Recuadro | La importancia del carbono negro en el calentamiento global

El carbono negro (CN) tiene un papel importante y único en el sistema climático de la Tierra debido a que absorbe la radiación solar, influye en los procesos de formación y en la dinámica de las nubes y altera significativamente el proceso de derretimiento de la nieve y las cubiertas de hielo. Está formado generalmente por agregados de partículas microscópicas de carbón rodeadas por compuestos orgánicos y pequeñas cantidades de sulfatos y nitratos. Se produce por la combustión incompleta de combustibles fósiles como el diésel y el combustóleo, así como por la quema de leña y otra biomasa

El CN forma parte de los llamados contaminantes climáticos de vida corta (CCVC),1 los cuales tienen un importante potencial de calentamiento global (GWP, por sus siglas en inglés) y un tiempo de vida en la atmósfera más corto que el bióxido de carbono. Recientemente se ha incrementado el conocimiento de los efectos del carbono negro en la atmósfera y sus contribuciones al forzamiento radiativo planetario (ver IPCC, 2013) dado por sus diferentes componentes, que son: la absorción de radiación, su reflexión (el denominado “albedo”) y sus complejas interacciones con otros aerosoles y la formación de nubes (Bond et al., 2013; Tabla a). La Tabla 5.4.a muestra la gran incertidumbre en la estimación de sus efectos a corto (20 años) y a largo (100 años) plazos, reflejando los grandes retos para entender y cuantificar sus efectos.

 

Tabla 5.4.a

Estimaciones del potencial de calentamiento global (PCG) del carbono negro (CN) y el carbono orgánico (CO) a 20 y 100 años
Figura

Nota:
1 CN: Carbono negro
2 CO: Carbono orgánico
a Fuglestvedt et al. (2010).
b Bond et al. (2011). Uncertainties for OC are asymmetric and are presented as ranges.
c Bond et al. (2013). Metric values are given for total effect.
d Collins et al. (2013). The four regions are East Asia, EU + North Africa, North America and South Asia (como también se muestra en Fry et al., 2012).

Fuente:
IPCC. Fifth Assessment Report (AR5). IPCC. 2013, 2014.

 

 

Aun cuando existe en la actualidad una importante incertidumbre en la comunidad científica acerca del potencial de calentamiento real de este contaminante (Figura 5.4.a), se reconoce que ha sido, después del bióxido de carbono, uno de los contaminantes que puede haber contribuido más al cambio climático, estimándose que su impacto podría rondar incluso el 15% del efecto de calentamiento.2

 

Figura 5.4.a

Forzamiento radiativo de algunos gases de efecto invernadero y contaminantes climáticos de vida corta
Figura

Nota:
Estimaciones de forzamiento radiativo en 2011 respecto de 1750, e incertidumbres agregadas de los principales impulsores del cambio climático. Los valores son el forzamiento radiativo medio global 14, dividido de acuerdo con los compuestos emitidos o procesos que resultan en una combinación de impulsores. Los valores numéricos del forzamiento radiativo se indican a la derecha de la figura, junto con el nivel de confianza en el forzamiento neto (MA: muy alto, A: alto, M: medio, B: bajo, MB: muy bajo). El forzamiento por albedo, debido al carbono negro sobre la nieve y el hielo, se incluye en la barra de aerosoles de carbono negro. No se muestran los forzamientos pequeños por estelas de condensación (0,05 W/m2 , incluidos los cirrus originados por estelas de condensación) y los hidrofluorocarbonos (HFC), los perfluorocarbonos (PFC) y el hexafluoruro de azufre (SF6) (total de 0,03 W/m2 ). Los forzamientos radiativos correspondientes a las distintas concentraciones de gases se pueden obtener sumando las barras del mismo color. El forzamiento volcánico no se incluye, ya que su carácter episódico hace difícil la comparación con otros mecanismos de forzamiento. Se proporciona el forzamiento radiativo antropógeno total para tres años diferentes, en relación con 1750.

Fuente:
IPCC. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Stocker, T.F., D. Qin, G.K. Plattner et al. (eds.). Cambridge University Press. Reino Unido y Nueva York.

 

 

La concentración de carbono negro en la atmósfera varía regionalmente. Entre los años de 1970 y 2009, en los llamados países en desarrollo su concentración fue mayor que en otras regiones del planeta, observándose valores particularmente altos en ciertas zonas del centro y norte de la India y el noreste de China (Mapa a). Aunque no con la misma intensidad, los efectos de calentamiento de estos contaminantes también se aprecian en algunas zonas de Sudamérica y gran parte del territorio mexicano.

 

Mapa 5.4.a

Tendencias en la concentración troposférica media anual de carbono negro, 1970 – 2009
Figura

Fuente:
Chung, C.E., V. Ramanathan, D. Kim et al. Global anthropogenic aerosol direct forcing derived from satellite and ground-based observations. Journal of Geophysical Research 110. 2015.

 

 

El efecto del carbono negro en el ambiente no sólo produce el calentamiento de la atmósfera; también deteriora la calidad del aire y se le ha asociado con efectos negativos sobre la salud humana, básicamente por enfermedades cardiovasculares y respiratorias, por sus vínculos a ciertos tipos de cáncer, a efectos mutagénicos y a muerte prematura, entre los más importantes.

Las acciones orientadas hacia el abatimiento de las emisiones de los CCVC podrían tener múltiples beneficios adicionales además de contribuir a la mitigación del cambio climático en el corto plazo; entre ellos destacan también el mejoramiento inmediato de la calidad del aire y por tanto de la salud de la población, así como la reducción de la pérdida de masas forestales por la deforestación. 

 

 

Referencia:

Modificado de:
Semarnat. Compromisos de mitigación y adaptación ante el cambio climático para el periodo 2020-2030. Semarnat. México. 2015.

 

 

Notas:

1 Otros contaminantes climáticos de vida corta, junto con el carbono negro, son el metano, los HFC y HCFC.
2 Ver Jacobson, M.Z. Testimony for the hearing on black carbon and global warming. House Committee on Oversight and Government Reform United States House of Representatives, The Honorable Henry A. Waxman, Chair, 18 October. (2007).