Metano, un desafío para la estabilidad climática global

El metano, conocido químicamente como CH₄, es un gas dañino para la atmósfera y los seres vivos porque tiene gran capacidad de atrapar el calor. Es por eso que incide en mayor medida, después del dióxido de carbono (CO2), en originar el efecto invernadero.

Se trata de un hidrocarburo simple que puede provenir tanto de fuentes naturales, como la actividad volcánica, así como de actividades humanas como la agricultura intensiva, la ganadería y la explotación de combustibles fósiles, generando lo que se denomina metano antropogénico.

La concentración de metano en la atmósfera ha aumentado significativamente desde que se produjo la Revolución Industrial debido al progreso que las máquinas supusieron para las actividades humanas. Este incremento es preocupante, ya que el metano tiene un potencial de calentamiento global 25 veces mayor al del dióxido de carbono en un horizonte de 100 años.

La concentración de metano en la atmósfera se ha más que duplicado en los últimos 200 años. Los científicos estiman que este aumento es responsable del 20 al 30% del calentamiento climático desde la Revolución Industrial (que comenzó en 1750).Climate NASA.

Monitorizar el metano resulta esencial para comprender y prevenir su impacto en el medio ambiente y los efectos negativos que conlleva para la vida en el planeta.

Cómo se forma el metano

El metano es un gas incoloro e inodoro que pertenece a la categoría de hidrocarburos. Su fórmula química es CH4, lo que indica que está compuesto por un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno.

La formación del metano en la naturaleza se produce a través de la descomposición anaeróbica de materia orgánica. Proceso que se desarrolla con los residuos de producción humana, en humedales, como pantanos y lagos y en los sedimentos marinos de los océanos, y en los intestinos de los animales rumiantes así como en sus residuos. Este proceso genera lo que se conoce como metano natural.

Es la metanogénesis, un proceso biológico llevado a cabo por microorganismos conocidos como arqueas metanogénicas. Estos microorganismos descomponen la materia orgánica en condiciones anaeróbicas, es decir, en ausencia de oxígeno, produciendo metano como subproducto.

Los procesos geológicos también contribuyen a la formación de metano en el subsuelo, constituyendo el gas natural mediante la descomposición térmica de materia orgánica en el subsuelo.

A su vez, el metano se origina de forma antropogénica mediante actividades como la agricultura, ganadería, los residuos sólidos y aguas residuales, así como con la explotación y uso de los combustibles fósiles.

La comprensión de cómo se forma el metano y las fuentes de sus emisiones es crucial para desarrollar estrategias efectivas que permitan mitigar su impacto en el cambio climático y, al mismo tiempo, aprovechar su potencial como fuente de energía.

La ciencia del metano, un potente gas de efecto invernadero - kunak

La ciencia del metano, un potente gas de efecto invernadero

Principales fuentes de emisión de metano a la atmósfera

Una parte significativa del metano atmosférico proviene de actividades humanas, es el denominado metano antropogénico. Las fuentes principales de las que deriva son:

Agricultura

Según el Banco Mundial, representa aproximadamente el 41 % de las emisiones de metano derivadas de la actividad humana, en particular los cultivos de arroz y la quema de residuos agrícolas.

Vertederos de residuos sólidos

El almacenamiento y gestión de los residuos generados por la actividad humana es la tercera fuente global de emisiones de metano.

Aguas residuales

Durante el manejo y tratamiento de las aguas residuales de los municipios tiene lugar la producción de metano. Es debido a la descomposición anaeróbica de los residuos orgánicos.

Según la Global Methane Initiative, la mayoría de los países desarrollados dependen de sistemas de tratamiento aeróbico centralizado para recolectar y tratar las aguas residuales municipales. Estos sistemas producen pequeñas cantidades de metano, pero también grandes cantidades de biosólidos que podrían provocar altos índices de emisiones de metano.

En los países en desarrollo donde la recogida y tratamiento de aguas residuales es poca o inexistente, los sistemas tienden a ser anaeróbicos, y por ende, provocan mayores emisiones de metano.

Ganadería

Los animales domésticos rumiantes, como vacas y ovejas, generan metano a través de su proceso digestivo, conocido como fermentación entérica. Proceso que libera metano directamente en el intestino de los rumiantes y en el manejo del estiércol.

El metano representa alrededor del 19 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. La producción de arroz representa el 8 %; la ganadería, el 32 %, y los residuos, el 18 % de todas las emisiones de metano provocadas por los seres humanos.

Gas natural

Por otro lado, el metano también puede formarse a través de procesos geológicos, como la descomposición térmica de materia orgánica en el subsuelo, que da lugar a la formación de gas natural. Se halla acumulado en depósitos naturales subterráneos de donde es extraído, mediante perforaciones, como fuente de energía crucial para muchas economías globales.

El ser un gas altamente inflamable lo convierte en una fuente de energía eficiente y relativamente limpia cuando se quema, en comparación con otros combustibles fósiles. La extracción y uso del gas metano, sin embargo, no están exentos de desafíos ambientales por el riesgo que supone su liberación a la atmósfera.

Las fugas de metano durante la extracción, procesamiento, transporte y almacenamiento de gas natural (al igual que ocurre con el petróleo) representan una fuente importante de emisiones de metano a la atmósfera. Por ello, la industria energética está invirtiendo en tecnologías y nuevos métodos para reducir estas emisiones y mitigar su impacto ambiental.

Actividad industrial

La industria también contribuye a las emisiones de metano, particularmente a través de procesos industriales que utilizan o producen metano como subproducto. Por ejemplo, la producción de metanol y amoníaco, entre otros compuestos químicos, puede liberar metano al ambiente.

Materia orgánica

En la naturaleza, el metano se produce a través de la descomposición anaeróbica de materia orgánica en humedales como pantanos y lagos y en los océanos. Este proceso contribuye en un 30% a incrementar el metano natural y con ello al aumento de las emisiones globales de metano.

No obstante, es la actividad humana la que ha incrementado significativamente las emisiones de metano total, especialmente a través de la explotación y uso de combustibles fósiles (petróleo y gas natural), la gestión de residuos y la agricultura intensiva. La urbanización y el crecimiento de las ciudades también han multiplicado las fuentes de metano antropogénico, debido al aumento en la generación de residuos sólidos y aguas residuales y por una mayor demanda de energía a nivel global.

En resumen, tanto las fuentes naturales como las antropogénicas de metano tienen un impacto considerable en la atmósfera y en el cambio climático, subrayando la necesidad de establecer estrategias efectivas para medir y mitigar tan dañinas emisiones para la vida.

La importancia de medir el metano en el aire

El metano natural, aunque también contribuye al calentamiento global, no ha mostrado el mismo aumento dramático que el metano antropogénico en las últimas décadas.

De hecho, según un reciente estudio realizado por la NASA con la información aportada por los satélites se ha concluido que, al menos en EE.UU., se ha subestimado la proporción de este supercontaminante climático con un potencial 30 veces mayor para contribuir al cambio climático que el dióxido de carbono. Este gas de efecto invernadero es actualmente responsable de aproximadamente un tercio del calentamiento global producido por todos los gases de efecto invernadero (GEI).

Medir la concentración de metano en el aire es crucial por varias razones:

Contribución al efecto invernadero

Es un gas de efecto invernadero muy potente con una notable incidencia en el cambio climático. Aunque el metano es menos abundante en la atmósfera que el dióxido de carbono tiene mayor capacidad de atrapar el calor que este.

Salud pública

La exposición a altas concentraciones de metano puede causar problemas respiratorios y agravar enfermedades pulmonares preexistentes. La reducción del metano en el aire disminuye, en general, la incidencia de enfermedades relacionadas con la contaminación del aire.

Calidad del aire

El metano puede reaccionar en la atmósfera para formar ozono troposférico, un contaminante que afecta a la calidad del aire haciéndolo perjudicial para la salud humana y el medio ambiente.

Fuentes de emisión

Medir el metano en el aire ayuda a definir las fuentes de emisión, ya sean naturales o antropogénicas, para así implementar medidas que favorezcan su reducción efectiva.

En conclusión, medir el metano del aire es esencial para comprender y controlar su impacto en el clima del planeta, así como en la salud humana y de los ecosistemas. Asimismo, controlar su presencia en la atmósfera es esencial para mantener una calidad del aire saludable y desarrollar estrategias que minimicen los efectos adversos que derivan de su presencia en la atmósfera.

Impacto del metano en el medio ambiente

Además de su contribución al calentamiento global, el metano también afecta la calidad del aire y con ello a la salud pública.

Aunque el metano es un componente natural del ciclo del carbono, su aumento debido a actividades humanas representa un desafío significativo para la estabilidad climática global. Es un componente valioso del gas natural y tiene aplicaciones industriales importantes, pero su impacto ambiental negativo subraya la necesidad de una gestión cuidadosa y de la necesidad de adoptar políticas efectivas para reducir sus emisiones.

Por qué es importante reducir el metano en el aire

El impacto del metano atmosférico en el efecto invernadero es particularmente preocupante debido a su creciente concentración en la atmósfera y al aumento de la temperatura global que ello ocasiona. El ascenso de la temperatura terrestre puede originar grandes catástrofes ambientales como la desaparición de los glaciares, el aumento del nivel del mar y eventos climáticos extremos como inundaciones y sequías.

El metano es, a su vez, un peligroso compuesto químico porque es un gas altamente inflamable que puede causar explosiones en concentraciones elevadas.

Por lo tanto, la reducción de las emisiones de metano es crucial para mitigar el cambio climático y proteger tanto el medio ambiente como la salud pública.

Si logramos reducir los niveles de metano en la atmósfera de forma drástica, en pocos años tendrá un efecto inmediato sobre el calentamiento global, ya que la vida del gas metano es muy corta (máximo 12 años), a diferencia de lo que ocurre con el CO2 que persiste más de 100 años en el aire.

Las estrategias para reducir las emisiones de metano y con ello mejorar de una manera significativa la calidad del aire incluyen:

  • Mejorar las tecnologías de captura, transporte, utilización y almacenamiento del gas natural.
  • Optimizar las prácticas agrícolas y ganaderas con técnicas más sostenibles.
  • Promover el uso de energías renovables y limpias en lugar de combustibles fósiles.
  • Optimizar la gestión de los residuos orgánicos y las aguas residuales.
  • Implementar el uso del biogás o metano generado y reconvertido en energía utilizable.
  • Fomentar el reciclaje de residuos y compostaje.

Para implementar todas estas acciones eficaces con el fin de reducir la presencia de metano en la atmósfera, dada su trascendencia para el cambio climático, es necesario disponer de datos precisos de su presencia y niveles presentes en el aire. Es la única manera de comprobar que las actuaciones emprendidas para disminuir la presencia de este dañino gas de efecto invernadero son las más eficaces.

Políticas y regulaciones del metano

Las políticas y regulaciones en torno al metano han cobrado una importancia crucial en los últimos años debido a la creciente preocupación por el cambio climático y la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. El compromiso mundial para reducir sus emisiones de una manera global es una importante acción ante el cambio climático porque solo con su disminución en la atmósfera tendría un eficaz impacto en el calentamiento global.

Muchos países y organizaciones internacionales están implementando políticas estrictas para controlar y reducir las emisiones de metano natural y antropogénico.

En Estados Unidos, por ejemplo, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) ha establecido regulaciones que exigen a las industrias de petróleo y gas la detección y reparación de fugas de gas metano. Estas regulaciones también incluyen la implementación de tecnologías avanzadas para capturar el metano que de otro modo se liberaría a la atmósfera.

De manera similar, la Unión Europea ha adoptado una estrategia integral para reducir las emisiones de metano, que incluye medidas para mejorar la eficiencia de las operaciones de gas natural y promover prácticas agrícolas sostenibles.

Además de las regulaciones nacionales, existen acuerdos internacionales que buscan abordar de forma global el problema del metano atmosférico. Como el Acuerdo de París, un tratado internacional sobre el cambio climático que es jurídicamente vinculante. Fue adoptado en la COP21 celebrada en París en el año 2016. Aunque se centra principalmente en el dióxido de carbono, también reconoce la importancia de reducir otros gases de efecto invernadero, incluido el metano, para limitar el calentamiento global preferiblemente a 1,5 ºC y así combatir el cambio climático y adaptarse a sus efectos.

En este contexto, sobre todo para reducir contaminantes climáticos potentes pero de corta duración como el metano, han surgido iniciativas como la Evaluación global del metano de la Coalición del Clima y el Aire Limpio (CCAC). Según sus objetivos:

“Las acciones que abordan al mismo tiempo el cambio climático y la contaminación del aire logran mayores resultados. Promovemos acciones para reducir los contaminantes climáticos de vida corta que tienen impactos rápidos en el calentamiento global, la calidad del aire, la seguridad alimentaria y la salud humana.”

Esta coalición trabaja con gobiernos, empresas y organizaciones no gubernamentales para desarrollar y promover mejores prácticas y tecnologías que minimicen las emisiones, entre otros contaminantes, de metano en sectores clave como la energía, la agricultura y los residuos.

El Pacto Global del Metano, propuesto en 2021 por la Unión Europea y Estados Unidos, obtuvo el apoyo de 103 países que se comprometieron a reducir las emisiones de metano a nivel mundial en un 30 % antes de que termine la década. Alcanzar este objetivo significa una reducción de 0.2 ºC en el calentamiento global durante los próximos 30 años (hasta 2050).

Reducir rápidamente las emisiones de metano es ampliamente considerada, por los países adheridos a dicho acuerdo, como la estrategia más eficaz para reducir el calentamiento global. Además se comprometen a avanzar hacia el uso de las mejores metodologías de monitorización disponibles para cuantificar las emisiones de metano, con especial atención a las fuentes de altas emisiones.

Para lograrlo es imprescindible disponer de datos fiables de la presencia de metano en el aire, así como del nivel en que se halla. Es el camino para priorizar las medidas de reducción más eficaces y lograr una adaptación de las actividades antropogénicas.

Además, según la Evaluación Mundial del Metano de la Coalición Clima y Aire Limpio (CCAC) y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), alcanzar el objetivo de reducción de dicha temperatura para 2030 evitaría más de 200.000 muertes prematuras, cientos de miles de visitas a urgencias relacionadas con el asma y más de 20 millones de toneladas de pérdidas de cosechas al año de aquí al 2030.

En resumen, las políticas y regulaciones sobre el metano son esenciales para mitigar su impacto ambiental y avanzar hacia un futuro más sostenible, requiriendo un esfuerzo coordinado a nivel local, nacional e internacional que garantice la persistencia de la vida en el planeta.