Fenómenos de Transferencia de Calor y Composición Atmosférica: Elementos Clave y Compuestos Relevantes

Principios de Transferencia de Calor

La transferencia de calor es un proceso fundamental en la física y la ingeniería, que describe cómo la energía térmica se mueve de un lugar a otro. Existen tres mecanismos principales:

• Conducción

  La conducción se basa en el contacto directo entre las partículas, sin intercambio de materia, por el que el calor fluye desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura cuando están en contacto.

  Calor sensible: Aumento de temperatura sin cambio de estado.

• Convección

  La convección involucra el movimiento de masas enteras debido a diferencias en sus temperaturas.

  Calor latente: Aumento de temperatura con cambio de estado.

• Radiación

  La radiación ocurre a través de la radiación electromagnética. Es la forma en que la energía del planeta se pierde en el espacio para mantener su balance térmico.

Influencia de la Topografía en los Fenómenos Atmosféricos

La topografía, la configuración de la superficie y el relieve de la Tierra afectan fuertemente los vientos y las corrientes de aire.

El bloqueo del aire por cadenas montañosas puede causar el confinamiento de masas de aire, particularmente cuando ocurren condiciones de inversión de temperatura.

Composición del Aire que Respiramos

El aire que respiramos está constituido por una mezcla de gases bastante numerosos y en proporciones diferentes, en los que predominan dos componentes mayores:

• Nitrógeno (78%)
• Oxígeno (21%)

El argón (0.934%), CO₂ (0.037%), neón, helio, kriptón y xenón se clasifican como componentes menores. También existen pequeñas cantidades de otros gases como hidrógeno, ozono, entre otros. El aire puede contener de 1 a 3% de vapor de agua.

Compuestos Químicos Relevantes en la Atmósfera

Metano (CH₄)

Es el principal constituyente del gas natural. Se encuentra naturalmente bajo tierra, así como en el fondo marino. Se crea cerca de la superficie de la Tierra principalmente por microorganismos (metanogénesis). No es tóxico, pero es extremadamente inflamable y puede formar mezclas explosivas con el aire.

BTEX: Hidrocarburos Aromáticos

Los BTEX son un grupo de hidrocarburos aromáticos (Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xileno) de gran importancia comercial. Sin embargo, son sustancias muy tóxicas debido al efecto aditivo del benceno mezclado con el tolueno y el xileno, lo que afecta en gran medida a los trabajadores expuestos a esta mezcla por inhalación (especialmente la médula ósea).

Benceno

• Origen: Formado naturalmente o por el hombre.
• Usos: Materia prima de detergentes, pesticidas, lubricantes, plásticos y medicamentos.
• Efectos en la salud: Produce vértigo, náuseas y dolor de cabeza. La exposición prolongada puede causar leucemia.

Tolueno

• Características: Líquido incoloro e inflamable.
• Presencia: Se encuentra en el petróleo crudo y en el árbol de tolu. Está presente en el humo de los automóviles, barnices de uñas, diluyentes de pinturas y adhesivos.
• Efectos en la salud: Afecta el sistema nervioso, produciendo cansancio, debilidad, pérdida de memoria y náuseas.

Etilbenceno

• Características: Líquido incoloro, inflamable y con olor parecido a la gasolina.
• Presencia: Se encuentra en alquitrán, petróleo, pinturas y solventes.
• Usos: Se utiliza en la fabricación de estireno y otros productos químicos. Forma parte de combustibles derivados del petróleo y, de forma aislada, es usado como disolvente en procesos industriales.
• Efectos en la salud: Produce mareo, irritación de ojos y garganta, y defectos de audición. En animales, provoca daño en los riñones.

Xileno

• Características: Líquido incoloro, de olor dulce y muy inflamable.
• Presencia: Está naturalmente en el petróleo y alquitrán.
• Efectos en la salud: Es nocivo, ya que es un agente narcótico. Causa dolor de cabeza, náuseas y alteración en el sistema nervioso central.