Un gas de efecto invernadero es un gas atmosférico que absorbe y emite radiación en el infrarrojo (radiación térmica).
Los principales GEI son el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el vapor de agua (H2O), el óxido nitroso (N2O), el ozono troposférico (O3), los clorofluorocarbono (CFC’s) y el Hexafloruro de azufre (SF6).
Composición de la atmósfera:
| ELEMENTO | % AIRE SECO |
| NITRÓGENO | 78,08 |
| OXÍGENO | 20,95 |
| ARGÓN | 0,93 |
| ppm (partes/millón) | |
| VAPOR DE AGUA | 4000 a 5000 |
| DIÓXIDO DE CARBONO | 410 |
| NEÓN | 18,2 |
| HELIO | 5,24 |
| METANO | 2 |
| CRIPTÓN | 1,1 |
| HIDRÓGENO | 0,5 |
| ÓXIDOS DE NITRÓGENO | 0,3 |
| XENÓN | 0,08 |
| MONÓXIDO DE CARBONO | 0,05 |
| ppbv (partes por billón) | |
| OZONO TROPOSFÉRICO | 0,03 |
Dióxido de carbono – CO2
El CO2 representa el 0,04% del total de gases de la atmósfera. De forma natural procede principalmente de las emisiones volcánicas. El CO2 «antropogénico», es decir procedente de la actividad humana (quema de combustibles fósiles) representa un 4% del CO2 total, es decir un 0,0016% del total de los gases de la atmósfera, una parte sumamente pequeña.
El 70% del CO2 emitido tanto por fuentes naturales como antropogénicas, se disuelve en los océanos y el resto se queda en la atmósfera.
Queda por decir que el CO2 es un gas imprescindible para la vida. Sin CO2 la temperatura media del planeta sería ahora de -15ºC y las plantas no podrían producir el oxígeno resultante del proceso de fotosíntesis.
En la siguiente gráfica se observa la evolución de las emisiones antropogénicas de CO2 por sector de actividad: electricidad, industria, transporte, construcción y otros.
Metano – CH4
El metano es otro gas del efecto invernadero cuya concentración es bastante menor que la del CO2 aunque su efecto sobre el calentamiento de la atmósfera es mayor al ser su CO2 equivalente de 25. Es decir que una tonelada de metano equivale a 25 toneladas de CO2.
El metano constituye hasta el 97% del gas natural.
Los principales fuentes de metano son:
- La descomposición y fermentación de los residuos orgánicos por bacterias: 28%.
- Fuentes naturales (humedales, pantanos): 23%.
- Extracción de combustibles fósiles: 20% (el metano tradicionalmente se quemaba y emitía directamente. Hoy día se intenta almacenar en lo posible para aprovecharlo formando el llamado gas natural.
- Los procesos en la digestión y defecación de animales. 17% (especialmente del ganado).
- Las bacterias en plantaciones de arroz: 12%.
El 60% de las emisiones en todo el mundo es de origen antropogénico; proceden principalmente de actividades agrícolas y otras actividades humanas. La concentración de este gas en la atmósfera se ha incrementado de 0,8 a 1,7 ppm (partes por millón), pero se teme que lo haga mucho más a medida que se libere el metano que se encuentra almacenado en el fondo del Ártico, al aumentar la temperatura de los océanos.
El vapor de agua – H2O
El calentamiento incrementa la acumulación de vapor de agua atmosférico, el gas de efecto invernadero más abundante. Esta acumulación retiene calor adicional y eleva aún más las temperaturas, aunque la formación de nubes claras puede reenviar la radiación solar al espacio debido al efecto albedo.
Clorofluorocarbonos (CFC) o Halocarbonos
Los clorofluorocarbonos, son derivados de los hidrocarburos saturados obtenidos mediante la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de flúor y/o cloro.
El CFC-11 (CFCl3) o clorofluorocarburo es el gas que se utiliza en los aerosoles y en los sistemas de refrigeración. Se trata de un potente gas de efecto invernadero que agota el ozono estratosférico: una tonelada de CFC-11 produce en los 100 años siguientes a su emisión a la atmósfera un impacto de calentamiento global equivalente a 4.000 veces la misma proporción de CO2.
El CFC-11 está regulado en el marco del Protocolo de Montreal. Desde 2012 su tasa de disminución se ha ralentizado en unos dos tercios con respecto a la del decenio anterior. La causa más probable de este ritmo de disminución más lento es la mayor cantidad de emisiones vinculadas a la producción de CFC-11 en Asia oriental.
Si todos los países cumplen con los objetivos propuestos dentro del tratado, la capa de ozono podría haberse recuperado para el año 2050. Debido al alto grado de aceptación e implementación que se ha logrado, el tratado ha sido considerado como un ejemplo excepcional de cooperación internacional, con el objetivo de la recuperación de la capa de ozono.
Óxido nitroso N2O
El óxido nitroso es el único óxido de nitrógeno que actúa como gas de efecto invernadero. El óxido nitroso tendrá en un siglo un efecto de calentamiento global aproximadamente 300 veces superior al del dióxido de carbono. Sin embargo, como el metano, el óxido nitroso se encuentra en concentraciones mucho menores en la atmósfera. En la actualidad su concentración es un 18% superior al periodo anterior a la Revolución Industrial.
El óxido nitroso es emitido por las bacterias del suelo. La agricultura y el uso de fertilizantes con base de nitrógeno, junto con el tratamiento de los residuos animales, aumentan su producción. Algunas industrias, como la del nailón, y la quema de combustibles en motores de combustión interna también liberan óxido nitroso a la atmósfera.
Ozono – O3
El ozono se forma principalmente a través de reacciones fotoquímicas, activadas por la luz solar. Los principales precursores del ozono son los óxidos de nitrógeno (básicamente, NO y NO2), los compuestos orgánicos volátiles (COVs), el metano (CH4) y el monóxido de carbono (CO). Estas moleculas, procedentes de la actividad humana al reaccionar varias horas, en unas condiciones meteorológicas determinadas de altas presiones, temperaturas y radiación solar intensa, producen el consiguiente aumento de concentración de ozono principalmente en época estival.
El tráfico rodado y algunas industrias son las principales fuentes de emisión de los óxidos de nitrógeno precursores del ozono. Otros precursores importantes son los compuestos orgánicos volátiles que se producen en actividades de manipulación y uso de combustibles fósiles, en la fabricación y uso de disolventes orgánicos y las emisiones de origen natural.
El ozono estratosférico
La mayor parte del ozono total existente en la atmósfera, el 90%, se encuentra y se forma en la estratosfera, a una altura entre los 12 a 40 Km sobre la superficie terrestre. Se trata del ozono estratosférico y éste es el que protege a la Tierra de las radiaciones ultravioletas del sol.
El ozono troposférico (o superficial)
El resto del ozono que existe en la atmósfera se encuentra y se forma en la troposfera (capa de la atmósfera que se extiende desde el suelo hasta una altura de 7-15 km), y se considera un contaminante atmosférico secundario.
Hexafloruro de azufre (SF6)
Es un gas causante de efecto invernadero, unas 20.000 veces más potente que el CO2, pero dada su gran densidad no asciende a las capas altas de la atmósfera. Sin embargo, dado que es un gas con una alta vida útil (3.200 años), su contribución al calentamiento global se considera alta.
El humo negro (partículas en suspensión)
El humo negro está formado por partículas microscópicas originadas por la combustión incompleta de la materia orgánica, especialmente de los combustibles fósiles. Es un contribuyente importante al calentamiento porque es muy efectivo para absorber la luz y calentar sus alrededores. Por unidad de masa, el carbono negro tiene un impacto de calentamiento en el clima 460 – 1.500 veces más fuerte que el CO2. También influye en la formación de nubes y modifica los patrones de lluvia.
Debido a que puede acelerar el derretimiento de la nieve y el hielo, el humo negro desempeña un papel muy destacado en el cambio climático del Ártico y podría ser el responsable de más del 90% del calentamiento de esa zona.
El humo negro es asimismo un contaminante peligroso para la salud y los ecosistemas.
Conclusión
Según la Organización Meteorológica Mundial (OMM), los niveles de gases de efecto invernadero que atrapan el calor en la atmósfera están aumentando. Sin embargo la proporción de estos gases en la atmósfera es muy pequeña y no debe ser la principal causa que incida en el calentamiento del planeta de los últimos años.
A continuación se muestran las gráficas que indican el aumento de las emisiones de los principales gases de efecto invernadero desde el año 1984 publicadas por la Organización Mundial de Meteorología.
Aumento de los gases de efecto invernadero
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