¿Por qué se produce el efecto invernadero?
El ciclo
formado por los puntos B y C, es el responsable del aumento en la temperatura
de las capas más cercanas a la superficie terrestre.
El efecto
invernadero se origina porque la energía que llega del sol, al proceder
de un cuerpo de muy elevada temperatura, está formada por ondas de frecuencias
altas que traspasan la atmósfera con gran facilidad. A su vez, la energía
remitida hacia el exterior, desde la Tierra, al proceder de un cuerpo mucho
más frío, está en forma de ondas de frecuencias más bajas, y es
absorbida por los gases con efecto invernadero.
Esta
retención de la energía hace que la temperatura sea más alta, aunque hay que
entender bien que, al final, en condiciones normales, es igual la cantidad de
energía que llega a la Tierra que la que esta emite. Si no fuera así, la
temperatura de nuestro planeta habría ido aumentando continuamente, cosa que,
por fortuna, no ha sucedido.
Podríamos
decir, de una forma muy simplificada, que el efecto invernadero lo que hace es
provocar que la energía que llega a la Tierra sea "devuelta" más
lentamente, por lo que es "mantenida" más tiempo junto a la
superficie y así se mantiene la elevación de temperatura.
Gases con efecto invernadero
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Acción relativa
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Contribución real
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CO2 (dióxido de Carbono)
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1 (referencia)
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76 por ciento
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CFCs
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15.000
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5 por ciento
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CH4 (metano)
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25
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13 por ciento
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N2O (óxido nitroso)
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230
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6 por ciento
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Como se
indica en la columna de acción relativa, un gramo de clorofluorocarbono (CFC)
produce un efecto invernadero 15.000 veces mayor que un gramo de dióxido de
Carbono (CO2) , pero como la cantidad de CO2 es mucho
mayor que la del resto de los gases, la contribución real al efecto invernadero
(en porcentaje) es la que señala la columna de la derecha
Otros gases
como el oxígeno y el nitrógeno, aunque se encuentran en proporciones mucho
mayores, no son capaces de generar efecto invernadero.
Aumento de la concentración de gases con efecto invernadero
Aumento de la concentración de gases con efecto invernadero
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Durante el
siglo veinte la concentración de anhídrido carbónico y otros gases invernadero
en la atmósfera creció constantemente debido a la actividad humana:
- A comienzos de siglo, por la quema de grandes masas de vegetación para ampliar las tierras de cultivo
- En los últimos decenios, por el uso masivo de combustibles fósiles como el petróleo, carbón y gas natural, para obtener energía y por los procesos industriales.
La
concentración media de dióxido de carbono se ha incrementado desde unas
275 ppm (partículas por millón) antes de la revolución industrial, a 315 ppm
cuando se empezaron a usar las primeras estaciones de medida exactas en 1958,
hasta 361 ppm en 1996.
El dióxido
de carbono explica más del 60 por ciento del “efecto invernadero”. El hombre
quema carbón, petróleo y gas natural a una velocidad muchísimo mayor que el
ritmo con que se crearon dichos recursos.
En ese
proceso, el carbono almacenado en los combustibles se libera en la atmósfera y
perturba el ciclo del carbono, sistema con miles de años
de antigüedad y perfectamente equilibrado a través del cual se produce un
intercambio de carbono con el aire, los océanos y la vegetación terrestre.
En la
actualidad, los niveles atmosféricos de dióxido de carbono están aumentando más
del diez por ciento cada veinte años.
Los niveles
de metano se han doblado en los últimos cien años. En 1800 la
concentración era de aproximadamente 0,8 ppmv (partes por millón en volumen) y
en 1992 era de 17 ppmv.
La cantidad
de óxido de dinitrógeno se incrementa en 0,25 por ciento anual. En la
época preindustrial sus niveles serían de alrededor de 0,275 ppmv y alcanzaron
los 0, 310 ppmv en 1992.
Cambio climático
Por lógica,
muchos científicos piensan que a mayor concentración de gases con efecto
invernadero se producirá mayor aumento en la temperatura en la Tierra.
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A partir de
1979 los científicos comenzaron a afirmar que un aumento al doble en la
concentración del CO2 en la atmósfera supondría un calentamiento
medio de la superficie de la Tierra de entre 1,5 y 4,5º C.
Estudios más
recientes sugieren que el calentamiento se produciría más rápidamente sobre
tierra firme que sobre los mares. Asimismo, el calentamiento se produciría con retraso
respecto al incremento en la concentración de los gases con efecto invernadero.
Al
principio, los océanos más fríos tenderán a absorber una gran parte del calor
adicional retrasando el calentamiento de la atmósfera. Sólo cuando los océanos
lleguen a un nivel de equilibrio con los más altos niveles de CO2 se
producirá el calentamiento final.
Como
consecuencia del retraso provocado por los océanos, los científicos no esperan
que la Tierra se caliente todos los 1,5 – 4,5º C hasta hace poco previstos, incluso
aunque el nivel de CO2 suba a más del doble y se añadan otros gases
con efecto invernadero. En la actualidad el Grupo Intergubernamental de
Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) predice un
calentamiento de 1,0 – 3,5º C para el año 2100.
La temperatura media de la Tierra ha crecido unos 0,6º
C en los últimos 130 años
Los estudios
más recientes indican que en los últimos años se está produciendo, de hecho, un
aumento de la temperatura media de la Tierra de algunas décimas de grado.
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Debido a la
enorme complejidad de los factores que afectan al clima es muy difícil saber si
este ascenso de temperatura entra dentro de la variabilidad natural (debida a factores
naturales) o si es debida al aumento del efecto invernadero provocado por la
actividad humana.
Para
analizar la relación entre las diversas variables y los cambios climáticos se
usan modelos computacionales de una enorme complejidad.
Hay diversos
modelos de este tipo y, aunque hay algunas diferencias entre ellos, es
significativo ver que todos ellos predicen relación directa entre incremento en
la temperatura media del planeta y aumento de las concentraciones de gases con
efecto invernadero.
Consecuencias
del cambio climático
No es posible predecir con gran
seguridad lo que pasaría en los distintos lugares, pero es previsible que los
desiertos se hagan más cálidos pero no más húmedos, lo que tendría graves
consecuencias en el Oriente Medio y en África donde el agua es escasa.
Entre un
tercio y la mitad de todos los glaciares del mundo y gran parte de los
casquetes polares se fundirían, poniendo en peligro las ciudades y campos
situados en los valles que se encuentran por debajo del glaciar.
Grandes
superficies costeras podrían desaparecer inundadas por las aguas que
ascenderían de 0,5 a 2 m., según diferentes estimaciones. Unos 118 millones de
personas podrían ver inundados los lugares en los que viven, por la subida de
las aguas.
Tierras
agrícolas se convertirían en desiertos y, en general, se producirían grandes
cambios en los ecosistemas terrestres. Estos cambios supondrían una gigantesca
convulsión en nuestra sociedad, que en un tiempo relativamente breve tendría
que hacer frente a muchas obras de contención del mar, emigraciones de millones
de personas, cambios en los cultivos, etc.
Descripción de los principales gases que provocan el
efecto invernadero
Dióxido de
Carbono o Anhídrido de Carbono (CO2)
El CO2
no es el gas más peligroso en toxicidad y permanencia en la atmósfera, pero sí
lo es si se tiene en cuenta su concentración, mil veces superior a la de
cualquier otro producto de origen industrial. Las emisiones de gas carbónico
(CO2) representan el 60 por ciento del efecto invernadero derivado
de la actividad humana.
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El origen
del CO2: Se genera al oxidarse el carbón o cualquier compuesto que
lo forme, y nada mejor para ello que la combustión, empezando por hidrocarburos
de automóviles y calefacciones industriales, la antracita y la hulla de las
centrales térmicas, la turba de las chimeneas, los incendios forestales y, en
menor proporción, el gas.
El CO2
antropogénico (originado en la actividad humana) varía sensiblemente según la
zona. En los Estados Unidos se debe al transporte; en China, a la industria y a
las térmicas; en los países de la OPEP, a las centrales de petróleo; y en los
países pobres, con menor contaminación, a la quema de leña para hacer fuego
(calor, cocina)
La inyección
total de gas carbónico en la atmósfera en 1990, como resultado de la actividad
humana, se estimaba en 30.000 millones de toneladas métricas anuales, lo que
representa una aportación de un poco más de 8.000 toneladas anuales de carbono.
La atmósfera
contiene unos 750.000 millones de toneladas de carbono. Intercambia anualmente
90.000 millones de toneladas aproximadamente con los océanos, y 100.000
millones adicionales con la biosfera terrestre.
Los procesos
naturales generan un balance entre lo que se emite y lo que se absorbe. Pero
las evidencias indican que sólo un poco más de la mitad de las emisiones de
carbono producto de la actividad humana es absorbida en estos procesos
naturales. El resto (45 por ciento) contribuye a aumentar la concentración de
carbono en la atmósfera, y por lo tanto, la retención de calor solar. El CO2
registra un tiempo de permanencia atmosférica de 100 a 150 años.
El metano
(CH4)
El metano,
generado en actividades agropecuarias, es responsable del 16 por ciento del
efecto invernadero.
El origen
del CH4: El metano surge fundamentalmente de la descomposición de la
materia orgánica en ambientes pobres en oxígeno, y sus principales productores
son el ciclo digestivo del ganado, ciertos cultivos (por ejemplo, los
arrozales), los vertederos y, en menor proporción, los incendios forestales, la
actividad de las termitas y otros insectos.
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La
producción de metano se estima en 500 millones de toneladas métricas anuales,
de las que 345 millones son producto de la actividad humana. La mayor
proporción es neutralizada por los radicales OH, relacionados principalmente
con la presencia de vapor de agua en la atmósfera.
No obstante,
la destrucción de los radicales OH por el continuo aumento de las emisiones de
CO2, que también reacciona con ellos, puede estar disminuyendo la
neutralización del metano en la atmósfera, contribuyendo a alargar su vida útil
como agente del cambio climático.
Aproximadamente
el 90 por ciento de las emisiones de metano son neutralizadas por este proceso.
Tan sólo unos 45 millones de toneladas métricas anuales inciden en el cambio
climático.
Aunque este
volumen es considerablemente inferior al de CO2, su efecto se
magnifica porque la contribución de cada molécula de metano en el efecto
invernadero es aproximadamente veinticinco veces superior a la de cada molécula
de CO2. La concentración de metano en la atmósfera se ha duplicado
en los últimos doscientos años. Su tiempo de permanencia en la atmósfera es de
siete a diez años.
El óxido
nitroso
Los óxidos
nitrosos (N2O) representan el seis por ciento del efecto
invernadero.
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Origen del N2O:
Proviene principalmente de las chimeneas de las centrales energéticas que
utilizan carbón, de los tubos de escape de los automóviles, y de la acción de
los fertilizantes nitrogenados que se utilizan en agricultura.
El óxido
nitroso también se libera por la degradación de fertilizantes nitrogenados y
estiércol del ganado. Aunque su concentración en la atmósfera es escasa, una
molécula de N2O tiene un poder de calentamiento global 230 veces
superior a la del CO2, con un tiempo de permanencia en la atmósfera
de 150 años.
Los
clorofluorocarbonos
La
producción de cloro-fluoro-carbonos (CFCs) contribuye con aproximadamente el
catorce por ciento del efecto invernadero.
Origen de
los CFCs: Son gases no naturales -origen puramente industrial- con poder
tóxico. Son sustancias químicas sintéticas, formadas por cloro, flúor y
carbono.
Las moléculas
de CFC tienen una larga vida activa. El CFC-11 es activo durante unos 65 años y
el CFC-12 durante unos 110 años. Cada molécula de CFC-11 y de CFC-12 contribuye
3.500 y 7.300 veces más, respectivamente, al efecto invernadero que cada
molécula de CO2. En 1985 se registró una producción anual de 330.000 toneladas
de CFC-11 y 440.000 toneladas de CFC-12.
Los CFC
también destruyen la capa de ozono en la atmósfera, y hacen que una mayor
proporción de rayos ultravioletas llegue a la superficie de la Tierra. Las
moléculas de CFC son fraccionadas por rayos ultravioletas produciendo cloro.
Éstas a la vez reducen el ozono a oxígeno al sacarle uno de sus átomos. El
cloro no sufre un cambio permanente, por lo cual, cada molécula puede repetir
el proceso, destruyendo miles de moléculas de ozono.
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Una mayor
incidencia de rayos ultravioleta tendría importantes efectos tanto en la
agricultura como en la salud humana. El cáncer de piel, los problemas oculares
y las afecciones del sistema inmunológico son las amenazas más inmediatas para
la salud de la población humana. Podrían también presentarse efectos adversos
sobre las algas y el plancton, bases de la cadena alimenticia en el mar.
Los sustitutos
del CFC, los hidrofluorcarbonos (HFC) y los hidroclorocarbonos (HCFC),son menos
nocivos para el ozono, pero contribuyen de la misma manera al efecto
invernadero. Así, pues, sólo pueden ser considerados soluciones transitorias.
A causa de
los efectos de las emisiones de CFCs, al bajo volumen que se produce con otros
gases, y al desarrollo de sustitutos, fue posible un acuerdo internacional para
reducir la producción. El Protocolo de Montreal de 1987 limitó la producción a
los niveles ya conseguidos en ese año y propuso reducir las emisiones en 50 por
ciento para el 2000.
El ozono
troposférico (O3)
Aunque el
ozono en la estratósfera forma una capa protectora que nos protege de los rayos
ultravioletas que provienen del sol, su presencia en la baja atmósfera, o
tropósfera, contribuye al efecto invernadero. Cada molécula es 2.000 veces más
efectiva al atrapar calor que una molécula de CO2.
El origen
del O3: Se genera por la reacción de la luz solar con contaminantes
comunes, como el monóxido de carbono, los óxidos nitrosos y los hidrocarburos.
En los trópicos, su tiempo de permanencia en la tropósfera es de horas a días.
El
hexafluoruro de azufre (SF6) y los perfluorocarbonos (PFC) también están
incluidos en el Protocolo de Kioto porque, aunque su producción es escasa, son
muy tóxicos y de larga permanencia.
