis en el que este compuesto y el agua son convertidos en materia orgánica por medio del aprovechamiento de la energía solar. El fenómeno constituye el paso inicial de la principal cadena de alimentación de los seres vivos. El aire y los ciclos del nitrógeno, oxígeno y dióxido de
carbono

La constancia en la composición del aire no implica que no se registren procesos de aporte y eliminación de algunos de sus diferentes gases constituyentes, sino que existe un equilibrio estable mantenido por medio de ciclos, fundamentalmente biológicos. En ellos se utilizan y se liberan cantidades equivalentes de algunos de los componentes del aire. El nitrógeno atmosférico es usado por las bacterias nitrificantes, localizadas en las raíces de las leguminosas, y convertido en compuestos nitrogenados que a su vez se transforman en nitritos y nitratos, de los que el nitrógeno es liberado de nuevo a la atmósfera por la acción de bacterias desnitrificantes. Otro posible proceso de formación de nitratos a partir del nitrógeno atmosférico es el que se desarrolla a partir de las descargas eléctricas que se producen durante las tormentas. Los ciclos del oxígeno y del dióxido de carbono están estrechamente vinculados. El oxígeno se libera durante la fotosíntesis y se consume en los procesos de respiración, fermentación y combustión. El dióxido de carbono, por el contrario, se libera en los tres últimos procesos y se utiliza durante la fotosíntesis.

El Oxigeno, el Nitrógeno y los gases inertes se encuentran en una proporción constante formando una mezcla gaseosa próxima al suelo llamado aire seco

Importacia del Aire Seco:

1. Él oxigeno es regenerado por la fotosíntesis   6CO2+6H2O ------- 602+C0H12O6

Además de ser utilizado pe plantas y animales, el oxigeno participa en la descomposición de la materia orgánica y de la oxidación de materiales y minerales del suelo

Evolución del conocimiento del aire

El comienzo del estudio del aire se remonta a la Grecia clásica en el siglo Vl a.C. Anaxímenes de Mileto le atribuyó la categoría de fundamento de la materia inerte y de los seres vivos en función de su condensación. En el siglo XVIII, el alquimista Jan Baptist van Helmont estudió el dióxido de carbono, el metano y el hidrógeno, y descubrió que parte del aire se consume durante el proceso de combustión. Robert Boyle, en la segunda mitad del mismo siglo, señaló que el aire también se consumía durante la respiración y la calcinación de los metales. En la misma época Evangelista Torricelli descubrió la existencia de la presión atmosférica y Georg Stahl propuso su teoría del flogisto, que tuvo gran aceptación aunque posteriormente se demostró errónea; el flogisto era, según su formulador, una sustancia fundamental contenida por la materia que se liberaba al aire en los procesos de respiración, combustión y oxidación. Esta interpretación fue rechazada por Antoine Lavoisier que, al proponer la teoría de la combustión que tomó como base el descubrimiento del oxígeno por Joseph Priestley, estableció el fundamento de la química moderna. A finales del siglo XIX se produjeron los descubrimientos del argón, kriptón, xenón, neón y helio, con lo que pudo completarse el estudio de la composición del aire. Utilización industrial

El aire se emplea para la obtención de algunos de sus componentes. El nitrógeno es la materia prima en la elaboración de amoníaco y fertilizantes nitrogenados. El oxígeno, por su parte, se emplea en la industria siderúrgica para obtener mayores temperaturas de combustión a través del enriquecimiento del aire. La separación de los elementos del aire se logra mediante licuación y destilación. En el primero de estos procesos el aire se enfría por compresión seguida de una rápida expansión. A continuación se destila el líquido obtenido, y se separan sus componentes.

Es, asimismo, destacable el interés industrial del aire comprimido, en el que la masa aérea es elevada desde su nivel barométrico a otro superior por medio de un instrumento denominado compresor. La aplicación del aire comprimido cubre áreas tan diversas como las cimentaciones bajo el agua, la renovación de ambientes cerrados o subterráneos y la ventilación de grandes locales, y la impulsión de máquinas y herramientas tales como los martillos neumáticos o las taladradoras.

 

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