Gases de inevrnadero

¿Que son los gases de invernadero?

Básicamente, los gases de efecto invernadero, a menudo más conocidos sencillamente como gases de invernadero, son todos aquellos compuestos químicos en estado gaseoso que se acumulan en la atmósfera de la Tierra y que son capaces de absorber la radiación infrarroja del Sol, aumentando y reteniendo el calor allí mismo, en la atmósfera. Es decir, un gas de efecto invernadero (GEI) es todo gas que contribuye al efecto invernadero, lo intensifica y lo vuelve más peligroso, entre otras cosas, aumentando considerablemente la temperatura del planeta, siendo una cuestión fundamental en lo que al calentamiento global refiere.

Los gases de efecto invernadero pueden ser de distintos tipos y pueden tener diversos orígenes, tanto naturales como artificiales, resultando tanto de la naturaleza como de la mano del Hombre. Los gases más comunes dentro de estas categorías son el vapor de agua (simplemente H2O en estado gaseoso), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4 como el de las flatulencias de las vacas), los óxidos de nitrógeno (NOx) y muchísimos clorofluorocarbonos que se emiten como resultado de diversas actividades industriales del ser humano.

Balance de Calor 

La mayor parte de la energía que llega a nuestro planeta procede del Sol. Viene en forma de radiación electromagnética. El flujo de energía solar que llega al exterior de la atmósfera es una cantidad fija, llamada constante solar. Su valor es de alrededor de 1,4 • 103 W/m2 (1354 Watios por metro cuadrado según unos autores, 1370 W•m-2 según otros), lo que significa que a 1 m2 situado en la parte externa de la atmósfera, perpendicular a la línea que une la Tierra al Sol, le llegan algo menos que 1,4 • 103 J cada segundo.

Para calcular la cantidad media de energía solar que llega a nuestro planeta por metro cuadrado de superficie, hay que multiplicar la anterior por toda el área del círculo de la Tierra y dividirlo por toda la superficie de la Tierra lo que da un valor de 342 W•m-2 que es lo que se suele llamar constante solar media

En un período suficientemente largo el sistema climático debe estar en equilibrio, la radiación solar entrante en la atmósfera está compensada por la radiación saliente. Pues si la radiación entrante fuese mayor que la radiación saliente se produciría un calentamiento y lo contrario produciría un enfriamiento.2 Por tanto, en equilibrio, la cantidad de radiación solar entrante en la atmósfera debe ser igual a la radiación solar reflejada saliente más la radiación infrarroja térmica saliente. Toda alteración de este balance de radiación, ya sea por causas naturales u originado por el hombre (antropógeno), es un forzamiento radiativo y supone un cambio de clima y del tiempo asociado.

Los flujos de energía entrante y saliente interacionan en el sistema climático ocasionando muchos fenómenos tanto en la atmósfera, como en el océano o en la tierra. Así la radiación entrante solar se puede dispersar en la atmósfera o ser reflejada por las nubes y los aerosoles. La superficie terrestre puede reflejar o absorber la energía solar que le llega. La energía solar de onda corta se transforma en la Tierra en calor. Esa energía no se disipa, se encuentra como calor sensible o calor latente, se puede almacenar durante algún tiempo, transportarse en varias formas, dando lugar a una gran variedad de tiempo y a fenómenos turbulentos en la atmósfera o en el océano.Finalmente vuelve a ser emitida a la atmósfera como energía radiante de onda larga.2 Un proceso importante del balance de calor es el efecto albedo, por el que algunos objetos reflejan más energía solar que otros. Los objetos de colores claros, como las nubes o la superficies nevadas, reflejan más energía, mientras que los objetos oscuros absorben más energía solar que la que reflejan. Otro ejemplo de estos procesos es la energía solar que actúa en los océanos, la mayor parte se consume en la evaporación del agua de mar, luego esta energía es liberada en la atmósfera cuando el vapor de agua se condensa en lluvia.

Balance_calor
Balance de Calor
Balance anual de energía de la Tierra desarrollado por Trenberth, Fasullo y Kiehl de la NCAR en 2008. Se basa en datos del periodo de marzo de 2000 a mayo de 2004 y es una actualización de su trabajo publicado en 1997. La superficie de la Tierra recibe del Sol 161 w/m2 y del Efecto Invernadero de la Atmósfera 333w/m², en total 494 w/m2,como la superficie de la Tierra emite un total de 493 w/m2 (17+80+396), supone una absorción neta de calor de 0,9 w/m2, que en el tiempo actual está provocando el calentamiento de la Tierra.

La Tierra, como todo cuerpo caliente superior al cero absoluto, emite radiación térmica, pero al ser su temperatura mucho menor que la solar, emite radiación infrarroja por ser un cuerpo negro. La radiación emitida depende de la temperatura del cuerpo. En el estudio del NCAR han concluido una oscilación anual media entre 15,9 °C en julio y 12,2 °C en enero compensando los dos hemisferios, que se encuentran en estaciones distintas y la parte terrestre que es de día con la que es de noche. Esta oscilación de temperatura supone una radiación media anual emitida por la Tierra de 396 W/m2



 

Causas del efecto invernadero

Los gases responsables de este efecto son principalmente el dióxido de carbono y el metano. Estos gases, junto a otros, han existido desde los orígenes de la Tierra. Pero su presencia en la atmósfera empezó a multiplicarse durante la Revolución Industrial, momento en el que los avances tecnológicos obligaron al uso de combustibles fósiles. A partir de entonces, esta dinámica no ha hecho más que incrementarse, alcanzando un 35% más de dióxido de carbono que en los niveles pre-industriales.

La dependencia casi total de un modelo energético basado en el carbón, el gas y el petróleo nos está conduciendo a unas alteraciones en el clima de efectos desastrosos para la vida en el planeta. Las emisiones de gases aumentan en torno al 0,4% anual y seguirán haciéndolo si no modificamos nuestro abastecimiento de energético. El 80% de la energía que utilizamos en España proviene de combustibles fósiles, y casi toda ella es importada. Si seguimos con esta tendencia estaremos alentando una situación insostenible y cambios irreversibles sobre el clima. Debemos revisar nuestro modelo energético, apostar por las energías renovables y gestionar mejor nuestros recursos energéticos.

Consecuencias del efecto invernadero

 Las consecuencias del efecto invernadero ya se dejan ver y provocan consecuencias terribles, sobre todo en las zonas más pobres del planeta.

Deforestación
Desertización
Inundaciones
Huracanes, tifones
Sequía
Fusión de los casquetes polares

Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero 

Conseguir que la eficiencia sea rentable

Conseguir más electricidad, medios de transporte y producción industrial con menos carbón, petróleo o gasolina es una solución que sólo presenta ventajas: más beneficios, menos contaminación, menos calentamiento atmosférico... aunque los gastos iniciales para mejorar el equipo y la tecnología pueden ser elevados.

La mayor parte del progreso inmediato que se puede conseguir para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero consiste en utilizar los combustibles fósiles de manera más eficiente. Los ahorros conseguidos de esta manera permitirán ganar tiempo para el sistema climático mundial mientras se desarrollan tecnologías alternativas y se consigue hacerlas rentables. Se espera que las fuentes libres de emisiones sustituyan con el tiempo a los combustibles fósiles como categoría principal de suministro de energía.

Las turbinas de "ciclo combinado" -en las que el calor resultante de la quema de combustible impulsa las turbinas de vapor al mismo tiempo que la expansión térmica de los gases de escape mueve las turbinas de gas -pueden aumentar la eficiencia de la generación de electricidad un 70%. A más largo plazo, las nuevas tecnologías podrían duplicar la eficiencia de las centrales eléctricas.

Las pilas de combustible de gasolina y otras tecnologías avanzadas en el sector del automóvil pueden reducir casi a la mitad las emisiones de dióxido de carbono resultantes del transporte, y lo mismo cabría decir de los vehículos "híbridos" de gas/electricidad, algunos de los cuales se encuentran ya en el mercado.

El gas natural libera menos dióxido de carbono por unidad de energía que el carbón o el petróleo. Por ello, el cambio al gas natural es una forma rápida de reducir las emisiones.

La industria, que produce más del 40% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono, puede beneficiarse de la cogeneración combinada de calor y electricidad así como de otros usos del calor residual, la mejor gestión de la energía y una mayor eficiencia en los procesos de manufactura.

La instalación de sistemas de iluminación y electrodomésticos más eficientes en los edificios puede reducir significativamente el consumo de electricidad. El mejor aislamiento de las construcciones puede representar una enorme reducción de la cantidad de combustible necesario para la calefacción o el aire acondicionado.

La reducción del consumo de combustibles fósiles al mismo tiempo que se mantiene el crecimiento económico representará un gran desafío.

Aprovechar las tecnologías de energía renovable existentes

La energía solar y la electricidad generada por el viento -con los niveles actuales de eficiencia y costo- pueden sustituir en parte a los combustibles fósiles, y se utilizan cada vez más. Un mayor empleo de tales tecnologías puede incrementar sus eficiencias de escala y reducir sus costos. La contribución actual de estos métodos de producción de energía a los suministros mundiales representa menos del 2%.

La expansión de la energía hidroeléctrica, cuando convenga, podría representar una importante contribución a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero... pero el uso de la energía hidroeléctrica se ve limitado necesariamente por su repercusión en los asentamientos humanos y los sistemas fluviales.

Las turbinas eólicas pueden sustituir en parte la generación de electricidad basada en los combustibles.

El uso de la biomasa como fuente de energía -por ejemplo, la leña, el alcohol fermentado del azúcar, los aceites combustibles extraídos de la soja y el gas metano emitido por los vertederos- puede ayudar a recortar las emisiones de gases de efecto invernadero, pero sólo si la vegetación utilizada con ese fin se sustituye por una cantidad equivalente de nuevas plantas (para que el dióxido de carbono liberado por la combustión de biomasa sea capturado de nuevo mediante la fotosíntesis).


Existen ya nuevas tecnologías que permiten "captar" el dióxido de carbono emitido por las centrales eléctricas basadas en el uso de combustibles fósiles, y hacerlo antes de que llegue a la atmósfera. Luego, el dióxido de carbono se almacena en depósitos subterráneos y vacíos de petróleo o de gas, en yacimientos de carbón abandonados o en las profundidades del océano. Este planteamiento, que se utiliza ya en forma limitada, no es exactamente "renovable", y se está estudiando cuáles son los posibles riesgos y efectos ambientales.