Los gases de efecto invernadero

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Importa diferenciar los campos de estudio de la meteorología y la climatología. La meteorología refleja las condiciones atmosféricas en un momento dado, y sus principales variables de análisis son la presión, el viento, la temperatura, la humedad, la visibilidad, la nubosidad y las precipitaciones. El horizonte temporal de la meteorología siempre es de corto plazo: días, semanas o, a lo sumo, meses. El análisis del clima, por el contrario, siempre tiene un horizonte temporal de medio, largo y muy largo plazo: años, décadas, siglos, milenios, etc. El clima sintetiza –mediatiza, en sentido literal– las variables atmosféricas en el largo plazo de un área geográfica determinada o de forma global. Ahora bien, existe una zona gris donde se solapan el tiempo meteorológico y el tiempo climático, ya que en el corto plazo (días, meses, año) se constatan fenómenos tales como, entre otros, olas de calor, sequías, inundaciones, derretimiento de hielos y determinados cambios estacionales que evidencian en forma notoria cambios climáticos que no son pasajeros, sino que se han transformado en estables a lo largo y a lo ancho del mundo. El CC se está manifestando en el corto plazo (cfr. Fazio, 2010).

Las causas del calentamiento global (CG) que origina el CC pueden ser de origen natural (condiciones físicas planetarias) o de carácter antrópico, producido o modificado por la actividad humana. Si tomamos seis condiciones o parámetros climáticos tales como temperatura, humedad, precipitaciones, calidad del aire, viento, y presión atmosférica, vemos que solo las dos últimas podrían considerarse relativamente autónomas de la influencia humana. El resto de las variables consideradas se modifican tanto por razones naturales como por la actividad humana. De esta manera, se llegó a considerar que el CC podría ser un fenómeno independiente de la actividad humana, ya que en la escala geológica –decenas de miles a miles de millones de años– se comprueban sucesivos cambios climáticos que no se vieron influidos por la humanidad, sencillamente porque no existía aún (cfr. Fazio, 2010). Esta discusión hoy puede considerarse saldada, como se explicitó en el capítulo anterior, dado que la inmensa mayoría de la comunidad científica internacional admite que efectivamente en el CC contemporáneo ha influido el factor antrópico, en particular desde la Revolución Industrial y en forma creciente hasta la actualidad. En este sentido, la Convención Marco de Naciones Unidas sobre Cambio Climático (UNFCCC) (1) en 1992 definía que “por cambio climático se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante periodos de tiempo comparables” (cfr. Fazio, 2010).

Figura 2. Efecto invernadero natural y artificial; causas y consecuencias del cambio climático.

Fuente: elaboración propia con base en Fazio (2010).

En la figura N°2 podemos apreciar en forma sintética cómo al efecto invernadero natural se le suma el efecto invernadero artificial causado por la quema de combustibles fósiles, provocando el calentamiento global y el resultante CC con sus consecuencias físicas, biológicas y socioeconómicas. A la izquierda de la figura tenemos las causas, que se originan en los profundos cambios en los procesos de producción de bienes y servicios a partir de la Revolución Industrial (fines del siglo XVIII y siglo XIX) gracias al uso intensivo creciente de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) que origina a través de su quema los gases de efecto invernadero (GEI), cuyo principal componente es el dióxido de carbono (CO2). En realidad, más que el hecho en sí mismo de la quema de combustibles fósiles en tanto causante de los GEI, importa el análisis de una cuestión clave: qué, cómo y para quién se produjeron, se producen y se producirán en el futuro los bienes y servicios en base al, precisamente, uso intensivo de combustibles fósiles y las consecuentes emisiones de GEI. A la derecha de la figura vemos cómo las consecuencias del CC pueden ser de carácter físico (episodios o tendencias irregulares como sequías, inundaciones, olas de calor, afectación de zonas costeras, aumento del nivel del mar, etc.), de carácter biológico (pérdida de la biodiversidad, cambios en los ritmos naturales del mundo animal y vegetal, etc.), y por último, de carácter socioeconómico (efectos en la producción y el abastecimiento de alimentos, migraciones poblacionales puntuales o regionales, afecciones de la salud humana, etc.) (cfr. Fazio, 2010).

Veamos cómo se origina en forma natural el calentamiento del planeta Tierra en su interacción con el Sol. Pero antes detengámonos en la composición de la atmósfera, que es en un 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y de 0.9% de argón, que suman 99,9%. El 0.1% restante está compuesto de diversos gases, siendo el más relevante el dióxido de carbono –gas incoloro e inodoro– que solo alcanza el 0,03% de la atmósfera pero que tiene un valor primario como efecto invernadero natural al que, en los últimos 200 años, se viene sumando las consecuencias de las emisiones antrópicas de carbono como producto del uso humano de los combustibles fósiles.

Si la Tierra no tuviera atmósfera, la radiación solar que recibe se reflejaría en la superficie terrestre y rebotaría hacia el espacio; y la temperatura promedio de nuestro planeta sería de -18º, inviable para la vida tal como la conocemos. Es la atmósfera la que opera como una capa protectora, permitiendo traspasar la radiación solar hacia la superficie terrestre y también reflejar y rebotar hacia el espacio, ya no toda, sino parte de la radiación solar que recibimos como radiación terrestre. En forma simplificada, durante el día terrestre, la mayor parte de la energía solar traspasa la atmósfera –aunque una fracción rebota al espacio– y llega a la superficie planetaria. Durante la noche, la mayor parte de la energía solar arribada a la Tierra rebota al espacio, aunque una fracción es retenida por la atmósfera con sus gases de efecto invernadero natural que la componen (2/3 partes, vapor de agua), permitiendo continuar calentando la superficie terrestre durante el período nocturno. Es este mecanismo el que permite que la temperatura media terrestre sea de 15º, lo que posibilita la vida y su evolución en todas sus formas. Este efecto invernadero natural del planeta Tierra, según se muestra en la figura N°3 (ver insert), nos diferencia del resto de los planetas del Sistema Solar y de cualquier otro planeta conocido (cfr. Fazio, 2010).

Tal como se mencionó más arriba, el efecto invernadero natural –propio del planeta Tierra– se ha visto potenciado en los últimos dos siglos con la aparición de los gases de efecto invernadero artificial de carácter antrópico, sobre todo con el comienzo de la utilización masiva de combustibles fósiles como fuente de energía, y en menor medida con la deforestación. La quema de estos recursos fósiles –recursos naturales no renovables– en diferentes actividades humanas como la producción agraria e industrial, el transporte, el tratamiento del aire, etc., produce la mayor parte del dióxido de carbono –CO2– que a su vez es el principal componente de los gases de efecto invernadero artificial y que se suma al natural antes descrito, conformando un efecto invernadero exacerbado que provoca hoy el calentamiento global del planeta. Veamos con detalle en la figura N°4 (ver insert) la composición de los gases de efecto invernadero (GEI).

En la figura N°4 se describe la composición de los GEI de carácter antrópico. (2) Puede apreciarse que el dióxido de carbono (CO2) supera en forma amplia a los otros tres gases considerados, siendo el gas que más contribuye al efecto invernadero artificial. Significa más del 80% del total de las emisiones de GEI de los países industrializados. Aproximadamente la mitad de las emisiones antrópicas acumuladas de CO2 entre 1750 y 2010 se han producido en los últimos 40 años. La cantidad de carbono de la Tierra es limitada. El ciclo de carbono es un sistema complejo basado en la interacción de la atmósfera, la biosfera terrestre y los océanos. Mediante la fotosíntesis, las plantas –tanto en la superficie terrestre como en la acuática– reciben la energía solar para su crecimiento absorbiendo dióxido de carbono de la atmósfera y lo liberan cuando mueren y se descomponen. Los cuerpos de los animales, humanos incluidos –el bíblico polvo eres, y en polvo te convertirás (3) es más que una metáfora–, también contienen carbono, que se libera a la atmósfera cuando respiran y cuando mueren y se descomponen. Los combustibles fósiles se generan durante millones de años a partir de esos restos orgánicos fosilizados en determinadas condiciones. En términos generales, podría afirmarse que el carbón mineral es el subproducto fósil sobre todo de la vida vegetal en forma de grandes masas boscosas enterradas en diferentes capas del subsuelo terrestre, mientras que el petróleo y el gas se originan en la vida acuática en la forma del plancton –fitoplancton y zooplancton– fosilizado. (4)

El dióxido de carbono concentrado en la atmósfera en la actualidad representa alrededor del 65% del calentamiento global producto de las emisiones mundiales de GEI de origen antrópico, y proviene sobre todo de la quema de combustibles fósiles. Las emisiones de dióxido de carbono originadas en la matriz energética del actual proceso productivo global en base a carbón, petróleo y gas originan el principal componente de los gases de efecto invernadero artificial y, a su vez, la principal causa del CC. Se observa, además, que en las últimas décadas es creciente la contribución del CO2 por quema de combustibles fósiles a los GEI. En efecto, mientras que en 1970 incidía en un 55% al total de los GEI, en 1990 lo hacía al 59% y en 2010, el mencionado 65%. (5) El nivel preindustrial de aproximadamente 278 ppm (partes por millón) representaba un equilibrio entre la atmósfera, los océanos y la biosfera. Las actividades humanas como la quema de combustibles fósiles han alterado el equilibrio natural, y en 2015 los niveles promediados a nivel mundial fueron del 144% de los niveles preindustriales, alcanzando las 400 ppm. (6)

El metano –CH4– es el segundo en importancia como gas de efecto invernadero con una incidencia del 16 al 17% del total de las emisiones mundiales, muy lejos del impacto del CO2. Aproximadamente el 40% del metano es emitido a la atmósfera por fuentes naturales (por ejemplo, humedales y termitas), y cerca del 60% proviene de actividades humanas como la minería, la quema de combustibles fósiles, el cultivo de arroz, la descomposición de residuos orgánicos, quema de biomasa y la cría de ganado, que al alimentarse de plantas que fermentan en sus estómagos, exhalan metano que también está presente en el estiércol. La cría de ganado rumiante para la alimentación humana representa una tercera parte del total del metano emitido a la atmósfera. Reteniendo calor, el metano es 23 veces más efectivo que el dióxido de carbono en la atmósfera, permaneciendo en ella entre 10 y 15 años. El metano atmosférico alcanzó un nuevo máximo de alrededor de 1845 partes por billón (ppb) en 2015 y ahora es en un 256% superior al nivel preindustrial. (7)

La concentración en la atmósfera del óxido nitroso –N2O– alcanzaba el 6,2% del total de los GEI en 2010. Proviene sobre todo de los procesos de fertilización de la tierra con abonos nitrogenados y, en menor medida, por los mecanismos de combustión en motores alimentados con combustibles fósiles, procesos industriales, la generación de estiércol y el tratamiento de residuos. Absorbiendo calor en la atmósfera, a igual cantidad, es 310 veces más efectivo que el dióxido de carbono. El óxido nitroso se emite a la atmósfera de fuentes naturales (60%) y antrópicas (40%). Su concentración atmosférica en 2015 fue de aproximadamente 328 partes por billón. Esto representa el 121% de los niveles preindustriales. También juega un papel importante en la destrucción de la capa de ozono estratosférico que nos protege de los dañinos rayos ultravioleta del sol. (8)

Finalmente, solo el 2% de los GEI de origen antrópico lo componen los gases fluorados de efecto invernadero, pero cabe aclarar que representan el 15% de los GEI emitidos por los países industrializados. En 1970, estos gases incidían en la atmósfera terrestre en un 0,44% de los GEI, 0,81% en 1990 y en un 2%, como se dijo, en 2010. De punta a punta significa un aumento del 455%, siendo por lejos el tipo de gases que más aumentó de todos los GEI en las últimas cuatro décadas. Corresponde explicarlo. Los gases fluorados no afectan la capa de ozono del planeta pero sí contribuyen al CC por ser gases de efecto invernadero. Su utilización en refrigeración, aerosoles, ciertos procesos de la industria electrónica y en la fabricación de aluminio, fue sustituyendo, a partir del Protocolo de Montreal, a los clorofluorocarbonos y otras sustancias que destruían la capa de ozono. Los gases fluorados –únicos gases de efecto invernadero que no se producen en forma natural sino que son producto de la creación de tecnologías de aplicación industrial– son, a igual cantidad, 22.000 veces más efectivos que el dióxido de carbono en su capacidad de retener el calor en la atmósfera. La incidencia de los gases fluorados en un 2% de los GEI parecería hoy despreciable pero se abre un interrogante si a futuro mantienen el mismo ritmo de crecimiento del período 1970-2010 sin que disminuya la generación del resto de los GEI. (9)

La tendencia creciente de la incidencia en la atmósfera de los GEI traerá mayores consecuencias que las actuales, que afectarán la vida humana cualesquiera sean las regiones que consideremos, según veremos en el próximo punto. Todos los países contribuyen al CC, tanto en el norte como en el sur, aunque no todos lo hacen en igual proporción ni todos se ven afectados de igual manera. Desde una perspectiva histórica, el problema del aumento de los GEI por consumo exponencial de recursos naturales no renovables como son los combustibles fósiles eclosiona, como hemos dicho, hace poco más de dos siglos. Corresponde aclarar que cuando nos referimos al proceso de industrialización iniciado hacia fines del siglo XVIII que conocemos como Revolución Industrial, no significa que se lo caracterice como un hecho puntual histórico y causal de los efectos climáticos posteriores, sino como un proceso histórico de creciente transformación social sistémica (política, económica, científica, tecnológica) que se inicia en esa época y que llega a nuestros días; con todas sus ventajas y progresos, pero también con sus costos sociales y ambientales, entre estos últimos, el CC es el principal. La degradación ambiental acaecida y el CC a ella asociado han sido independientes de las formas de organización que se han dado y de los sistemas económicos que han tenido vigencia a partir de entonces, incluyendo todas las variantes del capitalismo y del socialismo o, si se prefiere, todas las economías centralizadas o descentralizadas. Lo que sí se aprecia es que existen sensibles diferencias relativas entre países respecto al costo energético –y por extensión, ambiental– de la producción, siendo que ciertos países –Japón, países nórdicos europeos, por ejemplo– logran similares metas cuantitativas económicas y sociales con menor costo ambiental en relación a otros países.