En 1974, los destacados científicos Sherwood Rowland, Paul Crutzen y Mario Molina, científico mexicano este último, descubrieron que las SAOs liberadas a la atmósfera dañan la capa de ozono. La concentración de ozono sobre la Antártida (Hemisferio Sur) disminuyó entre los años 70 y 90 hasta en un 70%, comparada con la concentración que normalmente se encuentra en dicho continente. Este fenómeno de gran escala se llama habitualmente agujero de ozono.
Por Gildardo Yáñez
La NASA informó el 29 de junio del 2006 que en el año 2068 se cerrará la capa de ozono siendo que la fecha anterior era en el 2050, esta fecha se retrasa 18 años debido, al incremento de la temperatura del planeta.
Agujero de ozono ártico
Este agujero tuvo una superficie de 29.5 millones de km2 en el 2006 rompiendo el récord en el año 2000 que llegó a los 29.4 millones de km2, y aunque no ha incrementado en una medida importante, la presencia de CFCs en la atmósfera, el aumento de la temperatura global, detiene el proceso de recuperación natural de la capa de ozono.
Observaciones recientes muestran que las condiciones de la parte superior de la atmósfera, en el Hemisferio Norte, se están asemejando a las de la Antártida. La pérdida misma de ozono y el efecto invernadero hacen que la parte superior de la atmósfera se enfríe, lo que facilita la destrucción del ozono. Esto podría dar como resultado la formación de un “Agujero de ozono ártico” o un “evento de bajo ozono” en los próximos 20 años.
La diferencia alarmante es que existen más de 700 millones de personas, animales y fauna que viven en el área expuesta a esta radiación creciente de UV-B. Un “evento de bajo ozono” en el Ártico podría ser trasladado fácilmente hacia el sur por los vientos que se producen a gran altura, y aparecer sobre áreas pobladas de los Estados Unidos, Canadá, Europa y Asia.
¿Cómo se destruye el ozono?
El severo agotamiento de ozono en forma de agujero requiere de una muy baja temperatura en ciertos márgenes de altitud en la atmósfera. Es importante la baja temperatura para dar lugar a las nubes estratosféricas polares. En la antártida llega a -90ºC en julio y agosto. En el ártico, los valores mínimos llegan a -80ºC en enero y febrero. Cuando las temperaturas llegan por debajo de -78ºC se forman las NEPs que pueden durar por semanas o meses en ambos polos. Estas nubes sirven de pista para que los CFCs y otras SAOs reaccionen y formen el agujero de ozono.
En el marco del Protocolo de Montreal se identificó un número de Sustancias que Agotan la Capa de Ozono (SAOs). El poder destructivo de estas sustancias es enorme porque reaccionan con las moléculas de ozono en una reacción fotoquímica en cadena. Una vez destruida una molécula de ozono, la SAO está disponible para destruir otras más.
La duración de la vida de una SAO puede extenderse entre los 100 y los 400 años, dependiendo del tipo de SAO. Por consiguiente, una molécula de SAO puede destruir cientos de miles de moléculas de ozono.
¿Cuándo se va a recuperar la capa de ozono?
No existen previsiones exactas de cuándo se recuperará la capa de ozono pero la emitida por la NASA el 29 de junio del 2006 dice que en el año 2068 se cerrará siendo que la anterior era en el 2050, esta fecha se retrasa 18 años debido al incremento de la temperatura del planeta. Los científicos presumen que la concentración de las moléculas de ozono en la estratosfera va a alcanzar niveles “normales” a mediados de este siglo, si todas las partes del Protocolo de Montreal y sus enmiendas cumplen con las obligaciones de eliminación. Esto se debe, parcialmente, a la larga vida de las SAOs y al tipo de reacción en cadena que destruye las moléculas de ozono.
Se anticipa que las incidencias de cáncer de piel y de cataratas demorarán en disminuir hacia niveles “normales” de 20 a 50 años, es decir, hacia finales de siglo. Independientemente del tipo de piel, las personas para evitar daños en la salud, deberán aplicarse una protección efectiva para la piel y ojos. Esto es especialmente importante para bebés y niños.
Es posible que los efectos del calentamiento global de la atmósfera retarden el proceso de recuperación de la capa de ozono. Por lo tanto, se debe prestar atención también a las emisiones de gases de efecto invernadero. Las recientes investigaciones sugieren que el hielo que se está derritiendo en la Antártida va a liberar cantidades significativas de SAOs y de gases de efecto invernadero.
El efecto invernadero es un fenómeno atmosférico natural que permite mantener la temperatura del planeta, al retener parte de la energía proveniente del Sol.
Hace veinte años, la comunidad mundial no tenía conciencia del agotamiento de la capa de ozono estratosférica, ni de los efectos negativos que eso provocaría en la salud de los seres humanos y en el medio ambiente.
Hoy, la importancia a la protección de la capa de ozono es reconocida en todo el mundo, tanto en los países desarrollados como en los que están en desarrollo y, como antes se mencionó, son alrededor de 189 las naciones que han ratificado el Protocolo de Montreal.
El calentamiento Global
De todas las capas que tiene la atmósfera, sólo en la más baja, llamada troposfera, hay clima. Esta capa tiene algunas peculiaridades: en ella está contenida toda el agua atmosférica y, como la mitad del clima está constituido por la humedad en forma de nubes, precipitación, heladas, etcétera, en las capas superiores de la atmósfera no hay clima.
El efecto invernadero es un fenómeno atmosférico natural que permite mantener la temperatura del planeta, al retener parte de la energía proveniente del Sol. El aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2), proveniente del uso de combustibles fósiles, ha provocado la intensificación del fenómeno y el consecuente aumento de la temperatura global, el derretimiento de los hielos polares y el aumento del nivel de los océanos, ya que el calentamiento mayor se da en las latitudes altas.
| Tabla 1 Gases Refrigerantes | ||||
| Refrigerante No. ASHRAE | Marca | Potencial de Agotamiento de Ozono * | Potencial de Calentamiento Global. Horizonte a 100 Años ** | Años de vida en la atmósfera *** |
| CFCs | ||||
| R-11 | 1.000 | 4600 | 45.0 | |
| R-12 | 0.820 | 10600 | 100.0 | |
| HCFCs | ||||
| R-22 | 0.034 | 1700 | 11.9 | |
| R-141b | 0.086 | 700 | 9.3 | |
| HFCs | ||||
| R-134a | 0 | 1300 | 13.8 | |
| ZEOTROPOS | ||||
| R-401A | 0.027 | 1100 | ||
| R-401B | 0.028 | 1200 | ||
| R-402A | MP39 | 0.013 | 2700 | |
| R-402B | MP66 | 0.020 | 2300 | |
| ZEOTROPOS | HP81 | |||
| R-404A | HP80 | 0 | 3800 | |
| R-407C | 0 | 1700 | ||
| R-408A | 0.016 | 3000 | ||
| R-410A | 0 | 2000 | ||
| AZEÓTROPOS | FX10 | |||
| R-502 | AZ20 | 0.221 | 4500 | |
Alrededor del 70% de la energía solar que llega a la superficie de la tierra es devuelta al espacio.
Los gases traza
Los gases traza (GT) de la atmósfera son numerosos, sobresaliendo el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O) y los clorofluorocarbonos (CFCs) éstos últimos de origen artificial e inexistentes antes de 1930. El metano se produce principalmente por el ganado y los arrozales, puede durar en la atmósfera de 7 a 10 años y si bien es el menos abundante, su eficiencia como gas de efecto invernadero es 20 veces mayor a la del CO2; el óxido nitroso, producido por las bacterias y fertilizantes puede durar en la atmósfera de 140 a 190 años.
Los CFCs son famosos porque destruyen la capa de ozono (O3) estratosférica, que protege a la Tierra de la radiación ultravioleta, pero también son responsables del efecto invernadero.
| Ilustración 1: Mezcla de gases de efecto invernadero en la atmósfera |
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Los GT, en conjunto, están presentes en la atmósfera en una proporción cien veces menor que el CO2. Sin embargo, la rapidez con que están aumentando y su eficiencia radiacional son tales, que producirán un calentamiento similar al causado por el CO2. Es decir, tomando en cuenta que la temperatura promedio del planeta es 14ºC, si la duplicación del CO2 causaría por sí sola un aumento de temperatura de 2°C, todos los GT se incrementarían también, reforzando el calentamiento con dos grados adicionales, resultando, finalmente, en un aumento de temperatura de aproximadamente 4°C.
El vapor de agua, el dióxido de carbono (CO2) y el gas metano forman una capa natural en la atmósfera terrestre que retiene parte de la energía proveniente del Sol. El uso de combustibles fósiles y la deforestación han provocado el aumento de las concentraciones de CO2 y metano, además de otros gases, como el óxido nitroso, los que han incrementado el efecto invernadero.
La superficie de la Tierra es calentada por el Sol. Pero ésta no absorbe toda la energía, sino que refleja parte de ella de regreso hacia la atmósfera.
Alrededor del 70% de la energía solar que llega a la superficie de la Tierra es devuelta al espacio. Pero parte de la radiación infrarroja se retiene por los gases que producen el efecto invernadero, y se queda en la superficie terrestre.
Como resultado del efecto invernadero, la Tierra se mantiene lo suficientemente caliente como para hacer posible la vida sobre el planeta. De no existir ese efecto, las fluctuaciones climáticas serían intolerables. Sin embargo, una pequeña variación en el delicado balance de la temperatura global puede causar estragos. En los últimos 100 años la Tierra ha registrado un aumento de entre 0.4 y 0.8ºC en su temperatura promedio.
Los CFCs dañan la capa de ozono y son gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global de la atmósfera, por lo cual es importante evitar su emisión.
La década de los 90’s fue la más calurosa del siglo XX, 1998 fue el año más caliente del siglo XX, en 2001 la temperatura fue aún más alta y en 2005 el calentamiento rompió todos los récords. A la fecha el año 2006 ocupa el lugar número cinco en la lista de los 5 años más calientes de los que se tiene registro desde 1880, en un comunicado de la NASA fechado el 8 de febrero del 2007 se espera que el 2007 sea igual de caliente que el 2006.
Antes de la Revolución Industrial la atmósfera contenía 280 partes de GEI, cantidad que no afectaba a la naturaleza; actualmente hay 389 partes por millón.
El calentamiento global de la atmósfera puede provocar otras alteraciones en nuestro planeta, tal vez la más llamativa es la elevación del nivel del mar en los últimos 100 años, calculada entre 10 y 20 centímetros, y las proyecciones indican que para el 2100 crecerá hasta el metro, debido a las siguientes causas:
1. La fusión de los casquetes polares.
2. La expansión térmica de los océanos (éstos se dilatan al calentarse).
3. La explotación masiva de los mantos freáticos (insuficientemente recargados), cuyas aguas finales van a dar al mar.
Escenarios Posibles
Por tales motivos, el mar cubriría algunas regiones costeras bajas, provocando la pérdida de terrenos cultivados o habitados, también demandaría ajustes en instalaciones portuarias, etcétera.
Otras consecuencias climáticas, de gran impacto socioeconómico, son las relativas a la humedad. El aumento de CO2, CFCs y GT producirían, según algunos investigadores, más precipitaciones en ciertos lugares y épocas del año, y menos en otras. Otros efectos del aumento del CO2 son de tipo dinámico, parece que un clima más caliente produce fenómenos meteorológicos más vigorosos.
El impacto potencial es enorme, con predicciones de falta de agua potable, grandes cambios en las condiciones para la producción de alimentos, y un aumento en los índices de mortalidad debido a inundaciones, tormentas, sequías y calor.
Los países más pobres, que no están preparados para enfrentar cambios rápidos, son los que sufrirán las peores consecuencias.
Se predice la extinción de animales y plantas, ya que los hábitats cambiarían tan rápido que muchas especies no podrían adaptarse a tiempo.
La Organización Mundial de la Salud ha advertido que millones de personas podrían verse amenazadas por el aumento de la malaria, la desnutrición y las enfermedades transmitidas por el agua.
En particular se espera que las zonas ciclogénicas (donde nacen los huracanes) se amplíen algo hacia los polos, pues el mar será más cálido y la temperatura mínima necesaria para que se formen los huracanes, se presentará en zonas que ahora no la tienen. Por la misma razón, los huracanes podrán ser más numerosos e intensos, y alcanzarían latitudes mayores que las actuales, ya que las altas temperaturas del mar, requeridas para mantenerlos, se extenderían geográficamente.
Este escenario ya está comenzando a ser una realidad, el 26 de Marzo del 2004 en el océano atlántico impactó contra las costas de Brasil un huracán en sus costas, el nombre Catarina, en Canadá el 29 de Septiembre del 2003 el huracán Juan impactó las costas de Nueva Escocia y de Palifax; y el 30 de septiembre del 2006 el huracán Isaac llegó nuevamente a las costas de Nueva Escocia y en esta ocasión de Terranova.
Según algunos investigadores, una posible consecuencia del calentamiento global es un clima más irregular e incluso extremoso, habría más episodios, más cálidos y gélidos que ahora, más sequías e inundaciones.
Según los científicos la próxima baja temperatura vendrá del océano. Los océanos conforman el 70% de la superficie terrestre y aquí cae el 90% del agua de lluvia, este es un enorme depósito de agua que transporta calor a todo el planeta. Un enorme sistema de corrientes oceánicas llamado corriente termohalina entre las que se incluye la corriente del golfo transporta aguas cálidas desde el ecuador hasta los mares del norte, conforme el calor se transporta sobre la superficie, este se evapora hacia la atmósfera tornando el agua más fría, más salada y más densa, luego esta se hunde en las profundidades; esta agua regresa por las profundidades hasta el ecuador en donde se vuelve a calentar, este ciclo perpetuo depende de un delicado balance entre aguas frías y cálidas y entre aguas dulces y saladas, si alguna de estas condiciones cambia y esta corriente se detiene entonces el calor dejaría de llegar a los mares del norte provocando que baje la temperatura del aire en 10ºC en un lapso de 20 años y ahí estaríamos al inicio de una nueva era del hielo.
El agua dulce que se está vertiendo en el mar está proviniendo de los grandes glaciares que se están descongelando, en el polo norte y sur. En el caso de la Antártida, este continente alberga alrededor del 80% del agua dulce del planeta y este pierde 152 km3 de hielo por año. En el caso de Groelandia estudios a partir de los satélites GRACE (Grativity Recovery and Climate Experiment) de la NASA indican que perdió alrededor de 100 mil millones de toneladas métricas de hielo por año entre el 2003 y el 2005, en 10 años los glaciares de Groenlandia han casi desaparecido en las costas y aumentando en las partes altas, como consecuencia del cambio climático.
De acuerdo con estudios recientes, la temperatura promedio anual en el Ártico ha aumentado casi dos veces más que la del resto del planeta, aunque hay variaciones a lo largo de la región. Se teme que esto pueda conducir a la extinción de especies como el oso polar y que cambie la forma de vida de quienes viven allí.
Algunos científicos dicen que las reservas de bacalao en lugares como el Mar del Norte (Europa) están disminuyendo con mucha rapidez, algo que no se puede atribuir a la pesca intensiva. Agregan que la razón puede ser el cambio climático. La composición del plancton está cambiando, reduciendo las reservas alimentarias del bacalao en fase larvaria. El plancton está constituido por organismos microscópicos que flotan en océanos, lagos y ríos. El declive en la cantidad de individuos de algunas especies de fitoplancton en el Mar del Norte, está haciendo que sufran, entre ellas el bacalao.
En el reporte emitido el cuatro de mayo del 2007 por el Grupo de Trabajo III del Panel Intergubernamental del Cambio Climático se menciona que entre 1970 y 2004, las emisiones globales de CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs y SF6, en sus equivalentes como gases de efecto invernadero, incrementaron en un 70% (24% entre 1990 y 2004), pasando de 28.7 a 49 Giga toneladas de Dióxido de Carbono. En dicho reporte se menciona también que las emisiones de estos gases han incrementado en diferentes proporciones. La emisiones de CO2 han incrementado entre 1970 y 2004 en aproximadamente en un 80% (28% entre 1990 y 2004).
De acuerdo con cifras compiladas por The British Antartic Study, NASA, Enviroment Canada, UNEP y EPA, los países con mayores emisiones de gases de efecto invernadero al 2 de Mayo del 2007 son: (ver tabla 2)
| Tabla 2: Los 5 países que emiten más CO2 a la atmósfera | ||||
| Lugar | País | Emisiones de CO2 en miles de toneladas métricas | % de emisiones totales | % de población mundial |
| 1 | Estados Unidos | 5,844,042 | 24.3 | 4.5 |
| 2 | China | 3,263,103 | 14.5 | 20.3 |
| 3 | Rusia | 1,432,513 | 5.9 | 2.1 |
| 4 | India | 1,220,926 | 5.1 | 17 |
| 5 | Japón | 1,203,535 | 5.0 | 1.9 |
| 11 | México1 | |||
Un acuerdo internacional, el Protocolo de Kyoto, compromete a los países industrializados a cumplir metas específicas para reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero. Este acuerdo busca que entre 2008 y 2012 los países desarrollados deben disminuir sus emisiones de gases de efecto invernadero a un nivel 5% menor al de 1990. Aunque varios especialistas coinciden que esta acción no es suficiente ya que para lograr un cambio, los países desarrollados deben bajar a un 50% de sus emisiones actuales.
Hasta antes de la revolución industrial la atmósfera contenía 280 ppm de CO2, actualmente estamos en 380 ppm, esta cantidad ya provocó que la temperatura del promedio del planeta subiera en medio grado centígrado. Dependiendo de la fuente la temperatura del planeta es 15ºC y ahora estamos en 15.5ºC en promedio.
El protocolo sufrió un gran golpe cuando Estados Unidos, responsable en una cuarta parte de las emisiones globales, lo abandonó en 2001. Sin embargo, en 2004 Rusia decidió ratificarlo, lo que permitió su entrada en vigor.
Aunque muchos países ya han tomado medidas para reducir sus emisiones, se cree que las metas de Kyoto no son más que una fracción de las reducciones necesarias para frenar de forma significativa el calentamiento global.
| Emisión de gases refrigerantes a la atmósfera por sector |
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Referencias:
Manual Buenas Prácticas en Sistemas de Refrigeración y Aire Acondicionado
Gildardo Yañez
SEMARNAT – ONUDI
Revista Contenido
¿Qué es lo peor que puede pasar con el cambio climático?
Cristina Pineda
Págs. 24–47 Febrero 2007
Veinte Preguntas y Respuesta sobre la Capa de Ozono Evaluación Científica del Agotamiento de Ozono: 2002 Organización Meteorológica Mundial (WMO)
Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA)
Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA)
Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio (NASA)
Comisión Europea
David W. Fahey
Sitios Web:
http://www.solcomhouse.com/toptenco2.htm
http://globalwarming.enviroweb.org
http://www.ipcc.ch
