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Lección 8 de 12
En Progreso

Crisis ambiental global

En el capítulo anterior se abordó el tema de la contaminación, haciendo una explicación sucinta de cada uno de los tipos, sin embargo, los problemas ambientales no se circunscriben únicamente a la contaminación, pues existen a nivel local, regional y mundial muchos otros problemas ambientales que hoy amenazan la vida misma en la Tierra; dentro de los cuales se destacan el cambio climático, la pérdida de diversidad biológica, el deterioro del suelo y la desertificación, la deforestación y la degradación de los bosques, proliferación de especies invasoras, la pérdida de la capa de ozono. Pasaremos entonces en el presente capítulo a hacer una descripción, sus causas y efectos más relevantes.

Cambio Climático

El clima ha cambiado en el pasado, a veces dramáticamente. Esto ha tenido lugar mucho antes del uso masivo de los combustibles fósiles. Si el clima puede cambiar por su cuenta, ¿no podría el actual cambio climático ser también natural? Para contestar a esto, primero habría que preguntarse por qué ha cambiado el clima en el pasado. No es algo que suceda espontáneamente. El clima cambia cuando se le fuerza a cambiar. Cuando nuestro planeta sufre un desequilibrio energético y gana o pierde calor, entonces cambia la temperatura. Esto podría suceder por diversos medios, por ejemplo, cuando el sol brilla con más fuerza entonces el planeta recibe más energía y aumenta la temperatura. Cuando hay erupciones volcánicas fuertes, las partículas suspendidas en la atmósfera reflejan la luz solar, enfriando la superficie del planeta. Estos efectos se denominan forzamientos externos porque, cambiando el equilibrio energético del planeta, fuerzan al clima a cambiar.

Sin embargo, desde principios del siglo XX, los científicos han venido observando un cambio en el clima que no puede atribuirse únicamente a alguna de las influencias “naturales” del pasado. Este cambio en el clima ha ocurrido más rápido que cualquier otro cambio climático del que se haya tenido constancia. De acuerdo con la Convención Marco sobre Cambio Climático–CMCC, el cambio climático es una variación que se está registrando en el clima del planeta, atribuido directa o indirectamente a la actividad humana, ya que se está alterando la composición de la atmósfera a nivel mundial, y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante periodos de tiempo comparables. Se manifiesta en un aumento de las temperaturas medias y una alteración del clima a escala mundial, produciendo un desequilibrio que trae consecuencias que ya se están manifestando. Ahora bien, éste fenómeno es causado por el proceso de calentamiento global al cual está siendo sometido el planeta tierra, producto de un efecto invernadero aumentado, forzado o inducido. Ver Fig. 44.

El clima de la Tierra depende del equilibrio radiativo de la atmósfera, sin embargo, el sistema climático ha cambiado en el tiempo bajo la influencia de su propia dinámica interna, debido a los cambios orbitales de la tierra respecto del sol, la inclinación del eje y la presesión de los equinoccios, variaciones en la radiación solar o erupciones volcánicas, sin embargo, después de más de un siglo y medio de industrialización, la deforestación y agricultura a gran escala (cambio en el uso de los suelo), las cantidades de gases de efecto invernadero en la atmósfera se han incrementado en niveles nunca antes vistos en 3 millones de años, generando efectos de forzamientos externos.

Los gases de efecto invernadero–GEI se producen de manera natural y son esenciales para la supervivencia de los seres humanos y de millones de otros seres vivos ya que, al impedir que parte del calor del sol se propague hacia el espacio, hacen la Tierra habitable, manteniendo una temperatura agradable que hace posible la vida, por cuanto impide que los días sean demasiado calurosos o las noches demasiado frías. Las moléculas de estos GEI tienen la capacidad de absorber y reemitir las radiaciones de onda larga (esta es la radiación infrarroja, la cual, es eminentemente térmica) que provienen del sol y la que refleja la superficie de la Tierra hacia el espacio.

Fig. 44 Efecto invernadero y calentamiento global
Fuente: http://cambioclimaticoysuscausas.iespana.es/

Los GEI han estado presentes en forma natural en la atmósfera durante millones de años. Algunos de ellos son: dióxido de carbono (CO2), vapor de agua, metano (CH4) óxido nitroso (N2O), ozono (O3). Por otra parte, existen otros GEI antropógenos, presentes en los productos químicos industriales, principalmente los gases fluorados: clorofluorocarbonos (CFC), hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC), hexafluoruro de azufre (SF6).

Están clasificados en GEI directos e indirectos.

  • GEI Directos: Son gases que contribuyen al efecto invernadero tal como son emitidos a la atmósfera. En este grupo se encuentran: el dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso y los compuestos halogenados.
  • GEI Indirectos: Son precursores de ozono troposférico, además de contaminantes del aire ambiente de carácter local y en la atmósfera se transforman a gases de efecto invernadero directo. En este grupo se encuentran: los óxidos de nitrógeno, los compuestos orgánicos volátiles diferentes del metano y el monóxido de carbono.

Ahora bien, no todos los GEI tienen la misma capacidad para absorber la radiación solar infrarroja, por lo que se ha debido definir el término Potencial de Calentamiento Global–PCG, el cual es una medida de cómo un gas específico está contribuyendo al cambio climático, comparado con el CO2, al cual se le asignó un valor igual a 1. Es por ello por lo que la unidad de medida de los GEI se expresa como equivalentes de CO2 (CO2 eq). Por ejemplo, halocarbonos absorben energía en la región de longitudes de  onda donde  la  energía  no  es absorbida  por  el  dióxido  de  carbono  ni  el  vapor  de agua, de allí la diferencia del potencial equivalente que se observa en la Fig. 45.

Fig. 45 Gases de Efecto Invernadero y su potencial de calentamiento global (PCG) equivalente.
Fuente: Guía de apoyo docente en Cambio Climático MMA Chile

El GEI más abundante y que representa alrededor de dos tercios de todos los tipos de GEI, es el dióxido de carbono (CO2). Este gas tiene fuentes antropogénicas y naturales. Dentro del ciclo natural del carbono, el dióxido juega un rol principal en un gran número de procesos biológicos. En relación a las actividades humanas, se emite principalmente, debido de la quema de combustibles fósiles y biomasa (gas natural, petróleo, combustibles, carbón, leña) para generar energía; en procesos industriales, transporte, y actividades domiciliarias (cocina y calefacción). Los incendios forestales y de pastizales constituyen también una fuente importante de CO2 atmosférico. La concentración del CO2 atmosférico aumentó desde 280 ppm en el periodo 1000–1750, a 400 ppm en el año 2015. Se estima que la concentración actual es mayor que la ocurrida durante cualquier periodo en los últimos 420 mil años, y es muy probable que también sea el máximo de los últimos 20 millones de años.

El metano es un fuerte GEI y juega un papel importante en la determinación  de  la capacidad de  oxidación de la tropósfera. La fuente más importante de metano es la descomposición de materia orgánica en sistemas biológicos. La principal fuente natural de producción son los pantanos. De fuentes propiciadas por el hombre tenemos:

  • Actividades agrícolas relacionadas con:  a)  fermentación  entérica  como consecuencia del proceso digestivo de los herbívoros; b) descomposición en condiciones  anaerobias del  estiércol  generado  por  especies pecuarias; c) cultivos de arroz bajo riego y d) quemas (combustión incompleta) de sabanas y residuos agrícolas. 
  • Disposición de residuos sólidos en rellenos sanitarios.
  • El tratamiento anaerobio de aguas residuales domésticas e industriales.

El efecto de las emisiones de metano por fermentación intestinal de los rumiantes es bastante grande a nivel global y se estima que esta fuente produce hasta el 37% del metano presente en la atmósfera. El desfogue del intestino de una vaca es tan perjudicial, que se estima que cada vaca produce 90 kilos de metano al año, lo que equivale, en términos energéticos, a 120 litros de gasolina.

La contribución de la combustión de combustibles a las emisiones globales de metano es mínima y la incertidumbre es alta. El metano es producido en pequeñas cantidades desde la combustión de combustibles debido a la   combustión incompleta de hidrocarburos en el combustible. La producción de metano depende de la temperatura en el equipo. En las fuentes de combustión más pequeñas las velocidades de emisión son más grandes particularmente cuando ocurre fuego lento sin llama (smouldering). Las velocidades más altas de emisiones de metano ocurren en aplicaciones   residenciales (pequeñas estufas y quemas a cielo abierto).

Otra fuente importante de metano esta relacionada con la producción y distribución de gas natural y petróleo y en la explotación de carbón mineral. Las emisiones fugitivas de metano desde actividades relacionadas con gas y petróleo probablemente contabilizan cerca de 30 a 60 Tg por año de las emisiones globales de metano. Fuentes de emisiones asociadas a este ítem son: pérdidas durante la operación normal (producción, transporte, almacenamiento y refinación), así como las asociadas al venteo y flameado, escapes crónicos o descargas desde procesos de venteo, emisiones durante el mantenimiento y emisiones durante alteraciones de los sistemas y accidentes. El venteo se refiere a la disposición de gas en áreas de producción combinadas de petróleo y gas donde la infraestructura de tuberías es incompleta y el gas natural no puede ser reinyectado y tiene que ser liberado o quemado. Se estima que la concentración de metano aumentó entre 700 ppb en el periodo 1000–1750 y 1845 ppb en el año 2015. Este aumento en la carga atmosférica del metano ha contribuido en aproximadamente un 20% del forzamiento radiativo directo debido  a  emisiones antropogénicas de GEI directos.

El óxido nitroso–NO2, cuyas fuentes son de carácter natural y antropogénico, contribuye con cerca del 6% del forzamiento del efecto invernadero. Un 60% de la emisión de origen antropogénico se concentra en el hemisferio norte. Se estima que la concentración de NO2 atmosférico creció entre 270 ppb en el periodo 1000–1750, a 328 ppb en el año 2015.

El aumento del oxido nitroso en la atmósfera se genera en suelos agrícolas, debido principalmente al proceso microbiológico de la nitrificación y desnitrificación del suelo. Se pueden distinguir tres tipos de emisiones: las directas desde el suelo, las directas de óxido nitroso del suelo debido a la producción animal (pastoreo) y las indirectas generadas por el uso de fertilizantes.

El NO2 también aparece como sub–producto de la quema de combustibles fósiles y biomasa, y asociado a diversas actividades industriales (producción de nylon, producción de ácido nítrico). Así como el metano, la contribución de la combustión de combustibles a las emisiones globales de N2O es mínima y la incertidumbre es alta. Se ha determinado que las temperaturas de combustión más bajas (particularmente, por debajo de 1200 K) causan más altas emisiones de N2O con un máximo de producción ocurrido alrededor de los 1000 K (730°C).

Los gases fluorados se generan en los procesos industriales, refrigeración, y el uso de una variedad de productos de consumo, que incluyen los clorofluorocarbonos (CFC), hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6) y pueden tener efectos sobre el forzamiento radiativo tanto directos como indirectos.

Los clorofluorocarbonos (CFC) son una familia de compuestos que no existen naturalmente en el ambiente. Desde que empezó su fabricación a principios de la década de los 30`s, siendo utilizados como gases refrigerantes, solventes en aplicaciones industriales y en la limpieza en seco y como propulsor en los recipientes de aerosoles. La producción de los CFCs ha sido prohibida por el Protocolo de Montreal y sus enmiendas.

Existen otros compuestos que contienen cloro en su estructura molecular, son los hidroclorofluorocarbonos (HCFC), tal como el metil cloroformo y el tetracloruro de carbono, mientras que entre los compuestos que contienen bromo están los halones, el bromuro de metilo y los hidrobromofluorocarbonos (HBFCs). Todos estos compuestos halogenados son poco reactivos en la troposfera, pero en la estratosfera pierden los átomos de cloro y bromo (a través de procesos fotoquímicos) y posteriormente destruyen catalíticamente el ozono.

Los Hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y el hexafluoruro de azufre (SF6) no destruyen la capa de ozono y no están cubiertos dentro del Protocolo de Montreal, sin embargo, estos son poderosos GEI. Los HFC fueron inicialmente usados para reemplazar algunas Sustancias Agotadoras de Ozono (SAO) pero también es emitido como un subproducto en la manufactura del HCFC–22. Los PFC y el SF6 son emitidos a partir de varios procesos industriales como son: la fundición del aluminio, la fabricación de semiconductores y la transmisión y distribución de energía eléctrica.

Los CFC, HCFC, HFC y los perfluorocarbonos están caracterizados por tener una alta estabilidad, baja toxicidad y un nulo Potencial de Agotamiento de Ozono, pero son buenos absorbentes de radiación infrarroja, en parte, porque muchos de ellos absorben energía en la región de longitudes de onda donde la energía no es absorbida por el dióxido de carbono ni el vapor de agua. Es por ello por lo que pueden ser miles de veces más eficientes como absorbentes de energía emitida por la tierra que una molécula de dióxido de carbono y pequeñas cantidades de estos gases pueden contribuir apreciablemente al forzamiento radiativo del sistema climático.

El ozono está presente en la estratosfera superior, donde protege la Tierra de niveles perjudiciales de radiación ultravioleta y en concentraciones más bajas en la troposfera, donde es el componente principal del smog fotoquímico antropogénico. Durante las últimas tres décadas, las emisiones antropogénicas de halocarbonos que contienen cloro y bromo, tal como los CFC han disminuido las concentraciones estratosféricas de ozono. Esta pérdida de ozono en la estratosfera ha tenido como resultado un forzamiento radiativo negativo, debido a que el ozono es un importante GEI. Sin embargo, el aumento en las concentraciones de ozono troposférico, que también es un GEI, se estima que proporcionará el tercer aumento más grande en el forzamiento radiativo directo positivo desde la era preindustrial, detrás del CO2 y el CH4. El ozono troposférico es producido a partir de reacciones químicas complejas de compuestos orgánicos volátiles que se mezclan con óxidos de nitrógeno (NOx) en presencia de luz solar.

El vapor de agua es el mayor contribuyente al efecto invernadero natural y es el que está más directamente vinculado al clima. Las actividades humanas no afectan directamente la concentración media global del vapor del agua; sin embargo, el forzamiento radiativo producido por el incremento en las concentraciones de otros GEI puede afectar indirectamente el ciclo hidrológico. Una atmósfera más caliente tiende a incrementar su contenido de vapor de agua lo cual afectará la formación de nubes. Esto es  así  porque  la  evaporación  depende fuertemente de la temperatura de la superficie, y porque el vapor de agua atraviesa la atmósfera en ciclos muy rápidos, de una duración por término medio de uno cada ocho días.

Fig. 46 Efectos de las nubes en la radiación terrestre y equilibrio energético de la Tierra

Excepto el ozono, todos los GEI directamente influenciados por las emisiones humanas están bien mezclados en la atmósfera, de forma que su concentración es casi la misma en cualquier parte y es independiente del lugar donde se produce. En lo que respecta a los procesos de eliminación, todos los GEI, excepto el dióxido de carbono, se eliminan en buena parte a través de reacciones químicas o fotoquímicas dentro de la atmósfera. De modo diferente, el dióxido de carbono efectúa ciclos continuos entre varios “reservorios” o depósitos de almacenamiento temporales (atmósfera, plantas terrestres, suelos, aguas y sedimentos de los océanos). 

Los cambios en la concentración atmosférica de estos GEI que hemos descrito, así como los aerosoles, cambios en la radiación solar y en las propiedades superficiales del suelo afectan la absorción, dispersión y emisión de la radiación dentro de la atmósfera y en la superficie de la tierra. Los resultados en el balance energético debido a estos factores son expresados como forzamiento radiativo, el cual es usado para comparar la influencia del calentamiento (o el enfriamiento) sobre el sistema climático.

El forzamiento radiativo es una medida de la influencia que tiene la alteración del balance entre la radiación solar incidente y la radiación  infrarroja saliente en el sistema atmósfera–Tierra, denotado por un  cambio en la irradiancia neta en la tropopausa y es expresado en vatios por metro cuadrado (W/m2). Generalmente los valores del forzamiento radiativo son para cambios relativos a las condiciones definidas en 1970, que se usa como referencia.

Fig. 47 Contribución al forzamiento Radiativo por GEI
Fuente: IPCC, año 2007

A medida que la población, las economías y el nivel de vida crecen, también lo hace el nivel acumulado de emisiones de ese tipo de gases. Las actuales concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono y de metano, exceden en una cantidad significante los valores preindustriales y los ocurridos durante los últimos 650 mil años (determinados a partir de muestras de hielo).

Las emisiones antropógenas de gases de efecto invernadero totales han continuado en aumento de 1970 a 2010 y los mayores aumentos decenales absolutos se han producido al final de ese período (nivel de confianza alto). A pesar de que cada vez es mayor el número de políticas de mitigación del cambio climático, las emisiones de GEI anuales aumentaron en promedio 1,0 giga toneladas de dióxido de carbono equivalente (GtCO2eq) (2,2%) por año entre 2000 y 2010, cifra que contrasta con las 0,4 GtCO2eq (1,3%) por año entre 1970 y 2000. Las emisiones antropógenas de GEI totales entre 2000 y 2010 fueron las más altas en la historia de la humanidad y llegaron a 49 (±4,5) GtCO2eq/año en 2010.

Las emisiones de CO2 procedentes de la quema de combustibles fósiles y los procesos industriales contribuyeron en alrededor del 78% del aumento de las emisiones de GEI totales de 1970 a 2010, y la contribución porcentual para el período 2000-2010 fue similar. Las emisiones de CO2 derivadas de la quema de combustibles fósiles llegaron a 32 (±2,7) GtCO2/año en 2010 y aumentaron alrededor del 3% entre 2010 y 2011 y alrededor del 1%-2% entre 2011 y 2012. De las 49 (±4,5) GtCO2eq/año antropógenas de GEI emitidas en 2010, el CO2 sigue siendo el principal GEI antropógeno y representa el 76% (38±3,8 GtCO2eq/año) del total de GEI antropógenos emitidos en 2010. El 16% (7,8±1,6 GtCO2eq/año) proviene del metano (CH4), el 6,2% (3,1±1,9 GtCO2eq/año) del óxido nitroso (N2O) y el 2% (1,0±0,2 GtCO2eq/año) de gases fluorados. Anualmente desde 1970 alrededor del 25% de las emisiones antropógenas de GEI han sido en forma de gases distintos del CO2.

Fig. 48 Emisiones antropógenas anuales de GEI totales (GtCO2eq/año) por grupos de gases, 1970-2010.

El CO2 procedente de la quema de combustibles fósiles y procesos industriales; CO2 procedente de la silvicultura y otros usos del suelo (FOLU); metano (CH4); óxido nitroso (N2O); gases fluorados abarcados en el Protocolo de Kyoto. En la parte derecha de la figura se muestran las emisiones de GEI en 2010 de nuevo desglosadas por componentes con las incertidumbres asociadas (intervalo de confianza del 90%) indicadas por barras de error. Las incertidumbres en las emisiones antropógenas de GEI totales se deben a las estimaciones para los gases individuales. Las emisiones globales de CO2 procedentes de la quema de combustibles fósiles se muestran con una incertidumbre del 8% (intervalo de confianza del 90%). Las incertidumbres asociadas a las emisiones de CO2 procedentes de la silvicultura y otros usos del suelo son de gran magnitud, del orden de ±50%. Las incertidumbres para las emisiones globales de CH4, N2O y los gases fluorados se han estimado en el 20%, el 60% y el 20%, respectivamente. El año 2010 fue el más reciente para el que las estadísticas de las emisiones de todos los gases, así como la evaluación de las incertidumbres asociadas estaban fundamentalmente completas en el momento límite de la recogida de datos para este informe. Las emisiones se convierten en CO2-equivalente sobre la base del Segundo Informe de Evaluación del IPCC. Los datos de las emisiones de FOLU representan emisiones terrestres de CO2 debidas a incendios forestales, incendios de turba y descomposición de turba que se aproximan al flujo neto de CO2 procedente de FOLU.

Alrededor de la mitad de las emisiones antropógenas acumuladas de CO2 entre 1750 y 2010 se han producido en los últimos 40 años. En 1970 las emisiones acumuladas de CO2 procedentes de la quema de combustibles fósiles, la producción de cemento y la combustión en antorcha desde 1750 fueron de 420±35 GtCO2; en 2010 ese total acumulado se triplicó hasta alcanzar los 1300±110 GtCO2. Las emisiones acumuladas de CO2 procedentes de la silvicultura y otros usos del suelo desde 1750 pasaron de 490±180 GtCO2 en 1970 a 680±300 GtCO2 en 2010. Las emisiones antropógenas anuales de GEI han aumentado en 10 GtCO2eq entre 2000 y 2010, aumento que corresponde de forma directa a los sectores del suministro de energía (47%), la industria (30%), el transporte (11%) y los edificios (3%). La contabilización de las emisiones indirectas hace que aumenten las contribuciones de los sectores de los edificios y la industria. Desde 2000 las emisiones de GEI han ido en aumento en todos los sectores, excepto en el de la agricultura, silvicultura y otros usos del suelo (AFOLU). De las 49 (±4,5) GtCO2eq emitidas en 2010, el 35% (17 GtCO2eq) de las emisiones de GEI se liberaron en el sector del suministro de energía, el 24% (12 GtCO2eq, emisiones netas) en AFOLU, el 21% (10 GtCO2eq) en la industria, el 14% (7,0 GtCO2eq) en el transporte y el 6,4% (3,2 GtCO2eq) en los edificios. Cuando las emisiones derivadas de la producción eléctrica y térmica se atribuyen a los sectores que utilizan la energía final (es decir, emisiones indirectas), las proporciones de los sectores de la industria y los edificios a las emisiones globales de GEI aumentan al 31% y 19%, respectivamente.

A nivel mundial, el crecimiento económico y el crecimiento demográfico continúan siendo los motores más importantes de los aumentos en las emisiones de CO2 derivadas de la quema de combustibles fósiles. La contribución del crecimiento demográfico entre 2000 y 2010 siguió siendo a grandes rasgos idéntica a los tres decenios anteriores, mientras que la contribución del crecimiento económico ha aumentado notablemente. Entre 2000 y 2010, las emisiones derivadas de ambos factores fueron superiores a las reducciones en las emisiones derivadas de las mejoras en la intensidad energética. El mayor uso del carbón respecto de otras fuentes de energía ha invertido la prolongada tendencia de descarbonización gradual del suministro de energía mundial.

Ahora bien, una vez descrito los GEI y el aumento en sus concentraciones, pasamos ahora a mencionar de donde provienen esas emisiones, por sectores económicos y por países.

Fig. 49 Emisiones antropógenas de GEI totales (GtCO2eq/año) por sectores económicos.
Fuente: Quinto Informe del Panel Intergubernamental-IPCC

En la figura muestra las proporciones de las emisiones directas de GEI (en porcentaje de las emisiones antropógenas de GEI totales) de cinco sectores económicos para el año 2010. El arco de círculo exterior muestra cómo las proporciones de las emisiones indirectas de CO2 (en porcentaje de emisiones antropógenas de GEI totales) derivadas de la producción eléctrica y térmica están atribuidas a sectores de uso final de la energía. ‘Otra energía’ denota todas las fuentes de emisión de GEI en el sector de la energía distintas de la producción eléctrica y térmica. Los datos de las emisiones de la agricultura, silvicultura y otros usos del suelo (AFOLU) comprenden las emisiones terrestres de CO2 debidas a incendios forestales, incendios de turba y descomposición de turba que se aproximan al flujo neto de CO2 procedente del subsector de la silvicultura y otros usos del suelo (FOLU). Las emisiones se convierten en CO2-equivalente sobre la base del Segundo Informe de Evaluación del IPCC.

El consumo de energía en el mundo ha mostrado un sostenido crecimiento durante las décadas más recientes y aunque ha habido un auge y notables avances tecnológicos en las llamadas energías renovables, los combustibles fósiles (carbón, gas y petróleo) continúan siendo la principal fuente de producción de energía en el mundo. Para tener una referencia, solamente entre 1990 y 1998, el consumo de energía primaria a nivel global creció a una tasa de 1,3% anual. Por su parte, la emisión de CO2 a la atmósfera durante ese mismo periodo aumentó a una tasa similar (+1,4%). La emisión de CO2 a la atmósfera continúa siendo liderada por los países industrializados, quienes en 1971 emitían un total cercano a 3 GT de CO2 por año (1 GT = 1.000 millones de toneladas), lo que representaba un 67% de la emisión global.

El calentamiento del sistema climático es una realidad, y se ha convertido en uno de los mayores desafíos de nuestro tiempo. Desde incrementos en la temperatura promedio global del aire y el océano, pautas meteorológicas cambiantes, que amenazan la producción de alimentos, derretimiento de la nieve glacial, aumento del nivel del mar, que incrementa el riesgo de inundaciones catastróficas, los efectos del cambio climático son de alcance mundial y de una escala sin precedentes.

A continuación, se presentan algunas señales particulares que evidencian el calentamiento del sistema climático:

  • Cada uno de los tres últimos decenios ha sido sucesivamente más cálido en la superficie de la Tierra que cualquier decenio anterior desde 1850. Es probable que el período 1983-2012 haya sido el período de 30 años más cálido de los últimos 1400 años en el hemisferio norte. Los datos de temperatura de la superficie terrestre y oceánica, combinados y promediados globalmente, calculados a partir de una tendencia lineal, muestran un calentamiento de 0,85 [0,65 a 1,06] °C, durante el período 1880-2012.
  • En promedio, sobre las zonas continentales de latitudes medias del hemisferio norte, las precipitaciones han aumentado desde 1901. Se han observado, desde 1900 hasta 2005, incrementos significativos se han presentado en la parte oriental de norte y sur América, norte de Europa y norte y centro de Asia y las disminuciones en la precipitación se han observado en el Mediterráneo, norte y sur de África y algunas partes del sur de Asia.
  • Durante el período 1901-2010, el nivel medio global del mar se elevó 0,19 [0,17 a 0,21] m. Desde mediados del siglo XIX, el ritmo de la elevación del nivel del mar ha sido superior a la media de los dos milenios anteriores.
  • El calentamiento del océano domina sobre el incremento de la energía almacenada en el sistema climático y representa más del 90% de la energía acumulada entre 1971 y 2010, siendo únicamente en torno al 1% la energía almacenada en la atmósfera. A escala global, el calentamiento del océano es mayor cerca de la superficie. Los 75 m superiores se han calentado 0,11 [0,09 a 0,13]°C por decenio, durante el período comprendido entre 1971 y 2010.
  • Las observaciones de cambios en la salinidad de la superficie del océano también ofrecen una evidencia indirecta de cambios en el ciclo global del agua sobre el océano. Es muy probable que las regiones con alta salinidad, donde predomina la evaporación, se hayan vuelto más salinas, y que las regiones con baja salinidad, donde predominan las precipitaciones, se hayan desalinizado desde la década de 1950.
Fig. 50 Correlación entre el comportamiento de las emisiones de CO2, concentración de CO2, nivel del mar y temperatura de la superficie terrestre y oceánica.
Fuente: Quinto Informe del Panel Intergubernamental-IPCC
  • Desde el comienzo de la era industrial, la incorporación de CO2 en el océano ha dado lugar a su acidificación; el pH del agua del océano superficial ha disminuido en 0,1, lo que corresponde a un 26% de aumento de la acidez, medida como concentración de los iones de hidrógeno.
  • En el período comprendido entre 1992 y 2011, los mantos de hielo de Groenlandia y la Antártida han ido perdiendo masa, y es probable que esa pérdida se haya producido a un ritmo más rápido entre 2002 y 2011. Los glaciares han continuado menguando en casi todo el mundo. El manto de nieve en primavera en el hemisferio norte ha seguido reduciéndose en extensión. Las temperaturas del permafrost han aumentado en la mayoría de las regiones desde principios de la década de 1980 en respuesta al aumento de la temperatura en superficie y la alteración del manto de nieve.
  • Se estima que la superficie media anual del hielo marino del Ártico haya disminuido durante el período 1979-2012 en un rango del 3,5% al 4,1% por decenio.
  • Un estudio de la Oficina Meteorológica del Tíbet asegura que la temperatura media anual de la región aumenta 0,3 ºC cada diez años. La temperatura invernal media de la región fue 1,6 ºC superior a la de la misma estación del año anterior.
  • Mediciones desde 1961 muestran que el promedio de la temperatura del océano se ha incrementado hasta profundidades de al menos 3000 metros y que el océano ha estado absorbiendo más del 80% del calor agregado al sistema climático. Tales calentamientos causan que el agua de mar se expanda, lo cual contribuye al aumento en el nivel del mar, según el Cuarto informe del IPCC.
  • El promedio del contenido de vapor de agua en la atmósfera se ha incrementado desde al menos la década de los 80`s sobre el océano y los continentes, así como en la parte superior de la troposfera, según indica el Cuarto informe del IPCC.
  • El nivel medio global del mar subió a una tasa cercana a los 3,1 mm por año. El aumento total en el nivel del mar observado en el siglo XX fue de 17 centímetros, según el Cuarto informe del IPCC. Las contribuciones de las diferentes fuentes al aumento en el nivel del mar han sido las siguientes:
  • Los glaciares de montaña y la cubierta de nieve han decrecido con respecto a los promedios en ambos hemisferios. El amplio decrecimiento en los glaciares y en las capas de nieve también están contribuyendo al aumento en el nivel del mar. Un ejemplo claro es lo observado en el glaciar de Upsala en la Patagonia Argentina.
  • Se observa también un incremento en la actividad de los ciclones tropicales desde 1970 en el Atlántico Norte, correlacionado con los incrementos en las temperaturas superficiales del mar tropical. Así mismo, la intensidad de estos se ha incrementado.
  • Según el Cuarto Informe del IPCC, se ha incrementado la frecuencia de precipitaciones más fuertes sobre la mayoría de las áreas continentales, lo cual es consistente con el calentamiento observado y los incrementos de vapor de agua atmosférico.
  • También se han observado cambios en las temperaturas extremas en los últimos 50 años, representado en noches y días más calientes en áreas continentales, días fríos y heladas menos frecuentes y olas de calor más abundantes.  Es probable que en gran parte de Europa, Asia y Australia la incidencia de las olas de calor haya aumentado.

La evidencia más sólida y completa de los impactos observados del cambio climático corresponde a los sistemas naturales. En muchas regiones, las cambiantes precipitaciones o el derretimiento de nieve y hielo están alterando los sistemas hidrológicos, lo que afecta a los recursos hídricos en términos de cantidad y calidad. Muchas especies terrestres, dulceacuícolas y marinas han modificado sus áreas de distribución geográfica, actividades estacionales, pautas migratorias, abundancias e interacciones con otras especies en respuesta al cambio climático en curso.

La evaluación de muchos estudios que abarcan un amplio espectro de regiones y cultivos muestra que los impactos negativos del cambio climático en el rendimiento de los cultivos han sido más comunes que los impactos positivos.

Existe un nivel de confianza medio en cuanto a que el calentamiento observado haya aumentado la mortalidad humana relacionada con el calor y haya reducido la relacionada con el frío en algunas regiones.

La reciente detección de una tendencia creciente en las precipitaciones y caudales extremos en algunas captaciones conlleva mayores riesgos de inundación a escala regional.

Los impactos de los recientes fenómenos extremos conexos al clima, como olas de calor, sequías, inundaciones, ciclones e incendios forestales, ponen de relieve una importante vulnerabilidad y exposición de algunos ecosistemas y muchos sistemas humanos a la actual variabilidad climática.

Las emisiones antropógenas de gases de efecto invernadero dependen principalmente del tamaño de la población, la actividad económica, el estilo de vida, el uso de la energía, los patrones de uso del suelo, la tecnología y la política climática. Con respecto a los años venideros, si no se realizan esfuerzos adicionales para reducir las emisiones de GEI aparte de los ya desplegados actualmente, se prevé que persistirá el crecimiento de las emisiones impulsado por el crecimiento de la población mundial y las actividades económicas. En los escenarios de referencia en que no se realiza una mitigación adicional se experimentan aumentos en la temperatura media global en superficie en 2100 de 3,7°C a 4,8°C en comparación con los niveles preindustriales (rango basado en el promedio de la respuesta climática); el rango es de 2,5°C a 7,8°C cuando está comprendida la incertidumbre climática. Los escenarios de emisiones recopilados para realizar esta evaluación representan el forzamiento radiativo total, incluidos los GEI, el ozono troposférico, los aerosoles y el cambio del albedo. En los escenarios de referencia (escenarios sin esfuerzos adicionales explícitos para limitar las emisiones) se superan las 450 ppm de CO2eq en 2030 y se alcanzan niveles de concentración de CO2eq entre 750 y más de 1300 ppm de CO2eq en 2100. Ahora bien, para evaluar los riesgos que conllevan estos escenarios, debemos estar claros que los impactos conexos al clima se derivan de la interacción de los peligros (incluidos episodios y tendencias peligrosos) con la vulnerabilidad y la exposición de los sistemas humanos y naturales, así como con su capacidad para adaptarse.

Las tasas y magnitudes de aumento del calentamiento y otros cambios en el sistema climático, a los que se suma la acidificación oceánica, hacen que se intensifique el riesgo de impactos nocivos severos, generalizados y, en algunos casos, irreversibles. Los niveles precisos de cambio climático suficientes para desencadenar un cambio abrupto e irreversible siguen siendo inciertos, pero el riesgo asociado a traspasar esos umbrales aumenta a mayor temperatura. Para la evaluación del riesgo es importante evaluar la gama más amplia posible de impactos, incluidos los resultados de baja probabilidad con grandes consecuencias.

Una gran parte de las especies afrontan un riesgo creciente de extinción debido al cambio climático durante el siglo XXI y después, especialmente porque el cambio climático interactúa con otros factores de estrés. La mayoría de las especies vegetales no pueden desplazar sus rangos de distribución geográfica de forma natural con la suficiente rapidez para acompasarlos a las tasas del cambio climático actuales y las altas tasas proyectadas en la mayoría de los paisajes; la mayoría de los pequeños mamíferos y moluscos dulceacuícolas no serán capaz de acompasar su tasa de desplazamiento a las tasas proyectadas de cambio climático. En la actualidad podemos ya describir muchos efectos en el mundo animal y vegetal, por poner algunos ejemplos, investigaciones ha seguido el descenso de los pingüinos Adélie en la Antártida, donde su población ha descendido de 32 mil parejas reproductoras a 11 mil en un periodo de 30 años; algunas mariposas, zorros y plantas alpinas se han trasladado más al norte o a zonas más frías y elevadas, los escarabajos del abeto han experimentado un crecimiento exponencial en su población en Alaska gracias a 20 años de veranos cálidos, devorando cerca de 4 millones de acres de coníferas.

El riesgo futuro se señala como alto por la observación de que el cambio climático global natural a un ritmo inferior al actual cambio climático antropógeno provocó considerables desplazamientos de los ecosistemas y la extinción de especies durante los últimos millones de años. Los organismos marinos se verán confrontados progresivamente a niveles decrecientes de oxígeno y altas tasas y magnitudes de acidificación oceánica, con los riesgos consiguientes agravados por el aumento de las temperaturas oceánicas extremas. Los ecosistemas de arrecifes de coral y los ecosistemas polares son muy vulnerables. Los sistemas costeros y las zonas bajas están en situación de riesgo debido a la elevación del nivel del mar, la cual no cesará durante siglos incluso aunque se estabilizara la temperatura media global.

Las proyecciones indican que el cambio climático socavará la seguridad alimentaria. Ver Fig. 51. Debido al cambio climático proyectado para mediados del siglo XXI y posteriormente, la redistribución global de las especies marinas y la reducción de la biodiversidad marina en las regiones sensibles dificultará el mantenimiento sostenido de la productividad pesquera y otros servicios ecosistémicos. En relación con el trigo, el arroz y el maíz en las regiones tropicales y templadas, las proyecciones señalan que el cambio climático sin adaptación tendrá un impacto negativo en la producción con aumentos de la temperatura local de 2 ºC o más por encima de los niveles de finales del siglo XX. Los aumentos de la temperatura global de ~4 ºC o más por encima de los niveles del siglo XX, combinados con una mayor demanda de alimentos, pondría la seguridad alimentaria en situación de mucho riesgo a nivel mundial. Las proyecciones indican que el cambio climático hará que se reduzcan los recursos de aguas superficiales y aguas subterráneas renovables en la mayoría de las regiones secas subtropicales, con lo que se intensificará la competencia por el agua entre los sectores.

Fig. 51 Cambios esperados en la agricultura debido al cambio climático.
Fuente: FAO

Hasta mediados de siglo, el cambio climático proyectado afectará a la salud humana principalmente por la agravación de los problemas de salud ya existentes. Se prevé que a lo largo del siglo XXI el cambio climático ocasione un empeoramiento de la salud en muchas regiones y especialmente en los países en desarrollo de bajos ingresos, en comparación con el nivel de referencia sin cambio climático. Para 2100, se prevé que la combinación de alta temperatura y humedad en algunas zonas durante algunos períodos del año comprometan las actividades humanas normales, como producir alimentos o trabajar en el exterior.

En las zonas urbanas, las proyecciones indican que el cambio climático hará que aumenten los riesgos para las personas, los recursos, las economías y los ecosistemas, incluidos los riesgos derivados del estrés térmico, las tormentas y precipitaciones extremas, las inundaciones continentales y costeras, los deslizamientos de tierra, la contaminación del aire, las sequías, la escasez de agua, la elevación del nivel del mar y las mareas meteorológicas. Los riesgos se agravan para las personas que carecen de infraestructuras y servicios esenciales o viven en zonas expuestas.

Se prevé que las zonas rurales se enfrenten a grandes impactos en cuanto a la disponibilidad y abastecimiento de agua, la seguridad alimentaria, la infraestructura y los ingresos agrícolas, incluidos desplazamientos de las zonas de cultivos alimentarios y no alimentarios en todo el mundo.

Las pérdidas económicas totalizadas se aceleran a mayor temperatura, pero actualmente es difícil estimar los impactos económicos globales derivados del cambio climático. Desde la perspectiva de la pobreza, las proyecciones indican que los impactos del cambio climático ralentizarán el crecimiento económico, harán más difícil reducir la pobreza, seguirán menoscabando la seguridad alimentaria, y harán que continúen las trampas de pobreza existentes, especialmente en las zonas urbanas y las nuevas zonas críticas de hambruna.

Las proyecciones indican que el cambio climático hará que aumenten las personas desplazadas. Las poblaciones que carecen de los recursos para realizar una migración planificada se ven sometidas a una mayor exposición a episodios meteorológicos extremos, sobre todo en los países en desarrollo y países de bajos ingresos. El cambio climático puede hacer que aumenten indirectamente los riesgos de conflictos violentos al agravar los factores documentados que impulsan dichos conflictos, como son la pobreza y las crisis económicas.

Disminución de la Capa de Ozono

La Capa de Ozono es un escudo fino, que nos protege de los rayos peligrosos del Sol, que se encuentra en la estratósfera, aproximadamente entre los 15 y 50 Km de altura, por encima de la superficie del planeta. El 90% del ozono se encuentra en la estratósfera, de manera escasa y desigual. La concentración de ozono es mayor entre los 15 y 40 km, con un valor de dos a ocho partículas por millón. Si todo ese gas fuese comprimido a la presión del aire al nivel del mar, esta capa tendría solo entre 3 mm y 5 mm de espesor. Las moléculas de ozono se encargan de proteger a los seres vivos de las peligrosas radiaciones ultravioleta tipo B (UV-B) provenientes del Sol. No es el calor ni el brillo del sol que causan problemas de salud, sino estos rayos UV invisibles. 

El Sol puede también ser dañino cuando no hace calor o cuando hay mal tiempo. Cuantos más rayos UV haya, mayor es el riesgo que corremos. Si la Capa de Ozono disminuye, este “filtro” no nos puede proteger contra las radiaciones ultravioletas, cuyos efectos son perjudiciales para los seres humanos, los animales y el ambiente en general.

Existen tres categorías de rayos UV. Éstos no tienen la misma fuerza, y no afectan de la misma manera:

  • Los rayos UV-A son los menos nocivos y llegan en mayor cantidad a la Tierra. Casi todos pasan a través de la Capa de Ozono.
  • Los rayos UV-B pueden ser muy nocivos. La Capa de Ozono absorbe la mayor parte de los rayos UV-B provenientes del Sol.
  • Los rayos UV-C son los más nocivos debido a su gran energía. Afortunadamente, la Capa de Ozono absorbe todos los rayos UV-C, por lo tanto nunca llegan a la superficie de la Tierra.

La molécula de ozono se compone de tres átomos de oxígeno (O3). En la alta atmósfera, con la energía del sol, las moléculas de ozono se forman al romperse las moléculas de oxígeno, mediante la siguiente reacción:

O2 + hν −> O + O2

O + O2 −> O3

Es decir, el oxígeno molecular que se encuentra en las capas altas de la atmósfera es bombardeado por la radiación solar. Del amplio espectro de radiación incidente una determinada fracción de fotones cumple los requisitos energéticos necesarios para catalizar la rotura del doble enlace de los átomos de oxígeno de la molécula de oxígeno molecular. Posteriormente, la radiación solar convierte una molécula de ozono en una de oxígeno biatómico y un átomo de oxígeno sin enlazar:

O3 + hν −> O2 + O

Durante la fase oscura, (la noche de una determinada región del planeta) el oxígeno monoatómico, que es altamente reactivo, se combina con el ozono para formar una molécula de oxigeno biatómico:

O3 + O −> 2O2

Para mantener constante la capa de ozono en la estratosfera esta reacción fotoquímica debe hacerse en perfecto equilibrio, pero estas reacciones son fácilmente perturbables por moléculas, como los compuestos clorados (como los clorofluorocarbonos) y los compuestos bromurados.

La capa de ozono fue descubierta en 1913 por los físicos franceses Charles Fabry y Henri Buisson. Las propiedades fueron examinadas en detalle por el meteorólogo británico G.M.B. Dobson, quien desarrolló un sencillo espectrofotómetro que podía ser usado para medir el Ozono estratosférico desde la superficie terrestre; y entre otras cosas descubrió que había cambios estacionales que alteraban la abundancia del ozono. Entre 1928 y 1958 Dobson estableció una red mundial de estaciones de monitoreo de ozono. En su honor, la concentración de ozono se expresa en unidades Dobson (DU), para manejar el orden de la unidad, 1.000 unidades Dobson equivalen a una columna uniforme de ozono de 1 cm de espesor en condiciones normales de presión. La capa de ozono tiene un grosor normal de 3 a 5 mm, que equivalen a un rango de 300-500 unidades Dobson.

Fig. 52 Proceso de formación del Ozono natural.
Fuente: Guía Educativo del Ozono. Ministerio del Medio Ambiente - Chile

El 28 de junio del año 1974 se publica en Nature un artículo que genera una alarma, pues mencionó que ciertos gases de amplio uso industrial llamados halocarburos (CFC por sus siglas en inglés) y liberados masivamente a la atmósfera podrían estar dañando gravemente la capa de ozono. Sus autores, Sherry Rowland y Mario Molina, advertían de que los CFC tienen una vida media entre 40 a 150 años, y que la luz solar los descompone, produciendo átomos de cloro capaces de destruir el ozono de la estratosfera. Esta hipótesis teórica fue muy discutida en la comunidad científica, pero en los años siguientes diversos experimentos y mediciones en la atmósfera confirmaron la hipótesis planteada.

Posteriormente, en mayo de 1985, científicos de la British Antarctic Survey descubrieron que un enorme agujero en la capa de ozono aparece sobre la Antártida cada primavera y dura varios meses, confirmando la hipótesis de Rowland y Molina. Este agujero se circunscribió a la Antártida porque solo allí se forman durante el invierno las nubes estratosféricas polares, que son sede de reacciones que potencian la destrucción del ozono hasta lo que se ha denominado el “agujero” de la capa de ozono, que en realidad no hay un agujero como tal, sino que la capa de ozono disminuye mucho su espesor, por debajo de 2 mm. Los cambios en la capa de ozono se asociaron entonces a efectos de aumento de los casos de melanomas (cáncer de piel, de cataratas oculares, supresión del sistema inmunitario en humanos y en otras especies. También afectando a los cultivos sensibles a la radiación ultravioleta.

Hasta hace pocos años, los CFC se usaban ampliamente en aplicaciones industriales como refrigerantes, espumas aislantes y disolventes. Los clorofluorocarbonos son químicamente muy estables y son transportados por vientos hacia la estratosfera, en un proceso que puede tardar de 2 a 5 años. Los clorofluorocarbonos se descomponen y liberan cloro, el cual ataca al ozono. Cada átomo de cloro actúa como catalizador, combinándose y descomponiendo repetidamente hasta 100 mil moléculas de ozono durante el tiempo que permanece en la estratosfera. Otras sustancias que destruyen el ozono son los pesticidas como el bromuro de metilo, el halón usado en los extintores de incendios y el cloroformo de metilo utilizado en procesos industriales.

Luego del descubrimiento del agujero en el año 1985, a tan solo 2 años después, el 16 de septiembre de 1987 se firma en Canadá el Protocolo de Montreal, el tratado internacional relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono, que supone una restricción drástica de la producción de gases CFC desde mediados de la década de 1980, con la intención de eliminarlos por completo. Se considera el acuerdo multilateral ambiental más exitoso firmado hasta la fecha. Posteriormente, en el año 1994, la asamblea de la ONU proclamó el 16 de septiembre como el Día Internacional para la Preservación de la Capa de Ozono.

Fig. 53 Evolución del aguajero en la capa de ozono en la Antártida
Fuente: NASA/GSFC

Luego, haciendo seguimiento se observó que en el año 2000 algunas formas de CFC alcanzaron su máxima concentración, y desde entonces su concentración ha venido disminuyendo, pero la larga vida de los CFC ha prolongado el proceso de recuperación. Diversos estudios estiman que para 2030, el ozono habrá vuelto a los niveles del año 1980.

Los rayos UV son peligrosos para las personas, pero también para los animales y las plantas porque queman y el exceso de rayos UV puede tener consecuencias graves para la salud. Estos rayos penetran en la piel y los ojos, y pueden debilitar el sistema inmunológico. La exposición al sol cuando el nivel de radiación UV es alto, puede provocar rápidamente problemas de salud. Pero las consecuencias de las exposiciones repetidas al sol pueden llegar más tarde provocando problemas de salud crónicos.

La cantidad de rayos UV que nos alcanzan no es siempre la misma, depende de varios factores, que debemos conocer para evitar situaciones peligrosas. La mayoría de estos factores están relacionados con la distancia que los rayos UV deben recorrer: cuanta más distancia recorren, más los filtra y los absorbe la atmósfera:

  • La hora del día: Entre las 10 a.m. y las 4 p.m., la tierra recibe una gran cantidad de rayos UV, puesto que el sol está en su punto más alto y la distancia recorrida por los rayos UV es más corta.
  • La época del año: La intensidad del Sol cambia durante el año; es más alta en verano que en invierno. En verano, estamos orientados hacia el sol, lo que significa que los rayos UV recorren una distancia más corta para alcanzarnos. Por lo tanto, la radiación UV que llega a la superficie terrestre es más fuerte.
  • Localidad/ el Ecuador: El ecuador es la línea imaginaria que rodea nuestro planeta, situado a la misma distancia de ambos polos. Los países que están cerca del ecuador corren más riesgos que los demás, debido a que, en el Ecuador, el sol está justo encima de nosotros.
  • Altitud: A mayor altitud, mayor será la radiación solar ultravioleta dañina a la que estamos expuestos. Esto se debe a que a mayor altitud los rayos UV recorren una distancia más corta para alcanzarnos y, por lo tanto, son más intensos. La cantidad de rayos UV aumenta un 8% por cada 1000 m de altitud sobre el nivel del mar.
  • Reflexión: La arena, el agua y la nieve reflejan la radiación UV. Estas superficies actúan como espejos, aumentando la cantidad de rayos UV que recibimos.
  • El tiempo: En condiciones específicas, las variaciones meteorológicas también pueden afectar los niveles de radiación UV: sólo las nubes oscuras y lluviosas pueden absorber los rayos UV de forma significativa (alrededor de un 80%). Al contrario, las nubes dispersas pueden aumentar el nivel de radiación UV en la superficie terrestre porque reflejan los rayos UV.

La Organización Mundial de la Salud-OMS, en colaboración con el PNUMA y otras organizaciones, ha creado un índice de protección solar, el Índice UV. Este índice mide la intensidad de radiación UV en la superficie terrestre, y sus valores son superiores a cero. Cuanto más grande es su valor, mayor es la cantidad de rayos UV y en consecuencia mayor es el riesgo para nuestra salud, con lo cual el sol necesita menos tiempo para dañarnos.

En la página web de la Agencia de Protección Ambiental-EPA se puede encontrar recomendaciones respecto del índice UV, por ejemplo, una lectura de índice UV del 0 al 2 significa bajo peligro de los rayos UV del sol para una persona promedio. Se debe utilizar anteojos de sol los días de sol brillante, cubrirse y usar un protector solar de amplio espectro SPF 30+. Para una lectura de índice UV de 3 a 5 significa un riesgo moderado de daño por exposición al sol sin protección, por lo que es recomendable permanecer a la sombra cerca del mediodía, y si se está al aire libre, utilizar ropa de protección, un sombrero de ala ancha y anteojos de sol que bloqueen los rayos UV, así como aplicar generosamente un protector solar de amplio espectro SPF 30+ cada 2 horas. Si la lectura de índice UV de 6 a 7 significa un riesgo alto de daño las medidas de protección deben ser similares a la del riesgo moderado. 

Fig. 53 Índice UV.
Fuente: Guía Educativo del Ozono. Ministerio del Medio Ambiente - Chile

Una lectura de índice UV de 11 o más significa un riesgo extremo de daño por exposición al sol sin protección. Tome todas las precauciones porque la piel y los ojos sin protección pueden quemarse en minutos, en este caso hay que evitar la exposición al sol entre las 10 a. m. y las 4 p. m.

El mapa de la Fig. 54 muestra los valores de índice UV para día particular durante el mediodía solar para algunas ciudades estadounidenses. Este mapa es creado diariamente por el Servicio Meteorológico Nacional.

Fig. 54 Ejemplo de Indice UV en E.E.U.U.
Fuente: www.epa.gov

Disminución de la Biodiversidad

La biodiversidad es un concepto referido a la múltiple variedad de genes, organismos y ecosistemas que habitan en nuestro planeta. La biodiversidad posee un valor por sí misma y es, además, indispensable para la subsistencia de la sociedad humana, ya que provee de una innumerable cantidad de productos y servicios económicos y no económicos a los seres humanos, sin los cuales ninguna cultura ni civilización podría existir. No obstante, muchas acciones humanas actualmente ponen en peligro la biodiversidad, generando amenazas sobre especies, comunidades y ecosistemas de diversos lugares del mundo y es que se está produciendo a pasos agigantados la desaparición de los ecosistemas y toda la biodiversidad que albergan. Se estima que, de las más de 47 mil especies evaluadas, en torno al 36% se encuentran en peligro de extinción solamente en el medio terrestre. Esta desaparición también se está produciendo a ritmo acelerado en el medio acuático.

La biodiversidad contribuye al bienestar del ser humano de múltiples maneras. Por ejemplo, los humanos derivan de ella bienes y productos esenciales para la vida (comida, medicina, productos industriales, recursos genéticos para la propagación de cultivos, servicios naturales para el control de plagas, entre otros). Todos estos valores de la biodiversidad son tranzados en el mercado moderno ya que han sido incorporados en las actividades económicas. Adicionalmente, la biodiversidad tiene valores no productivos que se pueden expresar en términos como el conocimiento, la estética, valores de existencia y otros.

Las funciones de la biodiversidad pueden incluir la productividad de los sistemas naturales y antropogénicos, la resistencia de los ecosistemas a las perturbaciones, la contribución a la estabilidad de los ecosistemas, reciclaje de los nutrientes, purificación del aire y del agua, formación del suelo, regular el clima y también beneficios culturales, como los de investigación, religiosos, estéticos, recreacionales, y fuente de inspiración que los humanos pueden obtener de la biodiversidad.

Fig. 55 Estimación de número de especies conocidas.
Fuente: Ministerio de Medio Ambiente - Chile

Una de las características más sobresalientes de la diversidad biológica es la gran riqueza de especies que habitan la tierra. A pesar del conocimiento desarrollado durante el último siglo, se estima que al menos el 80% de las especies no han sido descritas aún por la ciencia. Los grupos más desconocidos son las bacterias, hongos e invertebrados. Por el contrario, las plantas y animales han sido descritos prácticamente en su totalidad. Para tener una idea, en la Fig. 55 se plasma una estimación del número de especies conocidas.

Para estimar la diversidad de especies de una localidad o comunidad se requiere de un esfuerzo muy grande. Parece relativamente sencillo determinar para una localidad el número de vertebrados o plantas, porque son perceptibles fácilmente por nuestros sentidos. Sin embargo, estimar el número total de especies de la fauna de invertebrados del suelo ha sido un objetivo hasta ahora difícil de lograr.

La diversidad biológica no está distribuida homogéneamente sobre la superficie de la tierra. Comparado con las regiones de latitudes templadas y polares, las regiones ubicadas en latitudes tropicales tienden a mantener una mayor diversidad de especies.

Este patrón fue reconocido en el siglo XVIII por el naturalista alemán Alexander von Humboldt y ha tenido varias explicaciones. La más aceptada actualmente por los biólogos, asocia las altas temperaturas y la alta disponibilidad hídrica en las regiones de climas tropicales con su alta productividad biológica y la mantención de una alta diversidad biológica. De manera similar, la distribución de la diversidad biológica a través del tiempo también es heterogénea. Los paleontólogos han descrito cinco mega-eventos de extinción masiva registrados en los 3.500 millones de años de historia de la vida en la tierra. Durante estos eventos una proporción importante de la biodiversidad sobre la Tierra se extinguió en un período relativamente breve. Posteriormente a estas pérdidas de diversidad biológica, se iniciaron nuevos períodos de altas tasas de especiación, que quedaron registrados en el aumento de la diversidad de fósiles y huellas acumuladas en los sedimentos bajo la superficie del suelo.

Alexander von Humboldt, está considerado como el padre de la Geografía por sus valiosas aportaciones en el estudio de la geofísica, climatología, oceanografía, biogeografía y estadísticas de población.

Desde el año 1600 hasta 1810 se registró la extinción de 38 especies de mamíferos y aves. Los últimos 200 años la biodiversidad de la Tierra ha perdido 112 especies conocidas. Desde inicios del siglo XX, importantes personalidades de Europa y Estados Unidos alertaron que el ser humano estaba alterando la naturaleza en el hemisferio norte de manera peligrosa para su propia existencia. La fuerza del sistema económico que habían adoptado Europa y EE. UU. fue de tal magnitud, que la gran mayoría de los recursos energéticos, forestales, alimenticios y naturales debían de ser obtenidos fuera de sus fronteras tradicionales. Las poblaciones humanas en estos países aumentaron como nunca en la historia de la humanidad. La vigorosa sociedad industrial transformó en 100 años, millones de hectáreas de ecosistemas naturales en ecosistemas urbanos y rurales altamente antropogenizados, que requieren subsidios de millones de Kcal/año de energía adicional para poder funcionar. Una proporción importante de esta energía adicional, el ser humano la obtiene de la biodiversidad. Los seres humanos estamos disminuyendo la biodiversidad a un ritmo sin precedentes en la historia conocida de la biodiversidad mundial.

El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente-PNUMA sostiene que alrededor de 34 mil de las especies de plantas de la Tierra están hoy en peligro de extinción y se estima que el 50% de la flora y fauna podrían desaparecer en los próximos 100 años. Los impactos humanos sobre la biodiversidad global en los últimos 40 años han sido dramáticos, lo que ha redundado en pérdidas sin precedentes por parte de la variabilidad genética, de especies y de ecosistemas enteros. Incluso, si el análisis se centra localmente, las disminuciones de la biodiversidad son aún más dramáticas.

Fig. 56 Estimación de especies en peligro de extinción.
Fuente: Lista Roja de las Especies Amenazadas de la UICN

En el 2002 los representantes de los países del mundo acordaron lograr para el año 2010 una reducción significativa del ritmo de pérdida de la diversidad biológica. Sin embargo, las tendencias nos están acercando más a una serie de puntos de inflexión que reducirían catastróficamente la capacidad de los ecosistemas para proporcionar servicios esenciales, según el informe Perspectiva Mundial sobre la Diversidad Biológica 2010, del Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD).

A pesar de que el informe 2010 subraya que, con recursos y voluntad política adecuados, existen los instrumentos para reducir la pérdida de biodiversidad en mayor escala. Sin embargo, en la mayoría de los escenarios a futuro que el PNUD prevé para el mundo durante el transcurso de este siglo los niveles de extinción y pérdida de hábitats seguirán siendo elevados.

Los factores directos que impactan y amenazan a las especies son cinco:

  • La pérdida y deterioro de los hábitats es la principal causa de pérdida de biodiversidad. Los hábitats se destruyen principalmente cuando los ecosistemas se modifican para satisfacer las necesidades del ser humano mediante actividades como la deforestación o el drenaje de humedales, la transformación de selvas, bosques, matorrales, pastizales, manglares, lagunas, y arrecifes en campos agrícolas, ganaderos, granjas camaroneras, presas, carreteras y zonas urbanas o la ocurrencia de incendios forestales provocados directamente por la mano del hombre, destruimos el hábitat de miles de especies. Es decir, la pérdida de hábitat sucede por el “cambio de uso del suelo” de ecosistemas naturales a actividades agrícolas, ganaderos, industriales, turísticas, petroleras, mineras.

Muchas veces la transformación no es completa, pero existe deterioro de la composición, estructura o función de los ecosistemas que impacta a las especies y a los bienes y servicios que obtenemos de la naturaleza. Los ecosistemas más accesibles, productivos, con mejores suelos y en lugares planos han sido los más transformados. Los principales remanentes se encuentran en lugares poco accesibles o productivos.

La transformación de las áreas naturales puede provocar la fragmentación de los hábitats. Dicho fenómeno se da en las áreas donde dos hábitats naturales diferentes o dos comunidades estructuralmente diferentes lindantes entran en contacto. Un ejemplo de ello es lo que ocurriría cuando se construye una vía de comunicación, como una carretera, a través de un bosque.

Como comentamos antes, la destrucción de hábitats, íntegra o parcialmente, tiene consecuencias en las especies, puesto que aquellas cuya movilidad es reducida pueden sufrir amenazas al reducir su ecosistema y no ser capaces de desplazarse a otro, en la composición de los ecosistemas, como resultado de las anteriores alteraciones sobre las especies o a los recursos naturales que extraemos de ellos.

Fig. 57 Ejemplo de cambio de uso de la tierra. Bosque desbrozado para producir arroz, Indonesia
Fuente: FAO
  • La introducción de especies no nativas (exóticas) que se convierten en invasoras (plagas) es una causa muy importante de pérdida de biodiversidad. Se denominan especies invasoras aquellas que provienen de sitios lejanos y producen cambios en los ecosistemas a los que acceden, desplazando a las especies que se encontraban en ellos previamente (especies autóctonas). Estos cambios ecosistémicos que producen las especies invasoras pueden interferir en la composición de los ecosistemas, su estructura o en los procesos entre especies que ocurren en él, ya que depredan a las especies nativas, compiten con ellas, transmiten enfermedades, modifican los hábitats causando problemas ambientales, económicos y sociales.

La introducción de estas especies puede ocurrir de forma voluntaria o involuntaria, y hoy en día ha aumentado de forma significativa. Muchas veces la abundancia y la expansión de las especies exóticas invasoras en sus regiones de procedencia están controladas por determinantes bióticos y abióticos locales; sin embargo, en las nuevas regiones no existen los factores capaces de regular y controlar su crecimiento poblacional. Entonces, el crecimiento descontrolado de las especies invasores es a costa de los recursos y el espacio utilizado por las especies nativas y se transforman, en pocos decenios, en las especies dominantes de las nuevas comunidades biológicas. En consecuencia, las especies autóctonas se ven desplazadas, pudiendo llegar a morir y extinguirse.

En una muestra de 57 países, las especies exóticas invasoras varían entre 9 y 220, con un promedio de 50 por país (Perspectiva Mundial sobre la Diversidad Biológica 2010). Ha sido muy dificultoso predecir los atributos que podrían conferir el carácter invasivo a una especie exótica. Se han comprobado repercusiones negativas de especies de microorganismos, plantas vasculares, algas, peces marinos y de agua dulce, mamíferos, aves, anfibios, etc. 

Se estima que los costos causados por las especies exóticas invasoras para el mundo suman más de 1,4 billones de EU dólares cada año, es decir, aproximadamente el 5% de la economía mundial (UICN 2010 ).

Algunos de los casos más emblemáticos son las ratas y ratones de Asia, el lirio acuático de Sudamérica y el pez león del Pacífico Oeste y Oceanía.

  • La sobreexplotación del medio natural hace referencia al uso descontrolado de los recursos naturales que puede ofrecer un determinado ecosistema. Esto ocurre cuando la tasa de extracción de estos recursos es superior a la tasa de regeneración natural, es decir la extracción de individuos de una población a una tasa mayor a la de su reproducción. Cuando esto sucede la población disminuye.

Esta ha sido la historia de muchas de las especies que se han explotado por distintas razones: las ballenas, los peces, venados, cactos, orquídeas. Muchas de ellas ahora se encuentran en peligro de extinción. Algunas especies son más vulnerables que otras por sus características biológicas como: distribución restringida, abundancia baja, tasa alta de mortalidad, tasa reproductiva baja, alta congregación de la población, entre otras. Las actividades de cacería, tala, pesca, comercio ilegal de especies con distintos fines, afectan a las especies al sobreexplotar sus poblaciones. Los compradores de organismos y productos ilegales son cómplices de la sobreexplotación.

Las consecuencias de la sobreexplotación pueden resultar evidentes. Si no se controla, la sobreexplotación tendrá como resultado que muchas especies se encuentren amenazadas, pudiendo llegar a la extinción de muchas especies.

Fig. 58 Ejemplo de sobreexplotación de recursos Perú
Fuente: www.actualidadambiental.pe
  • El aumento en la presencia de sustancias químicas en el ambiente como resultado de las actividades humanas tiene graves consecuencias para muchas especies y la biodiversidad. Estas sustancias pueden afectar al aire, el agua o los suelos y entre ellas se encuentran los fertilizantes y pesticidas, materiales plásticos o el vertido de distintos desechos agrícolas y ambientales procedentes de actividades industriales, ganaderas, agrícolas y urbanas.

Por mucho tiempo la contaminación fue un problema de una escala espacial pequeña, sin embargo, actualmente la producción de contaminantes afecta a todo el planeta. Algunos contaminantes han debilitado la capa de ozono que protege a los seres vivos de las radiaciones ultravioletas del Sol, mientras que otros han provocado el calentamiento global. La contaminación del agua, del suelo y del aire afecta directamente a muchos organismos aún en lugares remotos.

Fig. 59 Ejemplo de contaminación de suelo por sustancias químicas
Fuente: https://observatoire-risques-nouvelle-aquitaine.fr

Además, derivada de este tipo de actividades, la quema de combustibles fósiles produce ácidos como el sulfuro y el carbono que precipitan a través de la lluvia ácida, la cual provoca efectos nocivos en los ecosistemas a niveles reproductivos y alimenticios.

  • El cambio climático engloba las alteraciones que se están produciendo en el clima actual de la Tierra sobre los ecosistemas. Es muy posible que antes de que el siglo finalice, sea el principal responsable de la pérdida de diversidad biológica.

Durante los pasados 100 años se ha documentado el aumento de la temperatura promedio de la atmósfera y de los océanos del planeta, afectando cada vez más gravemente a la capacidad de supervivencia de muchas especies, que se ven obligadas a adaptarse a las nuevas condiciones climáticas, desplazándose a nuevas áreas con condiciones climáticas similares a las de sus hábitats originales, cambiando patrones de comportamiento o a través de modificaciones genéticas, lo cual supone un periodo de tiempo que abarca generaciones enteras. Las consecuencias son cambios radicales en la distribución de ecosistemas y especies, aumento en el nivel del mar, desaparición de glaciares y de grandes extensiones de corales, climas impredecibles y extremos como sequías y tormentas. El cambio climático afecta a todos los organismos del planeta, muchos de ellos ya están respondiendo a esta nueva dinámica a través de cambios en su distribución y sus migraciones.

Un punto para resaltar es el caso de la disminución dramática de la población de abejas a nivel mundial.  

Las abejas son vitales para la vida en el planeta, pues se trata de animales que polinizan. Al alimentarse recogen polen en sus patas, antenas y pelos para llevarlo a la colmena, pero al ir de flor en flor recogiendo también sueltan una parte, lo que resulta en un método reproductivo muy usado por gran variedad de plantas. Así, las abejas ayudan enormemente a que la vegetación del planeta siga creciendo. Por tanto, también son muy importantes para otros animales, como animales herbívoros que se alimenten de dichos vegetales, así como para los humanos, ya que necesitamos la vegetación para vivir, pues obtenemos alimento, zonas con más agua, zonas con distintos climas, usamos plantas para fabricar ropa y otros materiales, entre otros.

Si lo vemos desde una perspectiva de la alimentación y la economía que esto supone a nivel mundial, resulta que los insectos que polinizan aportan un 10% al valor económico de la producción agrícola mundial. Si sumamos esto a todo lo demás, como por ejemplo que los vegetales que ayudan a reproducir nos aportan más oxígeno para respirar, entonces vemos que realmente las abejas tienen gran importancia.

Muchas son las especies de abejas, avispas y abejorros que corren riesgos, pero realmente las más afectadas son las primeras. Concretamente, basándose en el estudio llamado “Lista Roja de Abejas” llevado a cabo por IUCN (Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza), encargada de actualizar la Red List de especies amenazadas y en peligro, junto con STEP (Estado y Tendencia de Polinizadores en Europa), ha determinado que casi 1 de cada 10 abejas en estado salvaje en Europa está bajo amenaza de extinción. Se ha realizado este estudio sobre 1.965 especies de abejas en Europa, de las cerca de 2.000 especies en Europa.

Se ha concluido que actualmente más del 9% de las especies de abejas salvajes están amenazadas de extinción. Además, se ha demostrado que la tendencia es al alza y que cada año este porcentaje aumenta significativamente, de hecho, se calcula que en breve esta cifra aumentará más de un 5%, superando el 15% de las especies de abejas salvajes.

Entre las principales causas de la cercana desaparición de las abejas se han destacado las siguientes:

  • El deterioro y la pérdida de los hábitats de las abejas.
  • Enfermedades y parásitos que las afectan directamente, como el parásito interno Acarapis Woodi que produce acarapisosis y el parásito externo Varroa Destructor, que es un ácaro que les produce la enfermedad conocida como varroasis.
  • El aumento de especies depredadoras de abejas, como las avispas asiáticas o Vespa velutina.
  • Especies invasoras, tanto animales como vegetales.
  • Presencia de sustancias tóxicas en el ambiente, como plaguicidas e insecticidas usados en la agricultura industrializada.
  • En general, la contaminación ambiental y el cambio climático.

Deterioro del suelo y la desertificación, la deforestación y la degradación de los bosques

El fenómeno de la desertificación es uno de los principales retos ambientales de nuestro tiempo. Sin embargo, la mayoría de nosotros nunca hemos oído hablar de esta cuestión o desconocemos la dimensión del problema.

La desertificación es la degradación continua de los ecosistemas y de la tierra en las zonas áridas, semiáridas y subhúmedas secas. Si bien incluye también la invasión de las tierras por dunas, la desertificación no hace referencia al avance de los desiertos. Está causada fundamentalmente por la actividad humana y las variaciones climáticas. La desertificación se debe a la vulnerabilidad de los ecosistemas de zonas secas, que cubren un tercio de la superficie del planeta, a la sobrexplotación y el uso inadecuado de la tierra, la tala indiscriminada, la minería, la pobreza, la inestabilidad política, la deforestación, el sobrepastoreo y las malas prácticas de riego afectan negativamente a la productividad del suelo.

La desertificación se produce por la desaparición de la cubierta vegetal que mantiene la capa fértil del suelo, debido a la tala de árboles y arbustos por su valor maderero, uso como combustible o para obtener tierras para cultivos.

El sobrepastoreo, o excesiva carga ganadera, impide la regeneración de las plantas al ritmo que son consumidas por los animales, que con sus pisadas destruyen la capa superior del suelo. Así mismo, la agricultura intensiva, que agota los nutrientes del suelo.

En estas circunstancias, el viento y el agua se encargan del resto. Agravan la situación arrastrando la capa superficial de suelo fértil y dejando atrás tierras improductivas. La persistencia de esta combinación de factores acaba por convertir las tierras degradadas en desiertos.

La desertificación es un problema mundial que conlleva repercusiones graves para la biodiversidad, la erradicación de la pobreza, la estabilidad socioeconómica y el desarrollo sostenible.

Los ecosistemas de las zonas secas son ya frágiles de por sí. Su degradación puede tener efectos devastadores para la población, la huerta familiar (también llamado conuco) y el ambiente.

Según la ONU, se estima que en 2045 alrededor de 135 millones de personas en todo el mundo pueden haber sido desplazadas como consecuencia de la desertificación.

Los ecosistemas de las zonas secas son ya frágiles de por sí. Su degradación puede tener efectos devastadores para la población, la huerta familiar (también llamado conuco) y el ambiente.

Este fenómeno no es nuevo. De hecho, ha sido un elemento fundamental en la historia de la humanidad, contribuyendo a la caída de grandes imperios y desplazando a las poblaciones locales. Sin embargo, se calcula que en la actualidad el ritmo de degradación de las tierras cultivables aumenta a una velocidad entre 30 y 35 veces superior a la histórica.

De los ecosistemas de las zonas secas depende la subsistencia de unos 2000 millones de personas, 90% de las cuales vive en países en desarrollo.

Fig. 60 Deterioro de suelo, causado por el sobrepastoreo en Nigeria.
Fuente: FAO

La sobrepoblación de muchos países infra desarrollados crea la necesidad de explotar ganadera y agrícolamente las tierras de zonas secas. En estas tierras de baja productividad se inicia así una espiral descendente que acaba con el agotamiento de los nutrientes del suelo y los acuíferos subterráneos. Cuando estas tierras no pueden sustentar más a la población, se inicia la migración de las zonas rurales a las urbanas. Con el aumento de la frecuencia y el rigor de las sequías, a consecuencia del cambio climático, es probable que el fenómeno de la desertificación se intensifique.

En la Cumbre de la Tierra que se celebró en Río de Janeiro en 1992, la desertificación, junto con el cambio climático y la pérdida de la biodiversidad, se catalogó como uno de los mayores retos a los que se enfrenta el desarrollo sostenible.

Los países signatarios de la Convención para Combatir la Desertificación, aprobada en 1994, colaboran para mantener y restaurar la productividad de las tierras y los suelos, así como para mitigar los efectos de las sequías en las zonas secas, habitadas por las personas y los ecosistemas más vulnerables del planeta.