Aire

Te explicamos qué es el aire y cuáles son sus características principales. Además, cómo es su composición, las propiedades que posee y más.

¿Qué es el aire?

El aire es una disolución de gases contenida en la atmósfera de la Tierra por acción de la fuerza de gravedad del planeta Tierra.

El aire es transparente (en la mayoría de los casos), tiene constitución variada y permeable, es poco denso y opone relativamente poca resistencia a los cuerpos que se desplazan a través de él.

El aire es fundamental para la vida en el planeta tal como la conocemos, pues contiene y traslada de un sitio a otro los gases necesarios para la respiración y la fotosíntesis, además, es el medio para el transporte del vapor de agua, necesario para que se realice el ciclo del agua (proceso mediante el que el agua circula entre los distintos compartimentos de la hidrósfera).

• Ver además: Gases nobles

Composición del aire

El aire está constituido principalmente por 78% de nitrógeno (N₂), 21 % de oxígeno (O₂) y 1 % de otros elementos y compuestos, que mayormente son dióxido de carbono (CO₂) en un 0.93 %, argón (Ar) en un 0.035 % y elementos traza (que se encuentran en muy poca cantidad) como hidrógeno (H₂), helio (He), kriptón (Kr) y xenón (Xe).

La composición del aire puede variar según la altura desde la superficie de la Tierra, por ejemplo, la cantidad de vapor de agua presente en el aire es menor en las capas más altas de la atmósfera. Por otra parte, la composición del aire también varía según la cantidad de contaminantes que contenga como resultado de las distintas actividades industriales realizadas por el ser humano. El aire también puede puede contener contaminantes como monóxido de carbono (CO), amoníaco (NH₃) y metano (CH₄).

Propiedades físicas del aire

Algunas de las propiedades físicas del aire son:

• No tiene un volumen definido, por lo que ocupa todo el volumen del recipiente que lo contiene o del lugar donde está presente.
• Es sensible a la temperatura: se expande cuando aumenta la temperatura y se contrae cuando disminuye la temperatura.
• Tiene baja densidad, por lo que puede ser atravesado por diversos materiales.
• Es incoloro, inodoro e insípido, salvo que esté contaminado con sustancias que cambien estas propiedades.
• Su densidad varía con la altura: en las altas capas de la atmósfera el aire es menos denso.

Los vientos

Se denomina viento al flujo de aire que ocurre a gran escala en la atmósfera. El viento se genera cuando el aire fluye de una zona de alta presión hacia una zona de baja presión. 

Por otro lado, el sol calienta la superficie de la Tierra de manera irregular. Cuando una masa de aire se calienta en una zona, se desplaza hacia arriba, y esto provoca que otra masa de aire frío se desplace para ocupar su lugar y se generen vientos.

Tipos de vientos

Vientos planetarios. Son vientos que se generan como resultado del movimiento de rotación de la Tierra. Mantienen una dirección constante y transportan gran cantidad de energía calórica.

• Vientos alisios. Son vientos que van desde los trópicos hasta el ecuador. Son húmedos y provocan lluvias. Tienen dirección constante, que está determinada por el movimiento de la Tierra.
• Vientos contralisios. Son vientos que van desde los trópicos hasta los círculos polares. Son cálidos, húmedos y provocan lluvias.
• Vientos circumpolares. Son vientos que van desde los polos terrestres hasta los círculos polares. Son muy fríos.

Vientos regionales. Son vientos periódicos y cambian su dirección según la estación del año.

• Brisas. Son vientos que cambian de dirección entre el día y la noche. Pueden generarse en las costas, donde provocan la diferencia de temperatura en esas zonas. Además, pueden generarse en regiones más alejadas de los mares, donde pueden provocar heladas.
• Ciclones. Son vientos cálidos, húmedos y que forman remolinos. Van en sentido antihorario en el hemisferio norte, mientras que en el hemisferio sur van en sentido horario. Se forman en áreas de baja presión donde ascienden vientos con masas de aire más calientes que su entorno.
• Anticiclones. Son vientos fríos que no conllevan a la formación de precipitaciones. Se forman en áreas de alta presión donde las masas de aire descienden por diferencia de temperaturas o aspectos dinámicos.
• Monzones. Son vientos estacionales provocados porque la tierra se enfría y calienta más rápido que el agua. En verano van desde el sur hacia el norte, acompañados de lluvias, mientras que en invierno, son fríos y secos. Estos vientos se generan en las costas meridionales asiáticas del océano Índico y en las laderas meridionales de las cordilleras del Himalaya y Karakorum, que son lugares donde se producen lluvias muy intensas.

Vientos locales. Son vientos que se localizan en una zona más pequeña. Suelen estar determinados por una forma específica de la Tierra en esta zona o porque están próximos a una fuente de agua.

Aire y sensación térmica

La sensación térmica es la sensación del cuerpo humano ante las distintas condiciones térmicas del ambiente que lo rodea. La temperatura que mide un termómetro no necesariamente se corresponde con la sensación de calor o frío que sentimos en nuestros cuerpos. 

La sensación de calor o frío que sentimos está influenciada por:

• Humedad relativa del aire. Es el porcentaje de vapor de agua que tiene el aire respecto del máximo que podría tener a una temperatura determinada.
• Velocidad del aire. Muy cerca de la piel se crea una especie de capa de aire inmóvil, que tiene una temperatura cercana a la de la piel. Además, este aire tiene alta humedad relativa. Cuando aumenta la velocidad del aire, se desplaza esa capa de aire y es posible un mayor intercambio de calor del cuerpo con el ambiente que lo rodea, además de una mayor evaporación del sudor. Esto genera que el cuerpo tenga una sensación térmica que muchas veces no se corresponde con la temperatura que mide un termómetro.
• Temperatura seca. Es la temperatura del aire medida con un termómetro y sin tener en cuenta la humedad relativa, la velocidad del aire y la radiación de calor de los objetos que están ubicados en la zona de medición. 

La atmósfera de la Tierra

La atmósfera terrestre es la capa de gases que rodea al planeta. Tiene alrededor de 1000 km de largo, aunque la mayor parte de su masa se encuentra en los primeros 11 kilómetros. 

Esta capa de gases protege a la Tierra de los meteoritos, absorbe los rayos ultravioletas en la capa de ozono y regula las diferencias de temperatura entre el día y la noche.

La atmósfera está formada fundamentalmente por cinco capas:

• Troposfera. Se ubica hasta aproximadamente 12 km de la superficie de la Tierra. En esta capa se producen movimientos horizontales y verticales del aire. También se producen la lluvia, las nubes y los principales cambios de temperatura. 
• Estratosfera. Se ubica a partir de los 10 km y hasta 50 km de altura. En esta capa los gases están más separados y forman otras capas (como la capa de ozono). Está compuesta principalmente por nitrógeno, oxígeno y ozono.
• Mesosfera. Se ubica entre el límite superior de la estratósfera (estratopausa) y hasta unos 80 km más de altitud. La temperatura en esta capa es de aproximadamente -80 °C.
• Termosfera. Se ubica a partir de los 90 km de la superficie terrestre y hasta los 400 km de altura, es decir, tiene unos 300 kilómetros de largo. En esta capa existen capas formadas por iones eléctricamente cargados y es donde ocurre la transmisión de ondas de radio y televisión. Su componente principal es el nitrógeno y el oxígeno molecular. La temperatura en esta capa puede alcanzar hasta los 2000 °C.
• Exosfera. Se ubica a unos 650 km de altura desde la superficie de la Tierra, es la última capa de la atmósfera y la que está en contacto con el espacio exterior. En esta capa la densidad del aire es casi nula y la temperatura no varía (los valores reportados son de aproximadamente 1500 °C).

La capa de ozono

La capa de ozono es una capa de la atmósfera que se encuentra ubicada en la estratósfera. Esta capa contiene una cantidad bastante alta de ozono (90 % del ozono de la atmósfera). 

Aproximadamente el 97-99 % de la radiación ultravioleta que ingresa al planeta es absorbido por la capa de ozono. El ozono impide que las radiaciones ultravioletas de alta energía, que son dañinas para los seres vivos, lleguen a la Tierra. Por otra parte, el ozono permite que pase la radiación ultravioleta de baja energía, que es importante para la realización de la fotosíntesis y para los seres vivos. 

La capa de ozono ha sido dañada por la emisión a la atmósfera de determinados compuestos químicos que se generan en distintas actividades industriales realizadas por el ser humano. Los clorofluorocarburos (CFC), que son compuestos químicos empleados en la industria de la refrigeración, y algunos fungicidas, como bromuro de metilo, son los compuestos químicos que más destruyen la capa de ozono.

El desgaste de la capa de ozono provoca que pase la radiación ultravioleta de alta energía a la Tierra, que al ponerse en contacto con los seres vivos les ocasiona diversos daños como: 

• Aumento de cáncer de piel en humanos.
• Incremento en humanos de tener cataratas oculares.
• Daño en el sistema inmunitario de distintas especies.
• Quemaduras en la piel en seres humanos.
• Daños a distintos cultivos.

• Ver también: Capa de ozono

Contaminación del aire

La contaminación del aire es la presencia en el aire de materia o ciertas formas de energía que dañan, causan riesgos y molestias a los seres humanos y a la biodiversidad. Además, estos contaminantes pueden reducir la visibilidad, producir malos olores y deteriorar las estructuras de las construcciones y vehículos construidos por el ser humano. 

La contaminación del aire se puede clasificar según su origen en:

• Contaminación natural. Es la contaminación que se produce como resultado de fenómenos naturales como la explosión de volcanes, el impacto de meteoritos o sustancias producidas por animales o determinados vegetales. Por ejemplo: El metano (CH₄) que emite el ganado como parte de su proceso digestivo y las cenizas que produce un volcán en erupción.
• Contaminación artificial. Es la contaminación que se produce como resultado de las actividades industriales o domésticas del ser humano. Por ejemplo: el monóxido de carbono (CO) y los óxidos de nitrógeno que se liberan en la industria petrolera y cuando se utilizan vehículos que emplean derivados de combustibles fósiles.

Además, la contaminación del aire se puede clasificar según su extensión respecto a la fuente de contaminación en:

• Local. Ocurre en zonas cercanas a la fuente contaminante. Por ejemplo, la contaminación que se produce cuando ocurre una explosión en un pozo de petróleo.
• Global. Ocurre cuando el contaminante se expande a zonas lejanas a la fuente contaminante o a todo el planeta. Por ejemplo, gases como los hidrofluorocarburos (HFCs), los perfluorocarburos (PFCs) y el hexafluoruro de azufre (SF₆) que producen el efecto invernadero que generan el calentamiento global.

El aire contaminado puede provocar severos daños en los seres vivos, que pueden ser irreversibles. Respirar aire contaminado puede provocar problemas en el sistema respiratorio de los organismos . Además, el aire contaminado puede producir daños en la piel o en las estructuras que revisten el cuerpo.

Sigue con:

• Contaminación del aire
• Contaminación del agua
• Contaminación del suelo

Referencias

• “Composición química” En: agroambient.gva.es Disponible en:https://agroambient.gva.es/es/web/calidad-ambiental/composicion-quimica. Consultado: 24 de marzo de 2023.
• “Clasificación de la materia” En: uapas2.bunam.unam.mx Disponible en: http://uapas2.bunam.unam.mx/ Consultado: 24 de marzo de 2023.
• “Estos son las clases de vientos que existen” En: infoagro.com.ar Disponible en: https://infoagro.com.ar/ Consultado: 24 de marzo de 2023.
• “Fuentes de la contaminación del aire” En: www.windows2universe.org Disponible en: https://www.windows2universe.org/ Consultado: 24 de marzo de 2023.