Cambio Climático
En esta sección, encontrarás información sobre las características de las especies que han acrecentado el efecto invernadero y ocasionado el calentamiento global que contribuyen al cambio climático, sobre la llamada huella de carbono y sobre algunas medidas de adaptación y mitigación del cambio climático.
Introducción
¿Qué es el cambio climático?
El cambio climático es la alteración del clima de la Tierra a lo largo del tiempo, que ha provocado aumentos de temperatura, cambios en las lluvias y eventos extremos como huracanes e incendios, que amenazan la biodiversidad, la seguridad alimentaria, la salud y la calidad de vida de los seres vivos, afectando principalmente a las comunidades más vulnerables.
Aunque esta alteración del clima puede ocurrir por causas naturales, las actividades humanas la han acelerado como consecuencia de la emisión de algunos gases y partículas denominados de efecto invernadero, que han ocasionado el calentamiento de la atmósfera, poniendo en riesgo el equilibrio del planeta.
Contaminantes climáticos
¿Qué es el efecto invernadero?
El efecto invernadero es un proceso natural que permite mantener la temperatura media de la tierra en alrededor de 15 ºC, debido a la presencia de vapor de agua en la atmósfera, el cual tiene la capacidad de absorber parte de la radiación infrarroja o calor que sale del planeta, regresándola a la tierra y produciendo un efecto de calor. Sin embargo, en las últimas décadas, el efecto invernadero se ha incrementado por el aumento de algunos gases y compuestos que al igual que el vapor de agua, regresan la radiación infrarroja a la tierra y han provocado el calentamiento de la atmósfera, lo que se ha traducido en el cambio climático del planeta. Debido a lo anterior, se les denominan gases y compuestos de efecto invernadero o contaminantes climáticos, por su afectación al clima global.
Gases y compuestos de efecto invernadero
Compuesto |
Fórmula o siglas |
Fuentes principales |
Potencial de calentamiento GWP |
|
Dióxido de carbono |
CO2 |
Combustión de biomasa y combustibles fósiles |
1 |
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Metano |
CH4 |
Agricultura, ganadería, descomposición de materia orgánica, extracción de petróleo y gas |
28 |
|
Óxido nitroso |
N2O |
Uso de fertilizantes nitrogenados |
265 |
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Hexafluoruro de azufre |
SF6 |
Industria electrica |
23500 |
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Perfluorocarbonos |
PFC |
Industria de aluminio y eléctrica, incineración de basura y plástico y refrigeración. |
6,500-9,200 |
|
Hidrofluorocarbonos |
HFCs varios |
Industria de plásticos, de refrigeración y de aerosoles |
1,000-3,000 |
|
Carbono negro |
CN |
Único compuesto invernadero sólido. Combustión de biomasa y combustibles fósiles |
900 |
Fuente: Mugica-Álvarez V. y Domínguez-Soria V. Contaminantes climáticos distintos al CO2. En: Química de los Contaminantes Atmosféricos. Mugica-Álvarez V. Ed. 2023. SQM, Ciudad de México. Pp: 289. Leer PDF
Los siete compuestos mencionados son los que se cuantifican en las emisiones de sus fuentes, para generar el inventario de Emisiones de gases y compuestos de efecto invernadero. Asimismo, aunque el ozono troposférico (O3) es un contaminante climático, porque también tiene la capacidad de absorber y regresar la radiación infrarroja, no se considera en los inventarios, porque no es emitido por ninguna fuente y se produce de manera secundaria en la atmósfera.
Los perfluorocarbonos más comunes son el tetrafluoruro de metano (CF4) conocido como freón 14 y el hexafluoruro de etano (C2F6) conocido como freón 116.
¿Qué son los hidrofluorocarbonos?
Los hidrofluorocarbonos son una familia de compuestos que se utilizan como alternativa a los clorofluorocarbonos que han sido prohibidos por su potencial de destrucción de la capa de ozono. Entre los más utilizados se tienen: el trifluoruro de metano CHF3, el difluoruro de metano (CH2F2), el tetrafluoruro de etano C2H2F4, el pentafluoruro de propano C3H3F5.
Mini documental |
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Partículas atmosféricas |
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Stop motion |
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Cambio Climático |
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Podcast |
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Mitigación y adaptación |
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Dióxido de carbono
El dióxido de carbono (CO2) es un compuesto que contiene un carbono (C) unido a dos átomos de oxígeno (O) por un doble enlace covalente C=O. Es una molécula lineal con un ángulo de enlace O-C-O de 180° (Taifan et al., 2016) (Figura 12.1). En el CO2, el carbono está presente en su estado de oxidación más alto y, por lo tanto, es química y termodinámicamente estable (Modak et al., 2020).
Propiedades fisicoquímicas
El CO2 tiene un peso molecular de 44.01 g/mol, es un gas (a temperatura y presión ambiente) incoloro e inodoro con un ligero sabor ácido (Goel y Agarwal, 2014), a presión 263 Dióxido de carbono atmosférica se sublima directamente de sólido a gas a -78 °C. Es un gas relativamente
inerte que no es ni explosivo ni inflamable y que no favorece la combustión. Tiene una densidad (1.98 g/L a 0 °C) superior a la del aire (North, 2015), posee un potencial de ionización de 13.77 Ev (NIOSH, 2019), punto de congelación de -57 °C y es soluble en agua (1.45 g/L a 25 °C).
Propiedad |
Valor |
|
Fórmula molecular |
CO2 |
|
Peso molecular |
44.01 g/mol |
|
Longitud de enlaces |
1.163 Å |
|
Estado de agregación |
Gaseoso |
|
Color |
Incoloro |
|
Olor |
Inodoro |
|
Sabor |
Ácido |
|
Solubilidad en agua |
1.45 g/L a 25 °C |
|
Densidad |
1.98 g/L a 0 °C |
|
Inflamabilidad |
Inerte |
|
Punto de congelación |
-57 °C |
|
Punto de sublimación Potencial de ionización |
-78 °C a presión atmosférica 13.77 Ev |
Tecnología de Control CO2
Control de Dióxido de Carbono
Debido a su importancia como contaminante climático, reducir las emisiones de CO2 se ha convertido en una prioridad. Entre las alternativas de reducción se encuentra hacer uso de combustibles con bajo contenido de carbono, promover programas de forestación y reforestación, continuar con el desarrollo de energías renovables, realizar la captura, almacenamiento y utilización del CO2, entre otras.
Dentro de estas alternativas, la captura, almacenamiento y utilización ha ganado mayor interés en los últimos años, en particular por la posibilidad de reutilizar el CO2 como materia prima para la obtención de productos químicos de alta demanda en la industria química que permitan fijar temporal o permanentemente el CO2 generando un beneficio ambiental y económico con un enfoque de economía circular.
Con lo anterior se pretende tener otro enfoque respecto al CO2 antropogénico, que consiste en darle el valor que tiene como molécula química incorporándola en esquemas de energía circular, pero sin olvidar que lo ideal es reducir sus emisiones desde la fuente, y en el mejor de los casos, evitarlas.
Aplicaciones del CO2 y productos derivados de su conversión
Fuente: Santa Cruz-Navarro D. y Torres-Rodríguez M. Dióxido de carbono. En: Química de los Contaminantes Atmosféricos. Mugica-Álvarez V. Ed. 2023. SQM, Ciudad de México. Pp: 261. Leer PDF
Además, es fundamental considerar que, para reducir las emisiones de CO2 con la finalidad de mitigar sus efectos sobre el calentamiento global y cambio climático, se requiere establecer diversas políticas y acciones, así como, implementar una serie de tecnologías que permitan continuar con el desarrollo económico, pero con un menor impacto ambiental.
Contaminantes de vida corta
Los contaminantes climáticos de vida corta (CCVC), son especies químicas atmosféricas conocidas también como forzadores climáticos porque contribuyen al calentamiento global y cuyo tiempo de residencia en la atmósfera es corta en comparación al dióxido de carbono (CO2), ya que permanecen en la atmósfera entre algunas horas y hasta alrededor de quince años. El Panel Intergubernamental del Cambio Climático ha estimado que estos contaminantes pueden ser responsables entre el 30 y 40% del calentamiento global.
El metano (CH4), el ozono troposférico (O3), algunos hidrofluorocarbonos (HFCs) y el carbono negro (CN) son contaminantes climáticos de vida corta. Estas especies tienen efectos sobre el clima y también degradan la calidad del aire, de hecho, el O3 y el CN son responsables de la muerte prematura de millones de personas cada año. Se considera que la reducción de estos contaminantes puede mitigar el cambio climático en menor tiempo porque sus emisiones pueden reducirse con la tecnología existente.
El ozono troposférico es un gas que se forma principalmente en atmósferas urbanas, tiene una duración en la atmósfera desde horas hasta un día y es también un contaminante criterio que afecta la salud de las personas y de la fauna, además de disminuir el rendimiento de los cultivos.
Más del 60% de las emisiones de metano provienen de actividades humanas como la extracción de petróleo y gas, la quema de combustibles fósiles, las minas de carbón, los tiraderos de basura, la ganadería y los cultivos de arroz, pero también el metano se produce durante la descomposición de la vegetación y los animales.
El carbono negro se forma durante la combustión incompleta de combustibles fósiles y biomasa con deficiencia de oxígeno. Las moléculas del combustible se oxidan parcialmente y se reacomodan formando partículas muy finas que pueden colisionar y fusionarse para formar aglomerados más grandes. Este contaminante puede ser controlado de forma efectiva en su fuente de emisión con filtros y equipos de captura de partículas, de hecho, el Gobierno de México ha incorporado la reducción de carbono negro en su política de mitigación del cambio climático.
Los hidrofluorocarbonos son compuestos producidos por los seres humanos. Su producción se ha incrementado debido a que han reemplazado a los clorofluorocarbonos que degradan la capa de ozono. Se utilizan en refrigeración, aires acondicionados, aerosoles, plastificantes, entre otros usos. Actualmente, se ha programado su reducción paulatina, ya que, también dañan la capa de ozono, aunque en mucho menor grado.
Los CCVC tienen un potencial de calentamiento global mayor al del CO2. En el caso del metano es 28 veces mayor, el del carbono negro más de 900 veces más alto y el de los hidrofluorocarbonos hasta más de 3,000 veces mayor.
Huella de Carbono
¿Qué es la huella de carbono y por qué es importante?
Calculadoras en línea de la huella de carbono
Actualmente, existen diversas herramientas digitales que permiten calcular la huella de carbono de manera simple y sin costo, por ejemplo:
CoolClimate Calculator
Ventajas de las calculadora de huella de carbono
Desarrollada por la Universidad de California, Berkeley, esta calculadora nos permite comparar la huella de carbono del usuario con el promedio de los hogares de una misma región e ingreso, proporcionando un contexto más detallado y personalizado.
Desventajas de la calculadora en línea de huella de carbono
Utiliza unidades del sistema inglés (libras, millas, galones), lo que puede dificultar su uso para personas acostumbradas al Sistema Internacional de Unidades (SI).
Ecological Footprint Calculator
Ventajas
Cuenta con una interfaz intuitiva y proporciona información sobre la huella ecológica total de cada usuario. Además, ayuda a visualizar el impacto de sus hábitos de consumo en los recursos naturales.
Desventajas
Aunque ofrece una opción para ingresar datos detallados, en general, es menos precisa en comparación con otras herramientas, ya que prioriza una visión más general sobre la sostenibilidad en lugar de cálculos específicos de emisiones de carbono.
Carbon Footprint Calculator
Ventajas
Posee una base de datos extensa y permite calcular la huella de carbono en diversas áreas como el hogar, el transporte, el consumo de energía y el estilo de vida. También ofrece la opción de compensar emisiones a través de proyectos de reducción de carbono.
Desventajas
Puede generar confusión en los usuarios, ya que es necesario especificar el período de cálculo al ingresar los datos, lo que puede llevar a errores en la estimación si no se tiene claridad sobre las unidades temporales.
WWF Footprint Calculator
Ventajas
Está diseñada con un enfoque educativo, por lo que es fácil de usar y presenta información de manera didáctica. Además, ofrece recomendaciones prácticas para reducir la huella de carbono y mejorar hábitos de consumo sostenible.
Desventajas
Está orientada principalmente a usuarios del Reino Unido, lo que limita su aplicabilidad en otras regiones, ya que no permite comparaciones con estándares de otros países.
Las calculadoras de huella de carbono son herramientas valiosas para hacer conciencia sobre el impacto ambiental de nuestras actividades diarias y pueden servir como punto de partida para adoptar prácticas más sustentables.