En Estado Crudo
Allá por el siglo XVII, el químico y alquimista flamenco Jan Baptista van Helmont llevó a cabo una serie de experimentos que le condujeron a determinar que al someter un pedazo de carbón a combustión dentro de un recipiente cerrado, la masa de la ceniza que quedaba en el recipiente era sustancialmente menor que la del material original. Esto inclinó a Van Helmont a pensar que parte del carbón original se había transformado en una especie de spiritus sylvestre, al que convino en denominar “gas”. Con aquel experimento, Van Helmont no solo había introducido el concepto de los fluidos gaseosos dentro del mundo científico, sino que, de paso, había levantado la pista para que se investigara acerca de aquel misterioso gas incoloro que posteriormente se conocería como “aire fijo” y que hoy en día conocemos como dióxido de carbono o CO2. Una sustancia gaseosa que desde aquellos tiempos y hasta ahora ha sido de vital importancia para explicar fenómenos físicos, biológicos y químicos tan relevantes como la propia combustión, la respiración de las células animales, la fermentación, la fotosíntesis o, ya más reciente, el tan preocupante efecto invernadero.
En este artículo nos proponemos conocer un poco mejor qué es el dióxido de carbono o CO2 y cuál es su relación con el efecto invernadero que hace que la temperatura del planeta esté aumentando de manera tan alarmante en lo que ya entendemos como el cambio climático. Y para hacerlo, hablaremos sobre cuál es la concentración del nivel de CO2 atmosférico de la Tierra, cuál ha sido la evolución histórica de estos niveles de dióxido de carbono en el aire y cuáles son las actividades humanas que más contribuyen a elevar esa concentración de CO2.
¿Qué es el dióxido de carbono o CO2?
El dióxido de carbono, formulado químicamente como CO2 y conocido tradicionalmente también como anhídrido carbónico, es un gas formado por dos átomos de oxígeno que se unen de forma simétrica a un átomo de carbono a través de dos enlaces covalentes dobles.
Se trata de un gas que se muestra incoloro e inoloro en condiciones normales de presión y temperatura, y que podemos encontrar de manera natural en la atmósfera en pequeñas concentraciones. Desde este punto de vista, el CO2 está considerado como un gas traza, es decir, un gas cuya concentración representa menos del 1 % del volumen de la atmósfera terrestre. Una categoría, la de gases traza, en la que podríamos incluir a todos los gases que se encuentran naturalmente presentes y de forma estable en la atmósfera, a excepción del nitrógeno (N2) y del oxígeno (O2). Estos dos gases, que son los dos principales a partir de los que se compone el aire que respiramos, mostrarían un volumen sobre el total de la atmósfera del 78,084 % y del 20,946 % respectivamente. El siguiente gas en mayor concentración en la atmósfera, ya muy por detrás del nitrógeno y del oxígeno, sería al argón, con un 0,934 %. Y justo detrás, ya sí, encontraríamos al dióxido de carbono o CO2, cuya presencia supondría aproximadamente el 0,035 % del volumen total atmosférico.
Como ya adelantamos, el dióxido de carbono es un gas vital para la vida en la Tierra y sería la fuente natural principal de carbono. A lo largo de la historia, el origen natural de este gas atmosférico sería a partir de fenómenos de naturaleza geológica, como la actividad volcánica, los yacimientos de aguas termales o los géiseres. Y también en los yacimientos de gas natural y petróleo. En la mayor parte de los casos, el CO2 se encontraría en estado de disolución en el medio acuoso y, al aflorar a la superficie, parte de este CO2 se liberaría a la atmósfera.
A partir de la aparición de la vida en el planeta, los diferentes tipos de seres vivos tendrían un papel clave en la regulación natural de la concentración de los niveles atmosféricos de CO2. Así, este gas sería uno de los que fundamentarían los ciclos vitales de los organismos fotosintéticos. Las plantas, y también algunas algas y cianobacterias, fijarían este CO2 atmosférico en su ciclo del carbono, mediante el uso de la energía que captan de la radiación solar, y liberando como producto de esta reacción bioquímica el oxígeno (O2) que necesitamos para respirar gran parte del resto de seres vivos que habitamos el planeta.
Mamíferos, reptiles, peces y otros seres vivos con metabolismo aerobio realizaríamos un proceso opuesto para respirar a nivel celular, partiendo del oxígeno diatómico atmosférico y de la descomposición de materia orgánica para producir energía y, como subproducto, CO2 o dióxido de carbono que liberamos nuevamente a la atmósfera.
El nivel de concentración de CO2 en la atmósfera y su evolución con el paso del tiempo
Como indicamos más arriba, la concentración habitual de dióxido de carbono en la atmósfera de de la Tierra rondaría el 0,035 % del volumen total, si bien en la actualidad esa cifra estaría más bien alrededor del 0,040 %, debido, principalmente, al desarrollo de todas las actividades humanas devenidas a partir de la Revolución Industrial y a la quema de combustibles fósiles como el carbón o los hidrocarburos y otros derivados del petróleo.
Una forma más precisa de medir la concentración de CO2 atmosférico sería empleando como unidad de medida las partes por millón o ppm. Así, podríamos decir que la concentración actual de CO2 en la atmósfera sería superior a 410 ppm. Para que nos hagamos una idea, antes de la industrialización, estos niveles de CO2 estarían en alrededor de 280 ppm. Esto implicaría que la actividad humana durante el período de tiempo aproximado de los últimos 250 años ha supuesto un incremento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera de un 45 %.
La relación entre el dióxido de carbono y el cambio climático
Entendida la influencia de las actividades humanas en el incremento de la concentración de dióxido de carbono atmosférico, quedaría ahora por establecer la relación que existe entre este incremento del CO2 con el aumento de la temperatura del planeta y, por extensión, con el cambio climático.
Según la Agencia Meteorológica Mundial, el CO2 sería el responsable del 80 % del calentamiento acumulado producido por los diferentes gases de efecto invernadero de larga duración desde 1990. Así, podríamos decir que el dióxido de carbono representa el principal gas de efecto invernadero a tener en cuenta y, por ello, el primero cuyas emisiones habría que reducir de manera drástica para poder combatir el cambio climático.
Estos gases de efecto invernadero, con el CO2 a la cabeza, son un agente clave en la regulación de la temperatura global del planeta, en tanto en cuanto son capaces de absorber y de emitir energía calorífica en forma de radiación.
Siguiendo la metáfora del invernadero, la acumulación de estos gases en la atmósfera funcionaría como una barrera que retendría el calor de los rayos del sol rebotados sobre la superficie terrestre, tanto los que inciden sobre el propio suelo, como —sobre todo— aquellos que impactan en la superficie de los océanos, que serían reflejados de manera similar a como lo haría un espejo.
¿Cuáles son los sectores que más contaminan con CO2?
Y ya para terminar, y una vez vista la necesidad imperiosa de reducir las emisiones de CO2 , así como del resto de gases de efecto invernadero, para poder luchar contra el efecto del cambio climático, cabe preguntarse: ¿de dónde vienen las principales emisiones de dióxido de carbono antropogénico?
En términos globales, alrededor del 50 % de las emisiones de CO2 producidas por las actividades humanas tendrían que ver con la quema de hidrocarburos para la obtención de energía. Fundamentalmente para producir electricidad en centrales termoeléctricas. Un 20 % de las emisiones de dióxido de carbono se producirían por los procesos de combustión de derivados del petróleo empleados en el transporte de personas y mercancías (aviones, barcos, automóviles, etc.). Y en torno al 19 % de las emisiones de CO2 procederían de las actividades industriales. Un panorama que no hace más que corroborar la importancia de reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y de adoptar, cuanto antes, un modelo energético alternativo basado en el uso de fuentes de energía limpias y renovables.
