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El Efecto Invernadero y el Cambio Climático

Efecto Invernadero – Soluciones

Desde el inicio de la Revolución Industrial a finales del siglo XIX, la concentración atmosférica de dióxido de carbono (CO2) ha aumentado aproximadamente un 40% (110 µL/L). La mayor parte de este aumento, se ha producido desde 1945 y los niveles siguen aumentando a un ritmo alarmante. La quema de combustibles fósiles, como el carbón y el petróleo, es la principal causa del aumento de CO2 producido por el hombre. La deforestación es la segunda causa, seguida por el uso de otros gases como el metano.

Al año, se emiten alrededor de 24.000 millones de toneladas de CO2 en todo el mundo; equivalentes a alrededor de 6.500 millones de toneladas de carbono al año. Para abordar los problemas del efecto invernadero debemos marcar como objetivo, la reducción de emisiones de CO2 a niveles preindustriales. Con el fin de lograr este objetivo, tendremos que buscar alternativas a la quema de combustibles fósiles; así como encontrar formas para detener futuras emisiones de CO2; y maneras de eliminar el CO2 ya existente en la atmósfera.

No hay una única solución para el problema del efecto invernadero, por lo que debe ser atacado en varios frentes, para reducir los niveles de CO2 de manera efectiva y evitar futuros aumentos.

Algunos de los métodos con más posibilidades de tener un efecto positivo son; la utilización de los recursos renovables; la energía nuclear; la geoingeniería; y el secuestro de carbono, tanto el secuestro natural de árboles y océanos, como el secuestro artificial, que es el caso del geosecuestro.

Según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), es necesario reducir las emisiones de CO2 mundiales en 8.000 millones de toneladas para el año 2015; en 15.000 millones de toneladas para el 2030; y en 27.000 millones de toneladas para el 2050; a fin de estabilizar la concentración de CO2 en la atmósfera en 550ppm.

Energía Renovable

Energía renovable, es el término utilizado para describir cualquier fuente de energía que puede utilizarse sin agotar sus reservas. Ejemplos de fuentes de energía renovables son: las presas hidroeléctricas; las centrales geotérmicas; y cada vez más, los parques eólicos y la energía solar. Estos métodos de producción de electricidad son eficientes y no generan emisiones de CO2 como subproducto.

Otros tipos de energía renovable, como el etanol, de hecho producen CO2; pero en niveles mucho más bajos de los que se asocian con la quema de combustibles fósiles. De esta manera, todavía podemos reducir nuestras emisiones en un pequeño porcentaje.

La energía renovable es una de las industrias de mayor crecimiento en el mundo. Proporciona una solución comercialmente viable y fácilmente disponible para nuestras necesidades de energía; y puede reducir, en una cantidad significativa, las emisiones de gases de efecto invernadero.

Con la suficiente voluntad política y apoyo financiero será posible, en un futuro próximo, pasar de utilizar energía basada en los combustibles fósiles, a utilizar energía basada en fuentes renovables.

Energía Nuclear

La energía nuclear, tiene el potencial de proporcionar una solución para el efecto invernadero, porque el proceso de producción de energía no quema combustibles fósiles; y por lo tanto, no crea dióxido de carbono.

Sin embargo, existen varios problemas con la energía nuclear, que deben abordarse antes de que pueda ser considerada una opción viable. En primer lugar, la construcción de centrales nucleares es muy cara y sería necesaria una enorme inversión financiera para sustituir las centrales eléctricas de carbón.

Otros problemas importantes de esta forma de generación de energía incluyen: la eliminación de los residuos; accidentes en los reactores; amenazas a la salud pública; la proliferación de armas nucleares; y la vulnerabilidad al terrorismo.

También se ha sugerido que la energía nuclear puede ser ineficaz en la lucha contra el calentamiento global; ya que sólo proporciona electricidad, que representa únicamente un tercio del consumo de combustibles fósiles. Además, la construcción y mantenimiento de las centrales nucleares, generaría una cantidad significativa de CO2.

El Secuestro de Carbono

El secuestro de carbono, es el término utilizado para describir el proceso mediante el cual, se captura CO2 de la atmósfera y se coloca en otro lugar. Es un enfoque diferente al problema del efecto invernadero, ya que no trata de producir menos emisiones de CO2 ; o detener el consumo de combustibles fósiles, que impulsan el aumento de los gases de efecto invernadero. En su lugar, este método trata de evitar que las emisiones de CO2 lleguen a la atmósfera; de hecho eliminando el CO2 de nuestras emisiones industriales y poniéndolo en otro lugar.

Se están estudiando una variedad de métodos artificiales de captura y almacenamiento de CO2, incluyendo el geosecuestro; así como mantener y mejorar los procesos naturales de secuestro; todo lo cual tiene como objetivo ayudar a reducir los niveles de efecto invernadero y mitigar el calentamiento global.

Mejora de los procesos naturales de secuestro

El secuestro de CO2 se produce naturalmente en el medio ambiente. Enormes cantidades de carbono se almacenan naturalmente en los bosques y en los océanos.

Bosques

Los árboles y otras plantas absorben CO2 de la atmósfera a medida que crecen, a través del proceso de la fotosíntesis. Almacenan el carbono en forma de azúcar, almidón y celulosa; y posteriormente liberan oxígeno en la atmósfera.

Un bosque joven, compuesto por árboles que crecen rápidamente, absorbe CO2 y actúa como un disipador de calor, donde se almacena CO2. Los bosques maduros, formados por una mezcla de árboles de distintas edades; así como materia muerta y en descomposición; pueden ser neutros con respecto a la absorción de carbono por encima de la superficie; pero el terreno también puede absorber CO2.

Cuando un árbol muere o se pudre en el suelo, los nutrientes son devueltos al suelo. La acumulación gradual de material orgánico, en lenta descomposición, continuará acumulando carbono; y actuará como un disipador de carbono, secuestrando carbono a un ritmo que supera al carbono del suelo y otras emisiones.

El dióxido de carbono también puede ser liberado de vuelta a la atmósfera cuando se queman árboles, madera o productos de la madera.

Las plantas terrestres pueden contener alrededor de tres veces más carbono que la atmósfera. Sin embargo, el ritmo al que los bosques secuestran carbono está influenciado por el clima, la topografía y los suelos; así como por las características individuales de los árboles y la forma en que se gestione el bosque.

Las plantaciones forestales, tienen el potencial de ayudar a los bosques existentes a absorber el CO2 de la atmósfera. También ofrecen una serie de beneficios adicionales incluyendo: la reducción de la erosión; el aumento de la captura de agua; y beneficios económicos cuando se cosechan de manera sostenible.

Océanos

Los océanos también pueden actuar como sitios naturales de secuestro de CO2. A medida que aumentan los niveles de CO2 en la atmósfera, también aumenta el nivel en los océanos; creando océanos ácidos, potencialmente catastróficos. El agua del mar puede contener una cantidad variable de CO2 disuelto, en función de la temperatura y la presión, pero se ha estimado que podría absorber hasta un 40 por ciento de nuestras emisiones de combustibles fósiles.

El fitoplancton son plantas microscópicas que se encuentran en el océano. Al igual que los árboles, utilizan la fotosíntesis para extraer el carbono del CO2. El plancton y otros organismos marinos, extraen CO2 del agua de los océanos y lo convierten en el mineral calcita (CaCO3); para construir sus esqueletos y conchas. Esto elimina CO2 del agua, lo que permite absorber más de la atmósfera. Estos esqueletos y conchas de calcita , junto con el carbono orgánico de los organismos, finalmente caen al fondo del océano cuando los organismos mueren.

Una de las maneras más prometedoras para aumentar la eficiencia de secuestro de carbono de los océanos, es añadir al agua partículas muy pequeñas de hierro, hematita o sulfato de hierro. Esto tiene el efecto de estimular el crecimiento del plancton. El hierro es un nutriente importante para el fitoplancton; y los incrementos en la cantidad de fitoplancton permiten que los océanos secuestren más carbono.

También es posible criar el plancton a gran escala lejos de los océanos, en sistemas similares a los utilizados en la acuicultura. En este escenario, se mantienen grandes depósitos de plancton para secuestrar CO2 de la atmósfera.

Captura artificial y almacenamiento de dióxido de carbono

Geosecuestro

Existen diferentes tipos de métodos para almacenar CO2 en un estado no gaseoso. El método más común es el geosecuestro. El geosecuestro, es el proceso de captura y almacenamiento de CO2 en el subsuelo. El geosecuestro ha sido sugerido como un método que nos permitiría seguir utilizando el carbón para las centrales de energía eléctrica; garantizando al mismo tiempo, una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

Para evitar la entrada de CO2 en la atmósfera, el carbón se quema y se convierte en una mezcla de gases. El CO2 se elimina de la mezcla de gases, y luego se captura y comprime en forma líquida. Si el carbón se quema en oxígeno, se producen mayores concentraciones de CO2, que son más fáciles de separar. El CO2 líquido es bombeado a gran profundidad en el subsuelo, en grietas y espacios que existen en las formaciones de roca sólida; donde se captura y almacena durante miles de años. Otros posibles lugares de almacenamiento incluyen, antiguos yacimientos de gas y petróleo; los yacimientos de carbón; o bajo el lecho marino profundo. El gas que queda después del proceso está libre de CO2 y puede ser utilizado por la central energía.

El almacenamiento subterráneo de cantidades industriales de CO2 en formaciones rocosas, porosas y permeables, ha tenido lugar en el campo de gas Sleipner West, en el Mar del Norte, desde 1999; y ha sido recientemente realizado o propuesto en varios países del mundo, entre ellos Australia. Aunque todavía hay un gran grado de incertidumbre en cuanto a las cifras reales, parece que en el mundo hay suficiente capacidad de almacenamiento subterráneo de CO2, como para tener un impacto significativo sobre las emisiones a la atmósfera.

A pesar de que el geosecuestro tiene por objeto reducir la admisión de CO2; y por tanto, reducir las concentraciones de gases de efecto invernadero, hay muchos problemas potenciales con este método. Casi todas las centrales eléctricas existentes necesitarán importantes modificaciones; o tendrá que ser sustituidas para que sean capaces de capturar el CO2. Esto requerirá grandes inversiones financieras. La seguridad y la garantía de almacenamiento también deben ser consideradas, debido a la posibilidad de que el CO2 se escape de la roca en que se almacena. La acogida pública es potencialmente el obstáculo más difícil, ya que la población necesita ser convencida de los beneficios del geosecuestro y apoyar dicha actividad; a pesar de los costes y los factores de riesgo asociados.

Geoingeniería

La geoingeniería, es un enfoque basado en la modificación artificial del medio ambiente, para tratar de resolver el problema. Puede que proporcione más tiempo para hacer frente a los retos económicos y a los desafíos tecnológicos, que tienen otras soluciones para el problema del efecto invernadero.

Un enfoque de la geoingeniería consiste en intentar reflejar más luz solar de vuelta al espacio, consiguiendo así disminuir las concentraciones de luz solar y reducir la cantidad de gases de efecto invernadero atrapados en nuestra atmósfera. Se han sugerido varios métodos diferentes para lograr este objetivo incluyendo: colocar una película reflectora sobre desiertos grandes; flotar islas de plástico blanco en los océanos del mundo; colocar un espejo de 240 kilómetros de largo entre la Tierra y el Sol; así como pulverizar diminutas gotas de agua de mar en las nubes, sobre el océano, para lograr que sean mejores espejos para los rayos del sol.

Otra estrategia, propuesta por primera vez en el decenio de 1970 es la inyección en la estratosfera, cada uno a cuatro años, de partículas de sulfato, o aerosoles, que bloquean el sol. Cada "inyección" podría, en teoría, refrescar el clima durante un año o más; en la misma manera en que las grandes erupciones volcánicas crean un efecto de enfriamiento global.

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