Editada por Didáctica Ambiental S.L. e INVESTEA. Asociación para la Investigación en Educación Ambiental
Año 4 - nº 6. abril 2007	ISSN: 1698-5893

INFLUENCIA CUALITATIVA DEL CO2 Y EL METANO EN LA TEMPERATURA TERRESTRE (proyecto final del curso "El enfoque de sistemas en las CTMA")

Rosa Berros Canuria. IES Villajunco. Santander

Utilizando un software de simulación de sistemas, hemos modelado el cambio de temperatura influenciado por los dos gases con efecto invernadero que más están aumentando como consecuencia de la actividad humana: El CO2 y el CH4.

La variación de temperatura es sólo cualitativa: se ve si aumenta ó disminuye, pero no los grados en que lo hace. Ello se debe a que no hemos encontrado datos suficientes para averiguarlo como iremos explicando.
Primero hicimos un diagrama causal sencillo con el CO2

Por una parte ponemos el CO2 que es emitido a la atmósfera por:

1. causas naturales principalmente respiración y descomposición de seres vivos
2. causas humanas que para no complicarnos hemos resumido en quema de combustibles fósiles.

El CO2 es retirado de la atmósfera por fotosíntesis y por disolución y posterior precipitación en el océano.
Se establece un bucle positivo ya que al calentarse el agua del mar por aumento de temperatura disminuye su capacidad para disolver CO2 por lo que éste se acumula en la atmósfera en mayor cantidad.

Por otra parte hicimos otro diagrama causal con el metano:

El metano puede ser causado:

1. por causas naturales que se pueden resumir en la descomposición anaerobia de lugares encharcados (pantanos, tundra en deshielo, manglares, etc.) o por emisiones de animales herbívoros salvajes. En el diagrama no hacemos distinción para simplificar
2. por causas humanas. Tampoco aquí diferenciamos las causas que pueden ser más variadas que las naturales: cultivos de arroz, aumento de la ganadería, emisiones de vertederos de basura, emisiones de minas de carbón, producción de gas natural, etc.

La retirada del metano de la atmósfera se hace por reacciones complejas entre las que son más frecuentes la neutralización por radicales OH-.
En la acción del metano se establece un bucle positivo de realimentación ya que el aumento de temperatura favorece las reacciones de descomposición que emiten metano, no sólo por el propio aumento de velocidad de reacción que produce, sino por un aumento de los lugares encharcados al deshelarse y encharcarse muchas zonas, sobre todo de la tundra.

Finalmente, unimos los dos diagramas causales para realizar uno conjunto:

Una vez diseñado el diagrama causal, pasamos a diseñar los modelos de manera independiente, comenzando por el del CO2.  Los datos los fuimos sacando de distintas páginas de Internet una de las utilizadas fue: http://www.atmosfera.cl/HTML/TEMAS/CALENTAMIENTO/calen2.HTM

En ella aparecen los datos de CO2 en Pg de C (petagramos de Carbono o mil millones de toneladas) Los datos recogidos para el modelo son: 730 Pg acumulados en la atmósfera, 6.3 Pg emitidos anualmente por el ser humano, 1.8 Pg emitidos de forma natural en respiración/descomposición  de seres vivos, 1.4 Pg retirados al año por fotosíntesis y 1.9 Pg retirados por los océanos.

Elaborar las fórmulas ha resultado sencillo excepto para la temperatura y los océanos: Como la temperatura está en función directa con el CO2 pusimos 15*CO2 con eso se consigue que la temperatura parta de 15º C y aumente al aumentar el CO2, pero la proporción en que aumenta no es real. No hemos encontrado datos para poder establecer numéricamente la relación entre un aumento concreto de CO2 y un aumento concreto de temperatura. El único dato encontrado afirma que “otras 100 ppm podrían aumentar la temperatura del planeta en un promedio de entre dos y cinco grados más.” Es un dato que no hemos sido capaces de introducir en el modelo pues todos los intentos han hecho que diera error a la hora de la simulación y, por otra parte tampoco aporta veracidad al modelo pues de dos a cinco grados es más del doble.

Para la fórmula del océano, hemos realizado un razonamiento similar al anterior, poniendo como fórmula 1.9/temperatura. Así se parte de 1.9 que es, más ó menos, lo que se disuelve actualmente al año y se ve que al aumentar la temperatura, disminuye la disolución, pero sin datos numéricos. No hemos encontrado datos de la proporción en que disminuye el poder disolvente al aumentar la temperatura 1ºC.

A continuación diseñamos el modelo del Metano. La mayoría de los datos numéricos están sacados de la página:
http://www.meteosort.com/meteosort/cas/q_d_29.htm

En ella aparecen los datos en millones de toneladas por lo que los pasamos a Pg, o sea, mil millones de toneladas para tenerlos en las mismas unidades que el CO2. Como vimos después, esto no sirvió de mucho al unir los modelos. Los datos en resumen son: 0.5 Pg se emiten anualmente en total, de ellos 0.34 Pg son de origen humano y 1.6 Pg de origen natural. El 90% de lo emitido es neutralizado en reacciones con OH- lo que supone unos 0.45 Pg.
En este caso, las gráficas dan un exagerado aumento de CH4 atmosférico y de la temperatura asociada, quedando gráficas exponenciales y con valores en ordenadas que no se corresponden con los valores iniciales en temperatura, causas naturales y CH4 (ver la gráfica de CH4 que en ordenadas tiene 2e+0.15, 4e+0.15, etc) . Se deberá a la inexactitud de las fórmulas que de nuevo son poco rigurosas. Para las causas naturales hemos empleado la fórmula 0.16*temperatura ya que partimos de 0.16 Pg anuales y aumenta al aumentar la temperatura. Para la temperatura sólo hemos podido poner en función del metano atmosférico ya que si intentamos multiplicar por 15 como hicimos con el CO2 al intentar la simulación da error.

Después de intentar encontrar datos que hicieran las gráficas más verosímiles y no encontrarlos decidimos juntar los dos modelos a ver que salía y nos encontramos con que en el momento de intentar la simulación daba siempre error. Nos dimos cuenta de que estábamos trabajando con Pg en todo excepto en la cantidad total de metano atmosférico que sólo la encontramos en ppm. Curiosamente cuando pasamos todas las unidades a ppm el modelo funcionó, pero con los crecimientos exponenciales anteriores. El modelo con las dos partes integradas queda así:

PÁGINAS CONSULTADAS
http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/00General/IndiceGral.html
http://clima.ecoportal.net/
http://www.monografias.com/trabajos12/efin/efin.shtml
http://club.telepolis.com/geografo/clima/calentam.htm
http://www.cordelim.net/cordelim.php?c=402
http://homepage.mac.com/uriarte/emisiones.html
http://www.atmosfera.cl/HTML/TEMAS/CALENTAMIENTO/calen2.HTM
http://www.portaldelmedioambiente.com/html/gestor_documentos/doc/emisionesco2espana2002.pdf
http://homepage.mac.com/uriarte/index.html
http://homepage.mac.com/uriarte/protocolo.html