Los gases de efecto invernadero (GEI) son componentes esenciales de la atmósfera terrestre que permiten la existencia de vida tal como la conocemos. Actúan como una especie de manta que atrapa parte de la energía solar reflejada por la superficie terrestre, manteniendo una temperatura media adecuada. Sin embargo, desde la revolución industrial, las actividades humanas han incrementado de manera significativa la concentración de estos gases, provocando un calentamiento global acelerado y alteraciones climáticas con consecuencias profundas para los ecosistemas y las sociedades.
¿Qué son los gases de efecto invernadero?
Los gases de efecto invernadero son moléculas presentes en la atmósfera que tienen la capacidad de absorber y emitir radiación infrarroja. Cuando la luz solar llega a la Tierra, parte de esa energía es absorbida por el suelo y los océanos; luego se reemite en forma de radiación térmica.
Los GEI capturan una fracción de esa radiación, evitando que escape directamente al espacio, y la reemiten en todas direcciones, incluyendo de vuelta hacia la superficie. Este fenómeno natural se conoce como efecto invernadero y es vital para mantener la Tierra a una temperatura media de aproximadamente 15 °C.
Sin los GEI, la temperatura media del planeta rondaría los –18 °C, lo cual haría imposible la vida tal como la conocemos. No obstante, el aumento de la concentración de estos gases intensifica ese efecto, provocando un incremento excesivo de la temperatura global. A esto se le denomina cambio climático de origen antropogénico. Para entender mejor este proceso, es necesario identificar los principales gases involucrados y sus características.
Principales gases de efecto invernadero
Dióxido de carbono (CO₂)
El dióxido de carbono es el GEI más abundante producido por actividades humanas. Se genera principalmente por la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural), la deforestación y ciertos procesos industriales, como la fabricación de cemento. Aunque no es el más potente en términos de capacidad calorífica por molécula, su alta concentración lo convierte en el mayor responsable del aumento del efecto invernadero global.
El CO₂ permanece en la atmósfera durante siglos, lo que significa que las emisiones acumuladas se suman y mantienen su impacto a largo plazo. Además, el carbono tiene un ciclo biogeoquímico complejo: parte es absorbido por bosques y océanos, pero estos sumideros naturales están alcanzando su capacidad máxima debido al desequilibrio entre absorción y emisión.
Metano (CH₄)
El metano es un gas mucho más eficiente atrapando calor que el CO₂ (alrededor de 25 veces más en un horizonte de 100 años), aunque su concentración es menor. Sus principales fuentes son la producción y transporte de combustibles fósiles, la ganadería (fermentación entérica del ganado), el manejo de estiércol y los vertederos de residuos.
En la atmósfera, el metano tiene una vida media aproximada de 12 años, tras lo cual se oxida y se convierte en CO₂ y vapor de agua. A pesar de su menor permanencia, su elevado potencial de calentamiento contribuye de manera notable al cambio climático, especialmente en las primeras décadas tras su emisión.
Óxido nitroso (N₂O)
El óxido nitroso es otro GEI con un potencial de calentamiento global muy superior al del CO₂ (aproximadamente 300 veces más en un período de 100 años). Sus fuentes principales son la agricultura (uso de fertilizantes nitrogenados), procesos industriales y la quema de biomasa y combustibles fósiles.
Este gas persiste en la atmósfera cerca de 114 años y, además de su efecto invernadero, contribuye al agotamiento de la capa de ozono estratosférico, lo cual agrava la radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre.
Gases fluorados
Los gases fluorados, como los hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF₆), son generados por diversas actividades industriales: refrigeración, aire acondicionado, procesos de fabricación de semiconductores y aislamiento. Aunque sus concentraciones en la atmósfera son muy bajas, algunos de ellos poseen potenciales de calentamiento global miles de veces superiores al CO₂ y pueden permanecer en la atmósfera durante siglos o milenios.
Dado que estas sustancias son casi exclusivamente de origen humano, su control es una prioridad en acuerdos internacionales como el Protocolo de Montreal enmendado por el Acuerdo de Kigali, que busca reducir el uso de HFC.
Vapor de agua (H₂O)
El vapor de agua es el GEI más abundante y responsable de aproximadamente el 50 % del efecto invernadero natural. Sin embargo, funciona principalmente como un gas de retroalimentación, pues su concentración depende de la temperatura: a medida que la atmósfera se calienta, puede contener más vapor, lo que a su vez potencia el calentamiento.
Aunque las actividades humanas influyen de manera indirecta en sus niveles (por ejemplo, a través de la liberación de calor o cambios en el uso del suelo que afectan la evaporación), no se regula de forma directa como los otros GEI.
Fuentes de emisión de gases de efecto invernadero
Existen dos tipos básicos de fuentes de GEI: naturales y antropogénicas.
1. Fuentes naturales: incluyen respiración de organismos, descomposición de materia orgánica, erupciones volcánicas y evapotranspiración. Estas han mantenido un equilibrio natural durante milenios.
2. Fuentes antropogénicas: son las responsables del aumento desequilibrado observado en las últimas dos centurias. Se dividen en:
- Quema de combustibles fósiles: en la generación de electricidad, transporte y procesos industriales.
- Agricultura y ganadería: a través de emisión de metano y óxido nitroso.
- Deforestación y cambio de uso del suelo: al talar bosques se libera CO₂ almacenado.
- Procesos industriales: producción de cemento, acero, refrigerantes y otros.
- Manejo de residuos: vertederos que generan metano por la descomposición anaeróbica.
La combinación de estas fuentes ha elevado la concentración de CO₂ desde unos 280 ppm (partes por millón) en la era preindustrial a más de 415 ppm en 2020, el nivel más alto en al menos 800 000 años.
Impacto en el cambio climático
El aumento de los GEI intensifica el efecto invernadero, lo que conduce a un aumento de la temperatura media global. Desde finales del siglo XIX, la temperatura de la superficie terrestre ha aumentado aproximadamente 1,1 °C, según reportes del IPCC (Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático). Este calentamiento tiene múltiples efectos:
Alteración de patrones de precipitación. Algunas regiones experimentan lluvias más extremas e intensas, mientras que otras sufren sequías prolongadas.
Elevación del nivel del mar. Debido al derretimiento de glaciares y expansión térmica del agua oceánica.
Frecuencia e intensidad de fenómenos extremos. Huracanes más potentes, olas de calor prolongadas y olas de frío más impredecibles.
Blanqueamiento de corales. Causado por el aumento de la temperatura del agua y la acidificación de los océanos.
Estos cambios no solo afectan los sistemas naturales, sino también la seguridad alimentaria, el acceso al agua potable, la salud humana y la estabilidad socioeconómica.
Consecuencias para la salud y los ecosistemas
El incremento de la temperatura y la variabilidad climática tienen efectos directos e indirectos en la salud humana:
Olas de calor. Aumentan el riesgo de problemas cardiovasculares y respiratorios, especialmente en poblaciones vulnerables (niños, ancianos y personas con enfermedades crónicas).
Calidad del aire. El calor intenso y la contaminación (ozono troposférico y partículas) agravan enfermedades respiratorias como el asma.
Enfermedades transmitidas por vectores. La expansión de hábitats favorables para mosquitos y garrapatas puede incrementar la incidencia de enfermedades como dengue, malaria y enfermedad de Lyme.
Disponibilidad de agua y alimentos. Sequías y eventos extremos reducen la producción agrícola, elevan precios y pueden provocar hambrunas en regiones dependientes de la agricultura de subsistencia.
Los ecosistemas también sufren alteraciones profundas:
Pérdida de biodiversidad. Muchas especies no logran adaptarse a cambios rápidos de temperatura o migran a nuevas áreas, alterando las cadenas tróficas.
Acidificación oceánica. El CO₂ disuelto en agua forma ácido carbónico, reduciendo la capacidad de organismos marinos (corales, moluscos) para formar sus estructuras calcáreas.
Desplazamiento de hábitats. Bosques, praderas y arrecifes experimentan cambios en su composición y extensión.
Medidas de mitigación de los gases de efecto invernadero
Para limitar el calentamiento global a niveles seguros (por debajo de 1,5–2 °C adicionales respecto a la era preindustrial), se requieren acciones urgentes y coordinadas:
Reducción de emisiones de CO₂
- Transición hacia energías renovables (solar, eólica, hidráulica) y fomento de la eficiencia energética en industrias, edificios y transporte.
- Electrificación del transporte público y privado, con vehículos eléctricos o de hidrógeno.
Captura y almacenamiento de carbono (CAC)
- Tecnologías que capturan CO₂ directamente del aire o de gases de combustión industriales y lo almacenan bajo tierra o lo utilizan en procesos productivos.
- Reforestación y manejo sostenible de bosques para aumentar sumideros naturales.
Políticas y acuerdos internacionales
- Cumplimiento del Acuerdo de París: cada país establece metas de reducción (contribuciones determinadas a nivel nacional) y revisa sus compromisos cada cinco años.
- Impuestos al carbono o sistemas de comercio de emisiones que internalicen el costo ambiental de quemar combustibles fósiles.
Medidas de adaptación
- Infraestructura resiliente: diques, sistemas de drenaje y urbanismo adaptado a inundaciones y olas de calor.
- Gestión integrada de recursos hídricos y agrícolas para enfrentar sequías e inundaciones.
Conclusión
Los gases de efecto invernadero son elementos fundamentales para la regulación de la temperatura terrestre, pero el exceso derivado de actividades humanas ha desequilibrado el sistema climático. Comprender sus características, fuentes y efectos es el primer paso para actuar de manera efectiva. La combinación de tecnologías limpias, políticas ambientales firmes y cambios en nuestros hábitos de consumo puede frenar el calentamiento global y proteger el planeta para las generaciones futuras.
