Los 6 principales gases de efecto invernadero (y sus características químicas)

Los gases de efecto invernadero son aquellos que, en la atmósfera, retienen la radiación solar. Son esenciales para la Tierra pero estamos emitiendo más de lo que esta puede procesar.

Gases efecto invernadero

La Tierra es el único planeta donde la existencia de vida está confirmada porque es una inmensa casualidad que todos sus ecosistemas estén en un equilibrio lo suficientemente perfecto como para permitir el desarrollo y mantenimiento de los seres vivos.

Al fin y al cabo, la Tierra no es más que una roca de 12.742 kilómetros de diámetro que gira alrededor de una esfera de plasma que es el Sol a una velocidad de 107. 280 km/h. Esta situación no es, para nada, idílica. Pero si el mundo no es un lugar inhóspito es por la suma de procesos que convierten a esta roca, en un hogar para nosotros y el resto de organismos.

Y de entre todos los procesos que hacen de la Tierra un planeta habitable destaca, por supuesto, el efecto invernadero. Un fenómeno natural estimulado por los denominados gases de efecto invernadero, los cuales, con presencia en la atmósfera, tienen la capacidad de retener la radiación solar y así conseguir que la temperatura media de la Tierra sea óptima para la vida en ella.

Considerado erróneamente como algo negativo, el efecto invernadero es esencial. El problema es que, con las actividades humanas, estamos emitiendo a la atmósfera más gases de efecto invernadero de los que esta puede procesar. Veamos, pues, cuáles son estos gases y cuál es su relación con el cambio climático y el calentamiento global.

¿Qué es el efecto invernadero?

El efecto invernadero, conocido también por su nombre en inglés Greenhouse effect, es un fenómeno natural que sucede a nivel atmosférico y que, por distintos procesos estimulados por los gases de la atmósfera, calienta la superficie de la Tierra.

Se trata de un proceso que permite que la temperatura global terrestre sea cálida y estable. El efecto invernadero, pues, consigue que la temperatura de la Tierra se encuentre dentro de los rangos óptimos para la vida y que no haya grandes diferencias térmicas entre el día y la noche.

Pero, ¿cómo surge este efecto invernadero? El efecto invernadero existe gracias a la presencia en la atmósfera de los conocidos como gases de efecto invernadero (GEI), los cuales son principalmente el dióxido de carbono, el vapor de agua, el óxido nitroso, el metano y el ozono. Los estudiaremos más en profundidad más adelante.

Sea como sea, estos gases de efecto invernadero, pese a representar menos del 1% del total de gases de la atmósfera (el 78% es nitrógeno y el 28%, oxígeno), por sus propiedades químicas, tienen la importantísima capacidad de absorber la radiación solar térmica e irradiarla en todas las direcciones de la atmósfera, consiguiendo así calentar la superficie de la Tierra.

Cuando la luz del Sol llega a la atmósfera, el 30% de esta radiación solar es reflejada de nuevo al espacio. Se pierde. El 70% restante, sin embargo, atraviesa la atmósfera e incide sobre la superficie terrestre, calentándola. Ahora bien, una vez se ha generado este calor en la tierra y el mar, esta energía sería irradiada de nuevo al espacio. La perderíamos.

Pero es aquí cuando entran en juego los gases de efecto invernadero que luego analizaremos. Estos gases que, repetimos, representan, en conjunto, menos del 1% de la composición atmosférica (y el 0,93% ya es solo vapor de agua, así que queda un 0,07% para los restantes), son capaces de atrapar parte de este calor que ha salido rebotado de la superficie terrestre.

Por sus propiedades químicas y estructura molecular, los gases de efecto invernadero absorben la energía calorífica y la emiten en todas las direcciones de la atmósfera, impidiendo así que toda regrese al espacio y consiguiendo que una parte regrese a zonas inferiores de la atmósfera, volviendo a calentar la superficie terrestre.

Los gases de efecto invernadero evitan que todo el calor del Sol regrese al espacio y que lo perdamos. El efecto invernadero retiene el calor que necesitamos para sobrevivir. El problema es que, con las actividades humanas, estamos rompiendo el equilibrio. Estamos emitiendo más gases de efecto invernadero de los que deberíamos, se retiene más calor, se incrementan las temperaturas, surge el calentamiento global (desde la era industrial la temperatura media de la Tierra ya ha aumentado 1 °C) y, como consecuencia, el cambio climático que estamos experimentando.

Efecto invernadero qué es

¿Cuáles son los gases de efecto invernadero?

El 99% de la atmósfera terrestre consiste en nitrógeno (78%) y oxígeno (28%). Y el nitrógeno y el oxígeno no son gases de efecto invernadero. Entonces, ¿el 1% son gases de efecto invernadero? No. Ni así.

Dentro de este 1% también tenemos el argón, que no es un gas de efecto invernadero. Por lo tanto, menos del 1% de los gases de la atmósfera son de efecto invernadero. Y de estos, el 0,93% corresponde al vapor de agua, que sí que es de efecto invernadero. Así que aproximadamente un 0,07% (que es menos) se lo reparten los otros gases de efecto invernadero: dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, ozono y los famosos CFC.

El problema es que, como veremos, estamos incrementando las cantidades de estos gases. Y estamos rompiendo el delicado equilibrio del efecto invernadero, provocando un incremento global de las temperaturas que, de no actuar ya, terminará por provocar consecuencias cada vez más graves asociadas al cambio climático.

1. Dióxido de carbono

El dióxido de carbono (CO2) es un gas incoloro, un compuesto químico formado por un átomo de carbono unido, a través de enlaces covalentes dobles, a dos átomos de oxígeno. Su concentración actual en la atmósfera es de 410 ppm (partes por millón), que vendría a representar el 0,04% de todos los gases. Esto es un 47% más de lo que había antes de la era industrial, cuando los niveles eran de 280 ppm.

Es la principal fuente de carbono para la vida a través de la fijación por parte de los organismos fotótrofos y es también un importante gas de efecto invernadero. Por desgracia, su concentración atmosférica, como hemos visto, casi se ha duplicado en los últimos 200 años, siendo esta una de las principales causas del calentamiento global.

El petróleo, el gas natural y el carbón contienen un dióxido de carbono que ha estado “encerrado· en la corteza terrestre durante millones de años. Y con su quema, tanto por el uso de combustibles fósiles (para los vehículos motorizados) como por las actividades industriales, así como por la deforestación (y combustión de madera) y la producción de cemento (responsable del 2% de las emisiones de este gas), estamos incrementando peligrosamente sus cantidades.

De hecho, se estima que solo la quema de combustibles fósiles responsable de tres cuartas partes del calentamiento global. Así que podemos considerar el dióxido de carbono como la principal fuente “no natural” de gases de efecto invernadero.

Dióxido carbono

2. Vapor de agua

El vapor de agua (H2O) es un gas que se obtiene por ebullición del agua líquida (o por sublimación del hielo) y que, a nivel terrestre, su principal fuente es la evaporación del agua de los océanos. Es un gas incoloro e inodoro, así que, a pesar de lo que pueda parecer, las nubes no son de vapor de agua. Son minúsculas gotas de agua líquida.

Sea como sea, el vapor de agua representa el 0,97% de la composición atmosférica, por lo que, pese a que no es el más potente como gas de efecto invernadero, sí que es el que más contribuye al mismo. No hay fuentes relevantes de origen humano que desestabilicen, el problema es que con el calentamiento global, los océanos se evaporan cada vez con más intensidad. Es un pez que se muerde la cola.

3. Metano

El metano (CH4) es el hidrocarburo alcano molecularmente más sencillo. Se trata de un átomo central de carbono unido, a través de enlaces covalentes simples, a cuatro átomos de hidrógeno. Se produce como producto final del metabolismo de distintos microorganismos anaeróbicos.

Se trata de un gas de efecto invernadero 25 veces más potente que el dióxido de carbono, pero su concentración es 220 veces inferior a este, así que, en global, contribuye menos al efecto invernadero. El sector ganadero es responsable del 40% de sus emisiones (una de las razones por las que la industria cárnica sea insostenible), al igual que la actividad agrícola.

Metano

4. Óxido nitroso

El óxido nitroso (N2O), más conocido como gas de la risa, es un gas incoloro con un olor dulce y ligeramente tóxico. Es el tercer gas de efecto invernadero más importante y, además, es una sustancia que provoca problemas en la capa de ozono, pues reduce el ozono (O3) a oxígeno molecular (O2).

El óxido nitroso se genera, a nivel humano, por la termólisis controlada del nitrato de amonio o también por la reacción del ácido nítrico con el amoníaco. Como gas de efecto invernadero, es 300 veces más potente que el dióxido de carbono, aunque, por suerte, no se emite en cantidades tan altas. El uso de fertilizantes en la actividad agrícola es responsable del 64% de sus emisiones. Se estima que el óxido nitroso es responsable del 5% del efecto invernadero artificial.

5. Ozono

El ozono (O3) es un gas que se forma por disociación de una molécula de oxígeno (O2) estimulada por la radiación ultravioleta, haciendo que el oxígeno libre (O) se una rápidamente a una molécula de O2 para formar este gas.

La principal función del ozono es formar una capa atmosférica conocida como ozonosfera, la cual, con un espesor de entre 10 y 20 km, absorbe entre el 97% y el 99% de la radiación solar que llega a la Tierra. Es un filtro de la radiación ultravioleta.

Y aunque es también un gas de efecto invernadero, el principal problema es que la emisión descontrolada de gases CFC ha hecho que los átomos de cloro y bromo de estos gases ataquen a las moléculas de ozono, provocando variaciones en el espesor de la ozonosfera. De todos modos, la situación se controló a tiempo y se estima que, de cara a 2050, los valores de ozono vuelvan a ser normales. Por lo tanto, el problema con el ozono viene más con su reducción que con un incremento, a diferencia de los otros gases de esta lista.

Ozono

6. Clorofluorocarbonos (CFC)

Los clorofluorocarbonos (conocidos como CFC) son derivados de los hidrocarburos saturados que se obtienen por la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de flúor y/o de cloro. Fueron utilizados, gracias a su estabilidad y nula toxicidad, como gases refrigerantes, agentes extintores y como compuesto para los aerosoles.

De todos modos, tras su introducción en la década de los años 30, observamos que eran unos gases de efecto invernadero 23.000 veces más potentes que el dióxido de carbono y que, además, destruían las moléculas de ozono.

En 1989 se prohibieron y, desde entonces, su uso se ha reducido en un 99%. Pero no hay que olvidar que tienen una permanencia en la atmósfera de más de 45 años, por lo que, pese a que sus niveles vayan descendiendo en un 1% cada año, siguen estando ahí, contribuyendo al efecto invernadero artificial.

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