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🔎 Puntos clave
¿Qué es el efecto invernadero?
El efecto invernadero es un fenómeno natural resultante de la influencia de la atmósfera sobre los distintos flujos térmicos terrestres, que contribuye al equilibrio de las temperaturas en la superficie de la Tierra.
La mayor parte de la energía térmica que recibe la Tierra proviene del Sol y de su radiación. Un tercio de los rayos solares que llegan a la Tierra son devueltos al espacio por reflexión. Los dos tercios restantes son absorbidos por la atmósfera, los suelos y los océanos. La Tierra devuelve una parte de la energía recibida irradiándola a su vez en forma de radiación térmica infrarroja. Esta radiación infrarroja es absorbida a su vez por los gases presentes en la baja atmósfera (aproximadamente a 15 km sobre el suelo), impidiendo que parte del calor devuelto escape al espacio al mantenerlo en la superficie del planeta.
El efecto invernadero permite "históricamente" mantener la temperatura media de la Tierra alrededor de los 15°C. Si el efecto invernadero no existiera, la temperatura media en la Tierra sería de -18°C. El efecto invernadero natural ha permitido, en particular, el surgimiento de la vida en la Tierra al crear condiciones de temperatura adaptadas al desarrollo de los organismos.
¿Qué es un GEI - Gas de Efecto Invernadero?
Los Gases de Efecto Invernadero (GEI) son componentes gaseosos presentes de forma natural en el aire que provienen, por ejemplo, de la actividad volcánica, de la descomposición de materia orgánica o simplemente de la vida en la Tierra a través de la respiración. Estos gases atmosféricos absorben, entre otras cosas, la radiación infrarroja emitida por la Tierra y, por tanto, se denominan GEI, ya que contribuyen a la existencia del fenómeno del "efecto invernadero" en la superficie del planeta.
¿Qué relación existe entre los GEI y el calentamiento global?
Las actividades humanas, o emisiones antropogénicas, provocan una acumulación de GEI en la atmósfera. Los GEI emitidos por las actividades humanas se suman a los GEI presentes de forma natural en la atmósfera, generando un aumento de la concentración de GEI en la misma. Este aumento de la concentración de GEI genera un efecto invernadero adicional que tiende a elevar la temperatura en la superficie terrestre y en las capas bajas de la atmósfera.
A pesar de la absorción parcial de los GEI por parte de los sumideros naturales (bosques, suelos y océanos), la Tierra ya no logra equilibrar la concentración de GEI, reforzando año tras año el efecto invernadero adicional y el calentamiento global asociado.
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¿Cuál es la principal fuente de emisiones de GEI?
Los GEI están presentes de forma natural en la atmósfera debido a su emisión por fenómenos naturales. El famoso dióxido de carbono (CO2) se emite durante las erupciones volcánicas y los incendios forestales. El metano (CH4) es emitido naturalmente por los procesos de fermentación y los microorganismos que habitan en las zonas húmedas.
La principal fuente no natural de emisiones de GEI en los dos últimos siglos es el aumento del consumo energético, que se ha multiplicado por unas 10 veces en 100 años. El consumo de energías fósiles, en particular, se ha disparado durante el último siglo, y estas energías son grandes emisoras de GEI. Hoy en día, siguen representando aproximadamente el 80% de la combinación energética.
Dióxido de carbono - CO2
El GEI más conocido es el dióxido de carbono, también llamado gas carbónico. El dióxido de carbono es un compuesto inorgánico cuya fórmula química es CO2.
El CO2 ha estado presente en la atmósfera desde siempre, mucho antes de la aparición del ser humano. De hecho, se crea mediante la descomposición natural de materia animal o vegetal. Las plantas lo absorben durante el proceso de fotosíntesis: la transformación de CO₂ y agua en azúcares bajo el efecto de la luz solar.
Las actividades humanas son, lamentablemente, una fuente de emisiones excesivas de este gas a la atmósfera. Una de las actividades humanas que emiten CO2 es, en particular, la deforestación y el laboreo de los suelos. Los suelos removidos liberan parte del carbono orgánico que almacenan, y la eliminación de la vegetación limita la captación natural de CO2, lo que aumenta su concentración en la atmósfera.
Los procesos industriales como la producción de cemento y cal, así como las actividades de los sectores petroquímico y siderúrgico, son grandes emisores. Todas las actividades que requieren la combustión de energías fósiles, como el petróleo, el carbón o el gas natural, provocan elevadas emisiones de dióxido de carbono.
En Europa, el CO2 representó el 76 % de las emisiones de gases de efecto invernadero en 2022 (informe de inventario oficial publicado por la Agencia Europea de Medio Ambiente). Las estimaciones de Eurostat para los años 2023 a 2025 confirman esta estabilización de la cuota de CO2 en torno al 76 % del total de GEI europeos. El CO2 es hoy considerado el principal responsable del efecto invernadero adicional.
Metano - CH4
El metano, también conocido como “gas de los pantanos”, es un gas de efecto invernadero cuya fórmula química es CH4. Se considera un hidrocarburo y es el componente principal del gas natural.
Las fuentes de emisión natural de metano son bastante limitadas. Entre ellas destacan las zonas pantanosas, los humedales, las termitas y los océanos.
Las emisiones antropogénicas de metano representan algo más de la mitad de las emisiones totales. La agricultura desempeña un papel fundamental. Según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, “las emisiones generadas por el ganado, provenientes del estiércol y de las emisiones gastrointestinales, representan aproximadamente el 32% de las emisiones de metano deorigen humano”.
La producción agrícola de metano también puede provenir de los arrozales, que requieren inundación para su cultivo, lo que crea condiciones propicias para el crecimiento de bacterias emisoras de metano al limitar el oxígeno en el suelo. El tratamiento de residuos domésticos, como el compostaje, así como los vertederos, también contribuyen a la liberación de metano a la atmósfera. Por último, la explotación, distribución y consumo de gas natural provocan regularmente fugas importantes de metano a la atmósfera.
El metano representó el 12% de las emisiones de gases de efecto invernadero en Europa en 2019. Europa es la única región donde las emisiones de CH4 han disminuido en los últimos 20 años.
Óxido nitroso - N2O
El óxido nitroso, también conocido como “gas de la risa”, es un compuesto oxigenado del nitrógeno. Su fórmula química es N2O. Este gas se considera el tercer gas de efecto invernadero más importante, justo después del CO2 y el CH4.
El óxido nitroso tiene varias fuentes de emisión. Los procesos microbianos en los suelos cultivados, como la nitrificación y la desnitrificación, vinculados al uso de fertilizantes nitrogenados minerales, son la principal fuente de emisiones de óxido nitroso a la atmósfera.
Ciertos procesos industriales, como la fabricación de glioxal, ácido adípico, ácido glioxílico y ácido nítrico, o la producción de equipos de combustión, son fuentes de emisiones de N2O. Por último, los combustibles fósiles para la calefacción doméstica y el transporte, así como la combustión de biomasa, también son fuentes emisoras de óxido nitroso.
Las emisiones de N2O en Europa en 2019 representaron el 6,8 % del total de las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, el óxido nitroso también contribuye al fenómeno de la destrucción de la capa de ozono.
Vapor de agua - H2O
El vapor de agua, de molécula H2O, es el estado gaseoso del agua. Es el GEI más importante en términos de efecto invernadero natural. La evaporación del agua presente en la superficie terrestre y la evapotranspiración de las plantas producen la mayor parte del vapor de agua presente en la atmósfera.
No obstante, la actividad humana también influye en la concentración de este gas en la atmósfera. Las torres de refrigeración de las centrales nucleares o las estelas de los aviones que vuelan durante unas horas en la estratosfera son ejemplos de emisiones adicionales de H2O generadas por la actividad humana. La cantidad de vapor de agua inducida por las actividades humanas sigue siendo muy insignificante en comparación con la inducida por la evaporación natural y, por tanto, apenas contribuye al efecto invernadero adicional provocado por el H2O.
Según la ADEME, el vapor de agua es el gas de efecto invernadero más abundante y ocupa entre el 0,4 y el 4 % del volumen atmosférico, mientras que todos los demás gases de efecto invernadero ocupan menos del 0,1 % de dicho volumen.
El cambio climático provocado por el aumento de la concentración de otros GEI en la atmósfera tiene un impacto en este ciclo del agua. El aumento medio de las temperaturas conlleva una variación del punto de saturación en el que el agua se condensa, lo que tiene como consecuencia un aumento de las precipitaciones en ciertas regiones del mundo y una mayor sequía en otras.
Gases fluorados: HFC, PFC, NF3, SF6
Los gases fluorados se consideran artificiales o industriales porque su presencia en la atmósfera se debe a las actividades humanas; no están presentes de forma natural en la atmósfera como ocurría con los otros GEI que hemos presentado anteriormente.
Se distinguen cuatro GEI fluorados diferentes:
- Los hidrofluorocarbonos (HFC) que son compuestos orgánicos formados por carbono, hidrógeno y flúor.
- los perfluorocarbonos (PFC) son también compuestos orgánicos, formados únicamente por carbono y flúor.
- El trifluoruro de nitrógeno (NF₃) que es un compuesto inorgánico de fórmula bruta NF3Está compuesto de nitrógeno y flúor.
- Elhexafluoruro de azufre (SF6) está compuesto de flúor y azufre.
Las fuentes de emisión de gases fluorados son variadas. Los fluidos refrigerantes, utilizados en los equipos de la cadena de frío o en sistemas de climatización, son responsables de emisiones de gases a lo largo de todo su ciclo de vida.
Las espumas utilizadas en el sector de la construcción para el aislamiento producen la mayoría de las emisiones de gases fluorados, especialmente durante su fabricación.
Los fluidos emitidos por los sistemas de extinción de incendios, ya sea por su uso o por fugas, son fuentes de emisiones de gases fluorados.
Los dispositivos en aerosol liberan gases de efecto invernadero fluorados tanto durante su uso como en su producción.
Las principales fuentes de emisión de trifluoruro de nitrógeno (NF3 ) están relacionadas con su uso en la industria electrónica, en particular para la fabricación de paneles solares, pantallas planas, semiconductores y diodos electroluminiscentes. Sin embargo, cabe señalar que se producen emisiones significativas durante la destrucción de productos electrónicos al final de su vida útil, ya que este gas se utiliza a menudo para limpiar los equipos electrónicos antes de su reciclaje o eliminación.
Los gases fluorados (gases F) fueron responsables de aproximadamente el 2,5 % de las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por Europa en 2019.
¿Qué es el Potencial de Calentamiento Global (PCG) de los GEI?
La capacidad de un gas para retener calor en la atmósfera durante un periodo determinado se mide mediante su potencial de calentamiento global (PCG), o Global Warming Potential (GWP) en inglés.
El dióxido de carbono (CO₂), al ser considerado la referencia, recibe un valor de 1. Con el objetivo de poder comparar los efectos de los distintos gases de efecto invernadero, sus PCG se convierten a equivalentes de CO₂ en un periodo de cien años, que es el periodo de referencia utilizado por el IPCC. Esta conversión permite establecer una jerarquía de los gases de efecto invernadero en función de su impacto en el calentamiento global. Por tanto, el Potencial de Calentamiento Global es el poder de calentamiento de una masa de un GEI en relación con el poder de calentamiento de la misma masa de CO₂.
La vida útil de los distintos GEI en la atmósfera no es la misma. Este dato también debe tenerse en cuenta para valorar la importancia de un GEI en la lucha contra el calentamiento global y la estrategia que se debe adoptar. El CO2 tiene una vida útil prolongada de más de 100 años, mientras que la del metano es de solo unos 12 años. El CO₂, debido al efecto de acumulación en la atmósfera provocado por su larga vida útil, se convierte en el principal GEI a pesar de tener un PCA más bajo.
Otra medida posible es el Global Temperature Potential (GTP). Mientras que el PCA es una medida del calor absorbido durante un periodo determinado debido a las emisiones de un gas, el GTP es una medida del cambio de temperatura al final de dicho periodo (siempre en relación con el CO2).
Global Warming Potential (GWP) values - IPCC 6th Assessment Report
Fuentes:
- https://climat.be/changements-climatiques/causes/gaz-a-effet-de-serre
- https://www.climatewatchdata.org/ghg-emissions
- https://librairie.ademe.fr/cadic/1413/guide-pratique-changement-climatique.pdf
- https://www.actu-environnement.com/ae/dictionnaire_environnement/definition/gaz_a_effet_de_serre_ges.php4
- https://jancovici.com/changement-climatique/gaz-a-effet-de-serre-et-cycle-du-carbone/quels-sont-les-gaz-a-effet-de-serre-quels-sont-leurs-contribution-a-leffet-de-serre/
- https://expertises.ademe.fr/professionnels/entreprises/reduire-impacts/reduire-emissions-polluants/dossier/protoxyde-dazote-n2o/definition-sources-demissions-impacts-protoxyde-dazote
- https://www.ineris.fr/fr/risques/dossiers-thematiques/pollution-atmospherique-ozone-decryptage
- https://meersens.com/ozone-o3-sources-et-impacts-sur-la-sante-et-lenvironnement/#BLOC1
- https://expertises.ademe.fr/professionnels/entreprises/reduire-impacts/reduire-emissions-polluants/dossier/gaz-fluores/gaz-fluores-sources-demissions-impacts