Palabras clave
- GEI Directos: Son gases que contribuyen al efecto invernadero tal como son emitidos a la atmósfera. En este grupo se encuentran: el dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso y los compuestos halogenados.
- GEI Indirectos: Son precursores de ozono troposférico, además de contaminantes del aire ambiente de carácter local y en la atmósfera se transforman a gases de efecto invernadero directo.
- Forzamiento efecto invernadero: El forzamiento radiativo es una medida de la influencia que tiene la alteración del balance entre la radiación solar incidente y la radiación infrarroja saliente en el sistema atmósfera – Tierra.
Objetivos
- Dar a conocer los cambios que provocan los GEI en la atmósfera lo que ocasiona un incremento en la temperatura media en la superficie de la tierra.
Resumen
La atmósfera es un fluido constituido por diferentes tipos de gases y cada uno de ellos se comporta de manera diferente, La atmósfera principalmente tiene bajo poder de absorción o es transparente pero tiene un significativo poder de absorción de radiación, procedente del sol y el principal responsable de este fenómeno es el ozono, así mismo, la atmósfera tiene buena capacidad para absorber la radiación procedente de la Tierra y los responsables en este caso son el vapor de agua, el dióxido de carbono y otros gases traza como el metano y el óxido nitroso.
Cambios en la concentración atmosférica de los GEI y aerosoles, en la radiación solar y en las propiedades superficiales del suelo afectan la absorción, dispersión y emisión de la radiación dentro de la atmósfera y en la superficie de la tierra. Los resultados positivos o negativos en el balance energético debido a estos factores son expresados como forzamiento radiativo.
Introducción
El efecto invernadero se refiere al proceso en el cual la tierra se calienta, proceso que ocurre en la tierra desde hace más de 4000 millones de años y es un proceso indispensable para la vida como la conocemos en la tierra. Estos gases por sus características absorben y emiten radiación térmica de los rayos del sol, reflejada por la superficie de la tierra, las nubes y la propia atmósfera. Esta propiedad de absorber y emitir radiación es lo que provoca el “efecto invernadero”.
Los gases de efecto invernadero (GEI) o gases de invernadero son los componentes gaseosos de la atmósfera, tanto naturales como antropógenos, que absorben y emiten radiación en determinadas longitudes de onda del espectro de radiación infrarroja emitido por la superficie de la Tierra, la atmósfera y las nubes.
Esta propiedad produce el efecto invernadero. En la atmósfera de la Tierra, los principales GEI son el vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2), el óxido nitroso (N2O), el metano (CH4) y el ozono (O3). Hay además en la atmósfera una serie de GEI creados íntegramente por el ser humano, como los halocarbonos y otras sustancias con contenido de cloro y bromo, regulados por el Protocolo de Montreal como el hexafluoruro de azufre (SF6), los hidrofluorocarbonos (HFC) y los perfluorocarbonos (PFC). Están clasificados en “GEI Directos, GEI Indirectos”
Actualmente el 82% de los agentes energéticos que se utilizan en el mundo son de origen fósil: Petróleo 31.4%, Carbón 29%, y Gas Natural 21.4% (International Energy Agency, 2014); toda esta energía utilizada para garantizar la calidad de vida, fabricar elementos básicos como la ropa, la electricidad para conservar alimento, para la climatización, calentar, para el transporte, las comunicaciones y otros; hay que tener en cuenta que los agentes fósiles son recursos limitados que pueden acabarse, y el cual tomamos debajo del suelo y por medio de la combustión lo arrojamos a la atmósfera
Las actuales concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono y de metano, exceden en una cantidad significante los valores preindustriales y los ocurridos durante los últimos 650.000 años (determinados a partir de muestras de hielo).
Los incrementos en estos gases desde 1750 se deben principalmente a las emisiones relacionadas al uso de combustibles fósiles, la agricultura y el cambio en el uso del suelo.
Cada Gas de Efecto Invernadero tiene un GWP diferente, es decir, calientan más o calientan menos, siendo el dióxido de carbono el gas de referencia. El Potencial de Calentamiento Global (GWP por sus siglas en inglés.) fue desarrollado para permitir comparaciones de los impactos del calentamiento global de diferentes gases. Específicamente, es una medida de cuánta energía absorberán las emisiones de 1 tonelada de gas durante un período de tiempo determinado, en relación con las emisiones de 1 tonelada de dióxido de carbono (CO2). Cuanto mayor es el GWP, más calienta la Tierra un gas dado en comparación con el CO2 durante ese período de tiempo. El período de tiempo generalmente utilizado para los GWP es de 100 años.
Los principales gases de efecto invernadero son:
El dióxido de carbono (CO2): generado a partir de la respiración de los seres vivos, la descomposición de la materia orgánica muerta y los incendios naturales, además ingresa a la atmósfera a través de la quema de combustibles fósiles (carbón, gas natural y petróleo), residuos sólidos y como resultado de ciertas reacciones químicas como la fabricación de cemento. CO2, por definición, tiene un GWP de 1 independientemente del período de tiempo utilizado, porque es el gas que se utiliza como referencia. CO2 permanece en el sistema climático durante mucho tiempo, las emisiones de CO2 causan aumentos en las concentraciones atmosféricas de este gas que duran miles de años en la atmosfera.
Su concentración se incrementó desde la era preindustrial desde un valor de 280 ppm (partes por millón) hasta 379 ppm en el 2005 (ver Figura 20). Las emisiones anuales de CO2 asociadas a combustibles fósiles (y a la producción de cemento) se incrementaron desde 6,4 GtC/año (Gigatoneladas de carbono al año) en promedio en la década de los noventas hasta 7,2 GtC/año en el periodo 2000-2005. Según el IPCC las concentraciones tan altas de CO2 que se están presentando en la atmósfera, no se han presentado en los últimos 420.000 años e inclusive ni durante los últimos 20 millones de años.
Vapor de agua (H2O): producido por la evaporación del agua, El vapor de agua es en realidad el gas de efecto invernadero más abundante del mundo, pero no se le hace el mismo seguimiento que a otros gases de efecto invernadero porque no es emitido directamente por la actividad humana y no se conocen bien sus efectos.
Ozono (O3): El ozono cuando resulta de la unión natural de tres átomos de oxígeno, el ozono troposférico (no es ozono estratosférico) no se emite directamente, sino que es el resultado de complejas reacciones entre los contaminantes del aire.
Metano (CH4): El metano se emite durante la producción y el transporte de carbón, gas natural y petróleo. También se generan emisiones de metano en prácticas ganaderas y otras prácticas agrícolas y a raíz de la descomposición de residuos orgánicos en rellenos sanitarios municipales para residuos sólidos. Metano (CH4) se estima que tiene un GWP de 27-30 en 100 años. CH4 emitido hoy dura alrededor de una década en promedio, que es mucho menos tiempo que el CO2. Pero CH4 también absorbe mucha más energía que el CO2. El efecto neto de la vida útil más corta y la mayor absorción de energía se refleja en el GWP. El GWP de CH4 también explica algunos efectos indirectos, como el hecho de que CH4 es un precursor del ozono, y el ozono es en sí mismo un GEI.
La concentración de metano se incrementó desde la era preindustrial desde un valor de 715 ppb (partes por billón) hasta 1774 ppb en el 2005.
Óxido nitroso (N2O): El óxido nitroso se emite durante actividades agrícolas e industriales, en la combustión de combustibles fósiles y residuos sólidos y también durante el tratamiento de aguas residuales. Óxido nitroso (N2O) tiene un GWP 273 veces mayor que el de CO2 para un plazo de 100 años. El N2O emitido hoy permanece en la atmósfera durante más de 100 años.
La concentración de óxido nitroso se incrementó desde la era preindustrial desde un valor de 270 ppb (partes por billón) hasta 319 ppb en el 2005.
Gases fluorados: Los hidrofluorocarbonos, los perfluorocarbonos, el hexafluoruro de azufre y el trifluoruro de nitrógeno son gases de efecto invernadero sintéticos y potentes que se emiten en diversos procesos industriales. En ocasiones, los gases fluorados se utilizan como sustitutos de sustancias que destruyen el ozono de la estratósfera. Clorofluorocarbonos (CFC), hidrofluorocarbonos (HFC), hidroclorofluorocarbonos (HCFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6) son gases qué habitualmente se emiten en pequeñas cantidades pero, como son gases de efecto invernadero potentes se les conoce como gases de Alto Potencial de Calentamiento Global (GWP alto) porque, para una cantidad dada de masa, atrapan sustancialmente más calor que el CO2. (Los GWP para estos gases pueden ser de miles o decenas de miles).
itroso (N2O): El óxido nitroso se emite durante actividades agrícolas e industriales, en la combustión de combustibles fósiles y residuos sólidos y también durante el tratamiento de aguas residuales. Óxido nitroso (N2O) tiene un GWP 273 veces mayor que el de CO2 para un plazo de 100 años. N2El O emitido hoy permanece en la atmósfera durante más de 100 años.
Gases fluorados: Los hidrofluorocarbonos, los perfluorocarbonos, el hexafluoruro de azufre y el trifluoruro de nitrógeno son gases de efecto invernadero sintéticos y potentes que se emiten en diversos procesos industriales. En ocasiones, los gases fluorados se utilizan como sustitutos de sustancias que destruyen el ozono de la estratósfera. Clorofluorocarbonos (CFC), hidrofluorocarbonos (HFC), hidroclorofluorocarbonos (HCFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6) son gases qué habitualmente se emiten en pequeñas cantidades pero, como son gases de efecto invernadero potentes se les conoce como gases de Alto Potencial de Calentamiento Global (GWP alto) porque, para una cantidad dada de masa, atrapan sustancialmente más calor que el CO2. (Los GWP para estos gases pueden ser de miles o decenas de miles).
Legislación en México y en el mundo:
Prácticamente todos los sectores de la economía mundial, desde la industria manufacturera a la agricultura, pasando por el transporte y la producción de energía, contribuyen con gases de efecto invernadero a la atmósfera, por lo que todos ellos deben alejarse de los combustibles fósiles si queremos evitar los peores efectos del cambio climático.
Para abordar el cambio climático y sus impactos negativos, los líderes mundiales en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP21), en París, realizaron un avance más el 12 de diciembre de 2015 con el histórico Acuerdo de París.
El Acuerdo es un tratado internacional legalmente vinculante. Entró en vigor el 4 de noviembre de 2016. En la actualidad, 194 partes (193 países más la Unión Europea) han firmado el Acuerdo de París. Los cambios serán más importantes entre los mayores emisores: 20 países son responsables de al menos tres cuartas partes de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, con China, Estados Unidos e India a la cabeza.
El Acuerdo establece objetivos a largo plazo como guía para todas las naciones:
- reducir sustancialmente las emisiones de gases de efecto invernadero para limitar el aumento de la temperatura global en este siglo a 2 °C y esforzarse para limitar este aumento a incluso más de tan solo el 1,5 °;
- revisar los compromisos de los países cada cinco años;
- ofrecer financiación a los países en desarrollo para que puedan mitigar el cambio climático, fortalecer la resiliencia y mejorar su capacidad de adaptación a los impactos del cambio climático.
El Acuerdo incluye compromisos de todos los países para reducir sus emisiones y colaborar a fin de adaptarse a los impactos del cambio climático, así como llamamientos a estos países para que aumenten sus compromisos con el tiempo. El Acuerdo proporciona a los países desarrollados una ruta para que ayuden a las naciones en desarrollo a mitigar y adaptarse al cambio climático, creando un marco para un control y una información transparentes sobre los objetivos climáticos de estos países.
El Acuerdo de París proporciona un marco duradero con afán de dirigir el esfuerzo global durante las próximas décadas.
Mientras tanto en México
El 6 de junio de 2012 se publicó la Ley General de Cambio Climático (LGCC) que entró en vigor en octubre de ese mismo año y que convirtió a México en el primer país en desarrollo en contar con una ley en la materia. La Ley General de Cambio Climático establece la creación de diversos instrumentos de política pública, entre ellos, el Registro Nacional de Emisiones (RENE) y su Reglamento, que permitirán compilar la información necesaria en materia de emisión de Compuestos y Gases Efecto Invernadero de los diferentes sectores productivos del país.
Los diferentes sectores deberán reportar obligatoriamente sus emisiones directas e indirectas de gases o compuestos de efecto invernadero de todas sus instalaciones cuando excedan las 25,000 tCO₂e (toneladas de CO₂ equivalente) son:
Los gases o compuestos de efecto invernadero a reportar son: el dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso, el carbono negro u hollín, gases fluorados, hexafloruro de azufre, trifluoruro de nitrógeno, éteres halogenados, halocarbonos, mezclas de estos gases y otros gases identificados por la SEMARNAT.
Conclusión
En conclusión, los gases de efecto invernadero son componentes fundamentales de la atmósfera terrestre que desempeñan un papel crucial en el mantenimiento de las temperaturas adecuadas para la vida en nuestro planeta. Sin embargo, su aumento debido a la actividad humana, principalmente la quema de combustibles fósiles y la deforestación, ha llevado a un aumento significativo en las concentraciones de estos gases, lo que ha provocado un calentamiento global y cambios climáticos drásticos. Abordar este problema es esencial para mitigar los efectos adversos del cambio climático y proteger nuestro entorno natural y la calidad de vida de las generaciones futuras. Se requieren esfuerzos globales coordinados para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, promover fuentes de energía sostenible y adoptar prácticas agrícolas y forestales responsables. La lucha contra el cambio climático es un desafío apremiante que debe abordarse con urgencia y determinación para garantizar un futuro habitable y saludable para todos los habitantes de la Tierra.
Bibliografía:
Understanding Global Warming Potentials | US EPA
Cambio climático y efecto invernadero – Unidad de Apoyo Para el Aprendizaje (unam.mx)
El Acuerdo de París | Naciones Unidas
https://www.academia.edu/download/58179901/IDS_1.2__Gases_y_efecto_invernadero_-
_V04.pdfhttps://www.academia.edu/download/50544101/Gases_de_Efecto_Invernadero_y_el_Cambio_Climatico.pdf
https://espanol.epa.gov/la-energia-y-el-medioambiente/descripcion-general-de-los-gases-de-efecto-invernadero
Autores:
Jorge Alfaro Díaz
Estudiante de Ingenieria Ambiental
Instituto Tecnologico de Abasolo
Jesus Galindo Sotelo
Estudiante de Ingenieria Ambiental
Universidad Politecnica de Guerrero