Un viaje en autobús. Una forma sencilla de entender el efecto invernadero

Por Benito Fuentes, Delegación Territorial de Aemet en Valencia

Una forma sencilla de entender el efecto invernadero

figura1

Existen fenómenos que a priori resultan muy confusos y liosos pero que pueden entenderse con facilidad si se encuentra un ejemplo apropiado. El efecto invernadero es uno de ellos. Seguro que te vienen a la mente esos dibujos de la atmósfera en la que los rayos entran, rebotan, salen, se dividen, vuelven a rebotar y… vaya lío. Aunque no lo parezca, es más sencillo comparar el efecto invernadero con un viaje en autobús. Este autobús es especial porque se basa en dos reglas:

  1. En cada parada solamente suben seis personas, ni una más ni una menos.
  2. Cada persona que sube ha de permanecer cinco paradas, ni una más ni una menos.

Vamos a suponer que inicialmente el autobús está vacío. En la primera parada recoge a seis viajeros; en la segunda vuelve a recoger a otros seis, de modo que hay doce viajeros en el bus. En la tercera hay 18 y así sucesivamente. ¿Cuántos hay en la quinta parada? 30. ¿Y en la sexta? También 30 porque entran seis viajeros pero bajan los seis que subieron en la primera parada. En la séptima también habrá 30 al subir seis y bajar los seis de la segunda. Y también 30 en la octava, novena, décima, etc. Por tanto, al cabo del tiempo se establece un equilibrio entre los viajeros que suben y los que bajan de manera que la cantidad de personas que hay en el interior del autobús es constante.

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Imagen: pasajeros en el autobús después de 1, 2, 3 y 5 o más paradas respectivamente.

¿A que no es difícil de entender? Ningún viajero se queda para siempre; todos los que suben acaban bajando pero al no hacerlo inmediatamente el autobús se llena y equilibra con 30 viajeros en su interior. Como puedes observar, el número de pasajeros que hay en el interior del autobús no depende de la cantidad que entra y sale, que siempre es seis. Depende del tiempo que permanecen dentro. Ahí está la clave del asunto.

Pues esto es básicamente el efecto invernadero. El sistema Tierra-atmósfera es nuestro autobús y la energía que llega del sol son los viajeros. Como en el caso del ejemplo, la cantidad que llega al tope de la atmósfera siempre es la misma, en concreto unas 2 calorías por cada cm2 en un minuto. Y la cantidad que sale de la atmósfera también es 2 calorías por cada cm2 en un minuto. Sale la misma cantidad que entra. La clave está en que la salida no es inmediata sino que parte de esa energía, aproximadamente un 70%, permanece en la Tierra durante un tiempo (tiempo durante el cual está calentando). Por tanto, al igual que pasaba en el autobús, se establece un equilibrio. ¿Y quién dictamina cuántas ‘paradas’ ha de permanecer esta energía? Los gases de efecto invernadero.

Parte de la energía que llega del sol lo hace en forma de luz visible y no es muy apreciada por los gases de efecto invernadero que la dejan pasar en su mayoría. Cuando la energía es expulsada por la superficie terrestre lo hace en forma de radiación infrarroja, la cual es muy apreciada por los gases, que la absorben y la retienen un tiempo antes de devolverla finalmente al espacio exterior. Podríamos resumir el efecto invernadero con esta conocida canción.

                                                      No te vayas todavía,

                                                      no te vayas por favor,

                                                     no te vayas todavía.

                                                    Espera a la sexta parada

                                                   y mientras dame calor.

Evidentemente el efecto invernadero es algo bastante más complejo y sofisticado donde entran en juego diversos sistemas que interaccionan entre sí a través de múltiples procesos físicos. Pero el ejemplo del autobús ilustra el mecanismo básico y explica por qué no depende de la cantidad de calor que nos llega sino del tiempo que pasa en el planeta. 

¿El efecto invernadero es malo?

Volviendo al caso del autobús, imagina que los viajeros tienen que esperar diez paradas en lugar de seis. Siguiendo con el razonamiento anterior, se alcanzaría un nuevo equilibrio entre los que suben y los que bajan pero el autobús se acabaría abarrotando con 60 personas. Si aumentamos la cantidad de gases de efecto invernadero, la energía que llega al sistema Tierra-atmósfera permanece más tiempo antes de ‘apearse’ y calienta durante más tiempo. Por tanto, la temperatura media del planeta sube.

¿Y si los viajeros no esperan ninguna parada? El autobús estará vacío. Si no existieran gases de efecto invernadero la energía que llega del sol apenas calentaría el planeta y su temperatura media sería de ¡18⁰C bajo cero!

Por tanto, el efecto invernadero natural es bueno porque permite que el planeta en su conjunto goce de una temperatura media de unos 15⁰C y la vida pueda desarrollarse en su interior. Pero es malo si la acción humana aumenta sobremanera la cantidad de gases porque el planeta buscará un nuevo equilibrio a una temperatura mucho más alta y las condiciones no serán las más confortables para sus habitantes.

Fíjate que el aumento del efecto invernadero no depende de la energía que llega del sol, que es siempre la misma (suben seis personas al autobús). Depende del tiempo que permanece en el planeta antes de ‘apearse’ y abandonarlo. Y ese tiempo viene dictaminado por la cantidad de gases invernadero.

Ejemplo de intensificación desmesurada del efecto invernadero

¿Cuál es el principal gas de efecto invernadero?

Como ya hemos indicado, si no existieran gases invernadero el planeta tendría una temperatura media de -18⁰C y sin embargo el valor actual es de 15⁰C. Esta diferencia de 33⁰C se debe a la presencia de estos gases. La medalla de bronce se la lleva el ozono, que contribuye con 2⁰C; nos protege de la radiación ultravioleta pero resulta tóxico y contaminante en la superficie de modo que es mejor dejarlo arriba en su capa, que es donde debe estar. La medalla de plata se la lleva el CO2 con 7⁰C: es el más famoso. La medalla de oro se la lleva un gas que seguramente no tengas en mente: el vapor de agua, que contribuye con ¡21⁰C! Tiene una colosal capacidad de absorción de la radiación infrarroja y hace que ésta tenga que ‘esperar muchas paradas’ antes de bajarse del planeta.

Entonces, ¿por qué se habla tanto del CO2 y no del vapor de agua? Porque el agua está en constante proceso de evaporación, condensación y precipitación. La cantidad de humedad varía tanto en el tiempo y en espacio que se hace incontrolable. El CO2 es más fácil de dominar porque sabemos lo que emitimos cada año y cómo podemos reducirlo. Además nos permite controlar otros gases de forma indirecta, entre ellos el vapor de agua. Por eso es tan importante.

¿Cuánto se calentará el planeta en las próximas décadas?

Depende de la cantidad de gases invernadero que arrojemos a la atmósfera. La subida de temperatura no es inmediata sino que hay que esperar un tiempo después de haber emitido los gases. Con lo que ya hemos soltado a la atmósfera es casi inevitable que la temperatura media global suba 2⁰C en las próximas décadas incluso si hoy dejáramos de emitir. ¿No parece mucho? Pues imagina otro ejemplo: la temperatura media de tu cuerpo es de 36.5⁰C. Si sólo asciende dos míseros grados es suficiente para tenerte en la cama con fiebre alta. Hazte una idea de lo que te pasaría si sube tres o cuatro grados. Algunos escenarios de cambio climático indican que la subida podría ser incluso mayor si seguimos arrojando este tipo de gases a la atmósfera. El equilibrio de tu cuerpo y el del planeta son tan delicados que cualquier desequilibrio tiene terribles consecuencias.

Lejos de reducir la cantidad de gases invernadero, cada año emitimos más y más.

Cambio en la temperatura media global en superficie para diferentes escenarios de cambio climático. Fuente: IPCC

¿Todo el planeta se calienta igual?

La subida de temperatura será mayor en determinadas zonas, por ejemplo las polares.

Suele ocurrir que cuando montas en el bus no vas al final hasta que no es momento de salir. Cuando hay una cantidad considerable de personas, éstas suelen amontonarse más en la zona delantera que en la trasera, donde se viaja relativamente cómodo. Pero llega un momento en que debe subir más gente y los que hay delante empujan hacia atrás produciéndose un repentino llenado de la zona trasera, que termina también abarrotándose (fíjate en el último bus de la figura 1).

Algo parecido pasa en la Tierra. Gran parte de la entrada de energía tiene lugar en la zona intertropical y suele estar abarrotada. Si aumenta la cantidad es lógico que también aumente su transporte hacia latitudes más frías (más ‘vacías’) y se calienten en proporción mucho más que otras zonas.

Cambio observado en la temperatura de la superficie desde 1910 hasta 2012. El incremento del efecto invernadero no atañe sólo al futuro sino que ha sido parte de nuestro pasado y también es parte de nuestro presente. Fuente: IPCC.

¿Efecto invernadero es lo mismo que cambio climático?

No es lo mismo. El cambio climático es una de las muchas consecuencias del incremento del efecto invernadero. Como ya se indicó antes, el calor es transportado por las masas de aire desde zonas ecuatoriales a zonas polares. Este proceso unido a la rotación y esfericidad de la Tierra es lo que conforma el tiempo atmosférico. Si alteramos la cantidad de calor alteramos el tiempo atmosférico; así de sencillo. ¿De qué manera? Esto es más complejo y largo de explicar y escapa a la intención de esta entrada pero puedes encontrar más información en el 5º Informe elaborado por el Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC).

Acerca de aemetblog

La Agencia Estatal de Meteorología sucedió ya en 2008 a la entonces Dirección General del Instituto Nacional de Meteorología, con más de 150 años de historia. Actualmente está adscrita, según el artículo 4.4 del Real Decreto 864/2018, de 13 de julio, por el que se desarrolla la estructura orgánica básica del Ministerio para la Transición Ecológica, a ese departamento ministerial a través de la Secretaría de Estado de Medio Ambiente. El objeto de AEMET, según el artículo 1.3 del Real Decreto 186/2008, de 8 de febrero por el que se aprueba su Estatuto, es el desarrollo, implantación, y prestación de los servicios meteorológicos de competencia del Estado y el apoyo al ejercicio de otras políticas públicas y actividades privadas, contribuyendo a la seguridad de personas y bienes, y al bienestar y desarrollo sostenible de la sociedad española". Como Servicio Meteorológico Nacional y Autoridad Meteorológica del Estado, el objetivo básico de AEMET es contribuir a la protección de vidas y bienes a través de la adecuada predicción y vigilancia de fenómenos meteorológicos adversos y como soporte a las actividades sociales y económicas en España mediante la prestación de servicios meteorológicos de calidad. Se responsabiliza de la planificación, dirección, desarrollo y coordinación de actividades meteorológicas de cualquier naturaleza en el ámbito estatal, así como la representación de éste en organismos y ámbitos internacionales relacionados con la Meteorología.
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2 respuestas a Un viaje en autobús. Una forma sencilla de entender el efecto invernadero

  1. juan dijo:

    Gràcies, sense divulgació no avançarem.
    Salutacions.

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  2. javiergeografo dijo:

    Gracias por el artículo.

    Me gustaría saber si la comunidad científica y el IPCC están considerando seriamente la posible contribución climática de las emisiones antropogénicas de vapor de agua a la atmósfera, a través de las actividades agrícolas, industriales, energéticas y urbanas, pero también mediante la evaporación del agua de los embalses, y cómo se podrían reducir estas emisiones.

    Por ejemplo, me gustaría saber si se ha estudiado en profundidad algo que vengo pensando desde hace años, y es que la construcción y ampliación de embalses, en especial desde mediados del siglo pasado, tal vez podría estar contribuyendo significativamente al cambio climático, a causa del aumento de la evaporación y del vapor de agua atmosférico (en parte compensado, en algunos lugares, por la formación de nieblas y el incremento del albedo, algunos días de invierno, o de nubes y tormentas, en verano). Por no hablar de otras consecuencias medioambientales de los embalses, al anegar grandes superficies de bosque, matorral, campos de cultivo y hasta pueblos y monumentos, reducir o eliminar el caudal ecológico de los ríos debido a las grandes pérdidas por evaporación, la pérdida de especies de peces migratorios como la trucha, el salmón o la anguila o el impacto ecológico en los deltas, marismas y estuarios, al no recibir los aportes regulares de sedimentos que deberían. Además, al destruir la vegetación y el suelo, imprescindibles para absorber las precipitaciones y recargar los acuíferos subterráneos, los embalses incrementan la escorrentía superficial y favorecen las inundaciones, al tiempo que generan problemas de erosión remontante, formación de cárcavas y barrancos, colmatación de los propios embalses y erosión del lecho fluvial.

    Por todo ello, hace tiempo que pienso que debería plantearse el desmantelamiento estratégico de los embalses y su sustitución por sistemas de depósitos de agua alimentados por canales cubiertos (algo parecido a lo que ya hacían los romanos, pero a mayor escala), o a través de la construcción de una pequeña ramificación y estructura de captación paralela a los ríos, unos depósitos conectados por vasos comunicantes y con compuertas de seguridad, devolviendo los ríos y los valles a su estado natural y, tal vez, reduciendo el efecto invernadero antropogénico a un ritmo mayor que con el solo abandono progresivo de los combustibles fósiles y las estrategias de captura y almacenamiento de CO2 y de ahorro y eficiencia energética.

    Por supuesto, habría que sopesar el coste en emisiones de gases de efecto invernadero de las obras de desmantelamiento de los embalses y de construcción de la nueva infraestructura, y cuánto tiempo haría falta para amortizar, en cada caso concreto, dichas emisiones. Pero podría merecer la pena, si no en todos los casos, al menos sí en muchos, adaptando el tamaño y el número de los depósitos a las necesidades de abastecimiento de cada lugar, y con un buen diseño y la elección de materiales de larga vida y que mantengan la calidad del agua y eviten pérdidas por filtraciones. Si ello se logra, y si las riberas de los ríos se repueblan con árboles autóctonos que den sombra a buena parte de la lámina de agua de los ríos, se ahorraría una enorme cantidad de agua que, en lugar de evaporarse, permanecería en los acuíferos, de modo que el volumen total necesario de los depósitos podría ser bastante inferior a la capacidad de almacenamiento de los actuales embalses y, previsiblemente, se solucionarían muchos problemas de abastecimiento en tiempos de sequía.

    Por otra parte, también puede resultar conveniente reemplazar, en lo posible, los sistemas de riego por inundación y por aspersión por sistemas por goteo, y que el vapor de agua generado por las diferentes industrias, centrales térmicas y nucleares, viviendas y por las pilas de combustible de hidrógeno u otros sistemas, no se emita a la atmósfera, sino que se condense y se reutilice (lo que ya se hace en alguna marca de coche de pila de combustible), lo que además redundaría en un ahorro de agua y beneficiaría a los acuíferos, a los ecosistemas acuáticos y a toda la población en tiempos de sequía.

    Otra posible forma de reducir el efecto invernadero sería promocionando la ducha con agua más templada, en lugar de muy caliente (lo que también supone un ahorro energético), o instalando deshumidificadores de alta eficiencia en los cuartos de baño con ducha, lo que además ayuda a prevenir la aparición de hongos tóxicos y problemas de humedad en invierno o en zonas húmedas. Son pequeños electrodomésticos de muy bajo consumo y de bajo coste.

    Saludos

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