Guía de: "Gases de Efecto Invernadero: captación de CO2"

Institut Català de Ciències del Clima (IC3) - Laboratori de l'Atmosfera i els Oceans (LAO) - ClimaDat

Identificación de procesos biogeoquímicos captadores de CO₂

Gases de efecto invernadero: el dióxido de carbono (CO₂), fuentes y sumideros

- ¿Cómo podemos determinar cuánto CO₂ se captura del medio?

- ¿Qué procesos biológicos capturan CO₂?

- ¿Qué procesos inorgánicos capturan CO₂?

- ¿Cómo aumenta, o disminuye, el CO₂ en la atmósfera a lo largo del día?

Material común:

- Botella de 2 litros

- Circuito de conducción de aire

- Bomba de presión

- Medidor de CO₂ GMP343 Vaisala

- Ordenador y pantalla

Actividad 1:

- Plantas en macetas o plantadas en jardín

- Fuente de luz        

- Recipiente cerrado o terrario

Actividad 2:

- Cal apagada (Hidróxido de calcio)

- Agua (250 ml)

- Pajitas de plástico

Actividad 3:

- Instrumentación de medida en continuo a alta resolución temporal y analítica (Cavity Ring Down Spectrometry) utilizada en las estaciones ClimaDat.

El objetivo de esta experiencia es reconocer distintos procesos que capturan CO₂ tanto como resultado de la actividad biológica y como de procesos geoquímicos. Consta de tres actividades que permiten discriminar entre la fijación fotosintética de CO₂ (Actividad 1)  y la captura de CO₂ resultado de la formación de carbonato de calcio en sistemas acuáticos (Actividad 2). La Actividad 3 sirve para discutir el balance de emisiones por actividades humanas y por la producción y respiración en los vegetales, es decir, entre generación y consumo de CO₂ en el medio natural y urbano. 

Durante la práctica se utiliza un instrumento de medida (GMP343 Vaisala) que permite determinar la concentración de CO₂ en el aire, y pueden observar también los resultados de instrumentos de investigación más precisos.

Actividad 1:

- Exponer las plantas a la luz

- Cubrirlas con recipiente

- Situar el instrumento de medición de CO₂ GMP343 Vaisala junto a las plantas

- Observar los resultados en forma de gráfico (concentración-tiempo) en la pantalla del ordenador. Duración aproximada 10 minutos.

Actividad 2:

- Mezclar la cal y el agua en la botella

- Agitar la mezcla hasta su completa disolución

- Soplar con una caña dentro del agua. De este modo, estamos introduciendo aire con alta concentración de CO₂

- Conectar la botella al medidor de CO₂ GMP343 Vaisala

- Observar los resultados en forma de gráfico (concentración-tiempo) en la pantalla del ordenador. Duración aproximada 5 minutos.

Actividad 3:

- En la pantalla del ordenador del CDRS, se observan las últimas siete horas de los resultados del análisis del aire de la Plaza del Arenal, y se discuten las variaciones a lo largo del día de las concentraciones de Gases de Efecto Invernadero. Duración aproximada 7 minutos.

- ¿Cómo podemos medir cuánto CO₂ hay en la atmósfera?

 El CO₂ es una molécula que absorbe energía del infrarojo (IR), esta propiedad se puede usar para medir su concentración en el aire. El instrumento de medida GMP343 Vaisala consta de una fuente emisora de láser, unos espejos y un detector de radiación infraroja. La diferencia de intensidad entre la radiación emitida y detectada permite determinar la concentración de CO₂ que hay en el aire.

- ¿Qué sucede con la concentración de CO₂ en cada una de las actividades?

Los alumnos comprobarán que en el aire la concentración de CO₂ disminuye, y pueden comparar los distintos procesos de captura de éste (fijación fotosintética y precipitación química).

- ¿Qué procesos causan la captura de CO₂?

Actividad 1:

En la primera actividad, los estudiantes identificarán la fotosíntesis que realizan las plantas durante la fase diurna de su ciclo diario como un proceso biológico que consume CO₂

Agua + Dióxido de carbono + Luz solar → Oxígeno + Glucosa (azúcar)

¿Qué otros organismos conoces que fijen CO₂?

Actividad 2:

Los estudiantes identificarán la precipitación química de los carbonatos como un proceso inorgánico que inmoviliza CO₂ (carbonatación).

Cal apagada + Dióxido de carbono → Carbonato de calcio (precipita) + Agua

¿En qué ecosistemas la precipitación de carbonatos puede ser una importante forma de capturar el CO₂?

Actividad 3:

Los organismos fotosintéticos actúan como sumideros de carbono gracias a la acción de la fotosíntesis (proceso por el cual captan el CO₂ de la atmosfera o del agua, en presencia de luz solar y lo utilizan para la fabricación de moléculas sencillas de azúcares). Esta absorción de CO₂ compensa la producción de este gas por procesos como la respiración, la descomposición de la materia orgánica y las emisiones derivadas de la actividad humana. Se pueden establecer ciclos diarios a partir de la observación de las concentraciones de CO₂.

ClimaDat. Web de las medidas de Gases de efecto invernadero en Parques Naturales Españoles. (Web en español, en construcción)

CarboSchools-EU. Proyecto Europeo de divulgación de experiencias educativas sobre los gases de efecto invernadero. (En inglés. Web finalizada)

CarboSchools-ES. Web en activo de medidas de CO₂ en la ciudad de Mataró (en catalán) 

• Reconocimiento – NoComercial – SinObraDerivada (by-nc-nd): No se permite un uso comercial de la obra original ni la generación de obras derivadas.