TRABAJO SOBRE EL EFECTO INVERNADERO

Gases de la atmósfera

La atmósfera está compuesta por varios gases, entre los más importantes están: el oxígeno, el cual es necesario para el metabolismo de los seres vivos, el nitrógeno a partir del cual se forman los compuestos esenciales para el crecimiento de las plantas, el dióxido de carbono para la fotosíntesis, y el agua, cuyo ciclo atmosférico determina los diferentes climas.

Los componentes más escasos de la atmósfera y algunas sustancias antropogénicas pueden alterar la composición natural de la atmósfera y por ende afectar el delicado equilibrio entre ésta y la biosfera. La capa de ozono situada alrededor de 30 kilómetros de altura absorbe la mayor parte de la radiación ultravioleta del sol que es peligrosa para la vida. Por otro lado, la presencia de tan solo 0,2 partes por millón de ozono producido por gases contaminantes en la troposfera aumenta la formación de smog.

La carga de contaminantes que se desecha sobre la superficie del planeta y en la atmósfera, es cada día más alarmante. Las causas de todo esto son: el uso creciente de las fuentes de energía, el aumento de la población, la producción incontrolable de bienes materiales, la deforestación y la necesidad de producir mayor cantidad de alimentos.

Las emisiones de gases a la atmósfera, producto de la actividad industrial, agrícola, pecuaria, doméstica y de las fuentes móviles, traen como consecuencia cambios en el clima, a través del efecto invernadero y efectos en la capa de ozono. Esto provoca la desaparición de muchas especies de plantas y de animales y también, efectos sobre la salud del ser humano. Lo alarmante de todo esto, es la velocidad con que estos procesos se están llevando a cabo, en contraste a nuestra indiferencia.

Se debe entender que el derecho a la manipulación de la naturaleza no debe condicionarse a la producción irrestricta de bienes de consumo y que debe prevalecer un desarrollo sostenible, que garantice a nuestras futuras generaciones, un planeta en condiciones de ser habitado.

Componentes de la atmosfera importantes para el efecto invernadero

1. Dióxido de azufre (S02)

2. Oxidos de nitrógeno (NOX)

3. Partículas totales en suspensión (PTS)

4. Cloruro de hidrógeno (HCl)

5. Sulfuro de hidrógeno (H2S)

6. Fluoruro de hidrógeno (HF)

7. Cloruros

8. Sulfatos

9. Amoniaco (NH3)

10. Monoxido de dinitrógeno (N2O)

11. Hidrocarburos

12. Formaldehído

13. Acidos orgánicos

14. Ozono

15. Dióxido de carbono

16. Monoxido de carbono

17. Peroxido de hidrógeno

18. Iones (K+, Na+, Ca2+, Mg2+,etc)

¿Que es el efecto invernadero?

El Efecto Invernadero es lo que nos mantiene abrigados en la Tierra. Si alguna vez han estado en un auto o un invernadero en un día de sol puede apreciar lo bien que funciona. Los rayos del sol entran al invernadero o al auto a través de la ventana y parte de esa luz es convertida en rayos de calor que son retenidos en el interior.

La Tierra es como un invernadero porque la luz del sol penetra la capa atmosférica donde se encuentra con gases invernadero como bióxido de carbono (C02), metano, óxido nitroso y ozono. Los rayos del sol son entonces convertidos en rayos de calor y son retenidos en la atmósfera por los distintos gases invernadero.

La mayoría de los gases invernadero, como el CO2, metano y óxido nitroso, están normalmente presentes en la atmósfera debido a procesos naturales. Con una cantidad adecuada de CO2 en la atmósfera, la Tierra se mantiene en equilibrio. Sin embargo, muchas actividades humanas, como la combustión de hidrocarburos y el talado de bosques, han aumentado los niveles de gases invernadero en la atmósfera. Además, los seres humanos han creado artificialmente poderosos gases invernadero llamados "CFC". Todos estos gases invernadero excesivos retienen cada vez más calor. La mayoría de los científicos opinan que como resultado, la temperatura en la Tierra irá incrementando.

Consecuencias del efecto invernadero

Los científicos están de acuerdo en general, en que el efecto invernadero está produciendo el mayor y más rápido cambio climático de la historia de la civilización. Lo cual tendría enormes consecuencias para todos los seres vivos de la tierra.

El dióxido de carbono y otros gases de la atmósfera actúan como el cristal de un invernadero: absorben la radiación infrarroja que intenta escapar desde la superficie de la Tierra y, por ello, una parte de la misma no regresa al espacio sino que es remitida de nuevo hacia la superficie terrestre.

Los niveles naturales de dióxido de carbono hacen posible la vida: sin él la temperatura media del planeta sería de 30°C menos. Si la presencia de ciertos gases atmosféricos se incrementa, como hoy sucede por la acción del ser humano, mayor es la radiación devuelta hacia la superficie del planeta. Como resultado de esto, el calentamiento es mayor, con los correspondientes perjuicios para todos los seres vivos.

Los cambios aparentemente pequeños pueden acarrear efectos dramáticos. Un incremento de 2°C produciría temperaturas no registradas en el planeta desde hace 125.000 años. Un aumento de 3°C haría que el mundo fuera más cálido de lo que ha sido durante los últimos 2 millones de años.

El nivel de los océanos subiría al calentarse el planeta, ya que el calor fundiría el hielo y aumentaría la cantidad de agua en éstos. Se espera que el nivel del mar ascienda un metro o más a lo largo del próximo siglo.

Para algunos países esto puede parecer deseable. Sin embargo un pequeño aumento de temperatura podría derretir los hielos en los polos Norte y Sur, elevando el nivel de los océanos e inundando ciudades costeras. Un aumento de temperatura de un cinco por ciento podría derretir totalmente la capa de hielo del Artico.

Aún peor, pequeños cambios de la temperatura normal podrían también causar cambios significantivos en los ecosistemas del mundo. ¿Qué pasaría si la pradera que ahora produce alimentos llega a ser demasiado seca e inhóspita? Cambios en ecosistemas como el bosque boreal podrían también dañar a otras especies naturales.

El calentamiento de la Tierra podría causar climas cambiantes como tornados, sequías, inundaciones y huracanes. Podría también sostener y estimular plagas de insectos y hacer difícil la sobrevivencia de algunas especies.

El problema real es que no conocemos la magnitud de los daños ocasionados por el aumento de temperatura de la Tierra debido al efecto invernadero. ¡Es un experimento inmenso y a mucha gente le atemoriza la idea!

Podemos evitar estos efectos evitando la creación de gases invernadero como el CO2.

Los gases del efecto invernadero

Los principales gases producto de la actividad humana que contribuyen al efecto invernadero son: el bióxido de carbono o gas carbónico [CO2], el metano [CH4], los óxidos nitrosos [N2O], los cloro-fluoro-carbonos [CFCs], y el ozono troposférico [O3].

• El Gas Carbónico

Las emisiones de gas carbónico [CO2] representan el 50% del efecto

invernadero derivado de la actividad humana. El CO2 proviene principalmente del consumo de energía fósil: petróleo, gas natural y carbón mineral. El aporte de carbono a la atmósfera en 1990, derivado del consumo de combustibles fósiles a nivel mundial, se estima en 6.000 millones de toneladas métricas anuales.

Una importante fuente adicional de CO2 es la deforestación en el

trópico. Durante la década de los 80 se estima que representó un aporte promedio de aproximadamente 1.500 millones de toneladas métricas de carbono al año. Fuentes adicionales de importancia son los factores bióticos naturales, cuya contribución se estima entre 500 y 1.000 millones de toneladas de carbono al año.

La inyección total de gas carbónico (CO2) a la atmósfera en 1990, como producto de la actividad humana, se estima en 30.000 millones de toneladas métricas anuales, lo que representa un aporte de

algo mas de 8.000 millones de toneladas anuales de carbono. La atmósfera contiene unas 750.000 millones de toneladas de carbono. Intercambia anualmente aproximadamente 90.000 millones de toneladas con los océanos, y 100.000 millones adicionales con la biósfera terrestre.

Los procesos naturales generan un balance entre lo que se emite y lo que se absorbe. Pero las evidencias indican que sólo algo mas de la mitad de las emisiones de carbono producto de la actividad humana es absorbida en estos procesos naturales. El resto (45%) contribuye a aumentar la concentración de carbono en la atmósfera, y por consiguiente, la retención de calor solar. El CO2 registra un tiempo de residencia atmosférica de 100 a 150 años.

• El Metano.

El metano se produce en forma natural por la descomposición de

sustancias orgánicas en ambientes pobres en oxígeno. También se produce en el sistema digestivo de rumiantes y otros animales, en la explotación de combustibles fósiles, y en la quema de biomasa.

Aproximadamente la mitad de la producción de metano proviene de los sembradíos de arroz, de la actividad animal, y de la acción de los termitas. Una cuarta parte proviene de tierras pantanosas y

húmedas. Un 15% de la producción industrial de gas natural y carbón mineral. Los rellenos de basura y otras sustancias orgánicas en descomposición contribuyen con un 5% de las emisiones de metano.

Asia produce y consume cerca del 90% del arroz del mundo, un producto que suministra la mayor parte de las calorías en la dieta de cerca de 2.500 millones de personas. Debido al crecimiento de la población, la producción de arroz probablemente pase de 470 millones de toneladas en 1990, a 760 millones en el año 2020.

En los últimos 25 años los aumentos en la producción de arroz se

debieron principalmente a mejoras en rendimiento y productividad, con un incremento en la superficie cultivada de sólo 15%. Sin embargo, los aumentos previstos en los niveles de producción pueden tener un efecto significativo sobre la emisión de metano.

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. Sin embargo, la destrucción de los radicales OH por el continuo aumento en 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 un 90% de las emisiones de metano son neutralizadas por este proceso. Sólo unas 45 millones de toneladas métricas anuales inciden sobre el cambio climático. Aunque este volumen es considerablemente inferior al de CO2, su efecto se magnifica debido a que la contribución de cada molécula de metano al efecto invernadero es aproximadamente 25 veces superior a la de cada molécula de CO2. La concentración de metano en la atmósfera se ha duplicado en los últimos 200 años. Su tiempo de residencia en la atmósfera es de 7 a 10 años.

• Los Cloro-Fluoro-Carbonos (CFCs).

La producción de cloro-fluoro-carbonos [CFCs] contribuye con

aproximadamente el 14% del efecto invernadero. Los CFCs 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 CFCs también destruyen la capa de ozono en la estratosfera, causando que una mayor proporción de rayos ultravioleta alcance la superficie de la tierra. Las moléculas de CFC son fraccionadas por los rayos ultravioleta, para producir cloro. Este a su vez reduce el ozono a oxígeno al quitarle uno de sus átomos. El cloro no sufre un cambio permanente, por lo que cada molécula puede repetir el proceso, destruyendo miles de moléculas de ozono.

Una mayor incidencia de rayos ultravioleta tendría importantes efectos tanto en la agricultura como en la salud humana. El cáncer en la piel, los problemas oculares, y las afecciones al sistema inmunológico, son las amenazas más inminentes sobre la salud de la población humana. Podrían también presentarse efectos adversos sobre las algas y el plancton, bases de la cadena alimentaria en el mar.

Debido a los efectos de las emisiones de CFCs, al bajo volumen que se produce en relación con otros gases, y al desarrollo de sustitutos, se hizo posible un acuerdo internacional para reducir su producción. El Protocolo de Montreal de 1987 limita la producción a los niveles ya alcanzados para ese año, y reducir las emisiones en un 50% para el año 2000.

El cumplimiento de este acuerdo implicaría que la concentración en la atmósfera de los CFCs aumentaría en aproximadamente un 60% para el año 2040. Reconociendo las implicaciones de estas proyecciones, se introdujeron modificaciones posteriores a este protocolo con el fin de eliminar totalmente la producción de estos gases para finales de siglo.

En la Convención de Viena se acordó también eliminar progresivamente todos los HCFC y el bromuro de metilo para el año 2040. Todas estas resoluciones tienen por objeto facilitar la recuperación de la capa de ozono a inicios del siglo 21. Es de destacar que la Convención sobre Cambios Climáticos excluye explícitamente los gases que se regulan a través del Protocolo de Montreal.

• Los Oxidos Nitrosos.

Los óxidos nitrosos [N2O] representan el 6% del efecto invernadero. La contribución de cada molécula es 200 veces más potente que el CO2, con un tiempo de residencia en la atmósfera de 150 años. Provienen principalmente de las chimeneas de las centrales energéticas que utilizan carbón, de los tubos de escape de los automóviles, y por la acción de los fertilizantes nitrogenados que se utilizan en la agricultura. También provienen de la descomposición de materia orgánica por microbios.

Los principales gases contaminantes que se desprenden de las centrales eléctricas que consumen carbón son los óxidos nitrosos, y el bióxido de azufre o anhídrido sulfuroso [SO2]. Estas emisiones son la causa principal de la lluvia ácida que afecta bosques, lagos, ríos y cosechas, principalmente en zonas industriales de países desarrollados. Estas sustancias también son emitidas por las empresas siderúrgicas. Se estima que unas 25 millones de toneladas de nitrógeno, y 70 millones de toneladas de azufre, se inyectan anualmente a la atmósfera como producto del consumo de combustibles fósiles.

Las zonas más afectadas por la lluvia ácida se encuentran en países industrializados, en América del Norte, Europa y Japón. En la parte oriental de los Estados Unidos y en Europa Occidental se han registrado lluvias con un pH de 4, haciéndolas 60 veces más ácida que la lluvia natural.

En 1984, la Agencia para la Protección del Medio Ambiente [EPA] de los Estados Unidos encontró 550 lagos fuertemente acidificados, y otros 960 parcialmente acidificados. Actualmente las cifras parecen haber aumentado a 1.000 y 3.000, respectivamente. En Noruega la pesca ha desaparecido de aguas que cubren 1.3 millones de hectáreas por efectos de la lluvia ácida, entre otros contaminantes. En Suecia unos 2.200 lagos se encuentran virtualmente muertos por sus altos niveles de acidez.

La lluvia ácida también ha contribuido al deterioro que hoy se registra en amplias extensiones de bosques en Europa. Asociada a la emisión de otros contaminantes, incluyendo ozono y metales pesados, ha debilitado la resistencia natural de los bosques a cambios naturales en la temperatura ambiental, a inundaciones y otros factores.

Unos 50 millones de hectáreas fueron reportadas como afectadas en 1988 por el Proyecto de Naciones Unidas para el Medio Ambiente y la Comisión Económica para Europa, representando el 35% de los bosques Europeos. En algunos países la proporción es mucho mayor: 65% en el Reino Unido, 52% en Alemania, 50% en Holanda, Dinamarca y Noruega, 40% en Suiza, Finlandia y Suecia.

Las cargas críticas de sulfuro y nitrógeno, aquellas cantidades de

exposición a un elemento contaminante por debajo de la cual se sabe que no se presentan efectos adversos, han sido excedidas en más del 80% de los bosques de coníferas de la Comunidad Europea, y en más de 60% de los bosques de coníferas de los países nórdicos.

Efectos adicionales se encuentran en la agricultura, especialmente en la zona tropical, debido a la baja tolerancia de los suelos a cambios en los niveles de acidez. La corrosión de monumentos históricos es otra consecuencia, particularmente evidente en Europa, México y Grecia.

Aproximadamente 180 millones de toneladas de anhídrido sulfuroso [SO2] se inyectan a la atmósfera anualmente, aunque las emisiones han sido reducidas considerablemente en algunos países en relación con los niveles de 1975: 55% en Suecia, 40% en Francia y 15% en los Estados Unidos. El Proyecto de Naciones Unidas para el Medio Ambiente estima que aproximadamente 625 millones de personas en el mundo se encuentran expuestas a niveles peligrosos en la concentración de bióxido de sulfuro.

• El Ozono Troposférico.

Aunque el ozono en la estratosfera forma una capa protectora que nos escuda de los rayos ultravioletas que provienen del sol, su presencia en la baja atmósfera, o troposfera, contribuye al efecto invernadero. Cada molécula es 2.000 veces más efectiva en atrapar calor que una molécula de CO2.

Se genera por la reacción de la luz solar con contaminantes comunes, como monóxido de carbono, óxidos nitrosos, e hidrocarburos. En el trópico su tiempo de residencia en la troposfera es de horas a días.

La capa de ozono y el efecto invernadero

Del griego ódsein (oler), el ozono, conocido en su fórmula química como 03, es una forma alotrópica del oxigeno; es decir, una de las modalidades en que se presenta este gas en la naturaleza.

Se señala que en la llamada zona fotoquímica de la alta atmósfera, el 03 se produce al actuar sobre ella los rayos ultravioletas (UV) del Sol, los que fraccionan las moléculas de oxígeno molecular común, O2. Producido el ozono se ubica en la atmósfera en forma concentrada, en una capa de unos 30 kilómetros de altitud y en cantidades nunca superiores a las 10 partes por millón de volumen. El O3 forma un escudo protector que impide que los rayos perjudiciales del Sol alcancen la faz de la Tierra, dejando, por el contrario, continuar su camino hacia la superficie los rayos benéficos.

En 1974, investigadores de la Universidad de California señalaron la seria amenaza para la Capa de Ozono mundial que significaban los productos químicos sintéticos denominados CLORO-FLUORO-CARBONOS (CFC). Se destaca que existen también otros compuestos sintéticos relacionados con los CFC que dañan en forma significativa la Capa de Ozono. Son las brominas, formadas por moléculas de bromo (Br) y llamadas Halones.

La disminución del O3 comenzó a ser detectada en la Antártida en 1977, comprobándose en 1985 que la Capa de Ozono sobre la Antártida había diminuido en 40%. Se consignó que el sector dañado cubría una zona subcircular, donde se presentaba la delgadez máxima del O3. A partir de entonces, se comenzó a hablar de “Agujero” en la Capa de Ozono, lo que en realidad es una gravísima disminución del espesor del escudo protector de O3. Asimismo, junto con el adelgazamiento de la Capa de Ozono en el Antártico, se ha ido verificando una paulatina disminución de este gas en el Hemisferio Norte.

Se habla del “Efecto Invernadero” porque la atmósfera actúa como un Invernadero para la Tierra, dejando pasar la luz, pero guardando el calor. El aumento de la cantidad de ciertos gases (dióxido de carbono, vapor de agua, metano, óxido nitroso) aumenta la capacidad de la atmósfera para bloquear el calor, lo cual causa temperaturas más elevadas y cambios climáticos. Se produce, además, una elevación del nivel del mar por el derretimiento paulatino de grandes masas de hielo polar.

Se afirma que el “Efecto Invernadero” y el deterioro de la Capa de Ozono tienen un denominador común: la actividad incontrolada del hombre; y que, lamentablemente, ambos fenómenos estarían involucrados en la disminución de la masa de hielo de la Patagonia chilena.

Se señala que frente a la conmoción mundial que ha provocado la disminución del ozono, se han suscrito Acuerdos Internacionales como: el “Convenio de Viena para la Protección de la Capa de Ozono”, adoptado en Viena en marzo de 1985 y ratificado por Chile en 1989; y el “Protocolo de Montreal relativo a las Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono”, suscrito en Canadá, en 1987, y ratificado por Chile en 1990.

¿Que podemos hacer?

Todos los habitantes de este planeta, estamos obligados a tomar medidas para detener el cambio climático y el aumento del efecto invernadero. Aunque las grandes decisiones, tomadas por los gobiernos de los países, son fundamentales, hay muchas formas de ayudar a la descontaminación que están a nuestro alcance.

Por ejemplo, cada vez que usamos una bicicleta o caminamos en vez de utilizar el auto, estamos ayudando a mejorar el aire. Lo mismo sucede cuando plantamos un árbol.

En tu casa, recuerda no malgastar la energía eléctrica. Apaga las luces cada vez que salgas de una pieza; no dejes el televisor o el equipo de música encendidos cuando no los estés usando. No dejes correr el agua caliente cuando lavas.

También puedes dar nuevos usos a las botellas. Recicla el vidrio, los plásticos y el papel.

Recuerda siempre que cada minuto los seres humanos emitimos 48 mil toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera. Y todos podemos ayudar a disminuir esta cantidad.