CO2 et al.

2009/06/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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(Foto: ONEO 2/350RF)

La atmósfera terrestre está formada por varios gases. Los principales gases son el nitrógeno (78%) y el oxígeno (21%). Estos seis gases de efecto invernadero se encuentran en pequeñas cantidades: CO 2, 378 ppm y CH 4 a 1.774 ppb. Es decir, si se toma un litro de atmósfera y se divide en un millón, el CO 2 dividiría en 378 partes, mientras que el metano sólo alcanzaría 1.774 de cada mil millones de partes. Ocupan por tanto una parte muy pequeña de la atmósfera. Sin embargo, a pesar de que desde el punto de vista volumétrico se manifiestan en concentraciones muy bajas, tienen una gran influencia sobre el efecto invernadero. De hecho, los gases de efecto invernadero absorben los rayos infrarrojos que emite la superficie terrestre y no les dejan escapar. De esta manera, la Tierra se va calentando. Y entre los gases de efecto invernadero, el CO 2 es el rey de todos.

Poder calorífico

Para comprender por qué se habla tanto del CO 2 hay que entender cómo se mide la influencia de cada gas. Prever la influencia de cada gas no es tarea fácil. Los meteorólogos utilizan, en general, dos conceptos: la capacidad de calentamiento global (global warming potential en inglés, GWP) y la radiación (radiative forcing). El potencial de calentamiento global es un índice que representa la influencia de una sustancia en el calentamiento global. Este índice se calcula tomando como referencia el calentamiento producido por la cantidad de dióxido de carbono en la misma masa (a CO 2 se le asigna el valor 1). Representa la importancia relativa de los gases de efecto invernadero respecto a CO 2 en un periodo de tiempo determinado. En un periodo de tiempo dado, ya que no todos los gases permanecen igual en la atmósfera. Así, el poder calorífico depende de la capacidad del gas para absorber la radiación infrarroja y del tiempo que permanece en la atmósfera. Por ejemplo, en un período de 20 años, el calentamiento que puede producir un kilogramo de metano equivale a 62 kilogramos de dióxido de carbono, mientras que en un período de 100 años equivale a 21-23 kilogramos de dióxido de carbono.

Sin embargo, además de la capacidad de calentamiento global, hay que tener en cuenta la cantidad de estos gases en la atmósfera. De hecho, el potencial de calentamiento del metano es 21 veces superior al del dióxido de carbono, tomando como referencia el período de 100 años. Sin embargo, teniendo en cuenta que la concentración de CO 2 es mucho mayor que la del metano, se observa que realmente el efecto del metano sobre el cambio climático es menor que el de CO 2. No digamos en el caso de SF 6. Tiene un GWP 22.000 veces superior al CO 2, pero apenas existe. Por tanto, su incidencia es muy baja respecto a CO 2. En general, es el caso de los gases fluorados (HFC, CFC y SF 6). El GWP total de estos gases es elevado y su concentración es baja. Sin embargo, los gases permanecen en la atmósfera durante mucho tiempo.

La imagen superior muestra la radiación solar que llega a la superficie terrestre y la radiación infrarroja que se expulsa. Más abajo se encuentran los espectros de absorción de gases de efecto invernadero. Los espectros de absorción de cada gas dependen de sus características químicas. Como se puede apreciar en la figura, el vapor de agua es el gas invernadero más importante en la atmósfera actual (analizando únicamente el espectro de absorción), seguido del dióxido de carbono y seguido del resto de gases.

Por tanto, la acción de radiación es una unidad más coherente que la capacidad de calentamiento global. En efecto, esta unidad, además del poder calorífico de cada gas, tiene en cuenta la concentración de cada uno de ellos y las fluctuaciones que a lo largo de los años se han producido. Así, a cada gas se le asigna un valor. Si este valor es positivo, se suele decir que estas moléculas de gas tienden a calentar la superficie terrestre, y si es negativo, a enfriarse. Por supuesto, todos los gases mencionados anteriormente son positivos. En definitiva, la acción de radiación mide la variación bruta del flujo energético de la tropopausa. Es decir, mide el desequilibrio entre la entrada a la atmósfera y la salida de la atmósfera mediante la unidad W/m 2. Estos desequilibrios pueden deberse, entre otros, a cambios en la concentración de gases de efecto invernadero.

Teniendo en cuenta todos estos factores, nadie cuestiona que el CO 2 prevalezca en todos ellos. El CO 2 puede durar miles de años en la atmósfera, y en 100 años sólo produce una cuarta parte del impacto que puede causar este gas.

"La concentración de CO 2 ha crecido espectacularmente en los últimos años y, a pesar de que el aumento de este gas se ha estancado, la temperatura global aumentaría al no estar equilibrado el clima actual. En este sentido, todos los modelos están de acuerdo", explica el físico de la UPV Jon Saenz.

El "debate" del vapor de agua

(Fuente: IHOBE)

Además de los seis gases de efecto invernadero reconocidos por el Protocolo de Kioto, existen otros, como el vapor de agua, que algunos expertos consideran el principal causante del efecto invernadero.

Para Saenz esta cuestión del agua es una excusa. "Para anular la importancia del CO 2 se utilizan en ocasiones varios argumentos. Es el caso del vapor de agua. A menudo se dice que el vapor de agua tiene un efecto invernadero mayor que el CO 2. Lo cierto es que el vapor de agua dura muy poco en la atmósfera, 9 o 10 días, según estimaciones. Esto significa que una molécula de agua evaporada en Mongolia recorre varios kilómetros en la atmósfera y luego desaparece por precipitación", afirma Saenz.

Al enfriarse parte del vapor de agua presente en la troposfera se condensa formando pequeñas gotas de agua. Las nubes son conjuntos de pequeñas gotas de agua.

Arun Kulshreshtha

"Con la instalación de mil millones de centrales térmicas y la consiguiente evaporación de las aguas, la concentración media de agua en la atmósfera no varía. En función de la temperatura, la concentración de agua está controlada por la ecuación Clausius-Clapeyron. Si la temperatura aumenta, se acumula más agua en la atmósfera, por lo que habrá más vapor de agua. Sin embargo, si una molécula de agua, o diez mil moléculas, o diez mil millones de moléculas excedentes, ¿qué ocurrirá? Llueve durante diez días y con ella el agua desaparece de la atmósfera. Es decir, en diez días desaparece. Cuando hablamos de clima hablamos de periodos de cien años. La aparición de un desequilibrio de diez días en ese intervalo de tiempo compensa. El GWP del vapor de agua no se calcula porque su duración es muy reducida en nuestro planeta y la concentración se mantiene aproximadamente constante, por lo que no se tiene en cuenta la radiación del vapor de agua", ha añadido Saenz.

Por ello, el debate sobre los gases de efecto invernadero se centra fundamentalmente en los gases de larga duración en la atmósfera, siendo los más importantes CO 2, CH 4, N 2 O y fluorados. Y es que, en general, el 97% del efecto invernadero lo provoca. Por tanto, se puede afirmar sin duda que son los principales responsables del efecto invernadero.

Tenemos que recuperar el equilibrio

Una de las mayores preocupaciones actuales de nuestra sociedad es el cambio climático. Los cambios que muestran diferentes modelos a nivel mundial y, sobre todo, la forma en que nos afectan, han despertado alerta en nuestras conciencias y nos han recordado que nuestras acciones afectan, directa o indirectamente, a nuestro planeta en este complejo sistema.

M. Jos Iriarte Chiapusso. Palinólogo, Área de Prehistoria, Universidad del País Vasco

Estudios sobre la evolución del clima muestran que las variaciones en las condiciones climáticas se han producido a lo largo de toda la historia de la Tierra, ya que todos los factores que influyen en el desarrollo del clima han sido cíclicamente variables. Sin embargo, estas investigaciones también han puesto de manifiesto que, en el momento en que se produjo el gran cambio económico que pasamos de ser cazadores/recolectores a ser productores, empezamos a transformar nuestro medio ambiente de una manera cada vez más agresiva. Hemos olvidado que acciones directas como la deforestación, la contaminación (aguas, tierras y atmósfera), la transformación masiva de espacios naturales, etc., tienen efectos indirectos importantes. Hemos incluido un nuevo elemento entre los factores que influyen en el equilibrio de nuestro planeta y debemos corregirlo. Es difícil, pero nuestra obligación es recuperar el equilibrio entre nuestras necesidades y la conservación de la naturaleza. No debemos olvidar que la vida en el planeta depende de un conjunto de interacciones que nos afectan. La contribución de todos es fundamental y es imprescindible que los gobiernos, especialmente los de los países más desarrollados, establezcan cuanto antes estrategias de acción comunes, fundamentales y necesarias para el futuro de la humanidad y del planeta Tierra en su conjunto.