La presencia de la Física en el medioambiente y en las técnicas de control y medición de contaminantes se centra en tres áreas: el Sol, la Atmósfera, alta y baja (estratosfera y troposfera), y la Tierra. Si consideramos la Atmósfera, nos adentramos en la Física de Fluidos. Ya que si hablamos de la contaminación atmosférica, esta se desplaza según la Dinámica de la propia Atmósfera. Conocer la Dinámica de la baja atmósfera, aquella que va desde el suelo hasta los 10.000 m. de altura, es fundamental para entender y predecir accidentes en nuestro medioambiente. Pero es que además, la contaminación atmosférica está "globalizada": puede existir un crecimiento del agujero de Ozono localizado en el centro de Europa (en el Hemisferio Sur es donde este fenómeno se manifiesta de manera más contundente) que, en pocas semanas, se desplace hasta el hemisferio Sur. Y para conocer la Mecánica de Fluidos tienes que conocer, a su vez, las bases fundamentales de la Física: las leyes de la Mecánica; de la Conservación de la Cantidad de movimiento, Momento angular, de la Energía así como otros procesos físicos como la propagación de Ondas sonoras y electromagnéticas, etc.
Historia de la Física en el Medioambiente:
Un problema más global: el calentamiento de la Tierra y por tanto el cambio climático. Ahí la Física está tan implicada que vale la pena hacer un poco de historia sobre las personas que, en su momento, señalaron el camino: En 1827, el matemático francés Fourier, observa, por primera vez, que ciertos gases, en particular el dióxido de carbono, retienen el “calor atmosférico”. Este fenómeno es similar al que él mismo ha visto en los invernaderos y por ello crea el termino "effet de serre". Desde entonces, el "efecto invernadero" ha sido el nombre utilizado para designar este fenómeno. Tyndall, físico irlandés de finales del XIX, destacado por sus investigaciones sobre la dispersión de la luz a través de las suspensiones coloidales y de sus estudios sobre el deshielo, profundiza en el estudio del clima y observa que gases como el CO2 presentes en la atmósfera absorben la radiación infrarroja, que es aquella que emite la Tierra, y por tanto pueden afectar al equilibrio térmico de nuestro Planeta. Y el tercero, el que realmente organiza toda la teoría del efecto invernadero y del calentamiento planetario, es el Premio Nobel de 1903, el sueco Arrhenius, un físico que trabaja en electroquímica.
Un “cuerpo negro” es un cuerpo que emite toda la radiación igual que absorbe toda la radiación que le llega. La potencia P radiada por un cuerpo negro perfecto viene dada por la ley de Stefan: P = sT4 en donde T es la temperatura en grados kelvin y s la constante de Stefen-Boltzmann. La radiación electromagnética que emite tiene su máxima intensidad a una longitud de onda (expresada en µ) dada por la ley de Wien: I ~ 3000/T . Así como la superficie del Sol se encuentra a una temperatura de ~ 6000 K su máxima intensidad se emite para una longitud de onda de 0.5 µ que corresponde al verde (Ver figura. Abajo). Por otro lado, la superficie de la Tierra se encuentra a una temperatura media de ~290 K y por lo que emite una radiación cuyo máximo está centrado alrededor de 10 µ. Por tanto, si existen gases en la atmósfera que absorben esta radiación la energía emitida por la tierra se mantiene dentro de ella produciendo un sobrecalentamiento. Este fenómeno es el denominado Efecto Invernadero.
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Fuente: http://www.fisicahoy.com/fisicaHoy/medioambiente/medioambiente.html
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