EL EFECTO INVERNADERO Y EL CALENTAMIENTO GLOBAL

AÑO 2005

En abril del año 2005 dicté una charla a un grupo de alumnos de la UNIVERSIDAD SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA (UNSA) de la cual transcribo un extracto a continuación:

¿Han oído ustedes hablar de el “efecto invernadero”? Pregunté a unos jóvenes, estando hace poco en Arequipa, la Ciudad Blanca del eterno cielo azul; uno de ellos contestó: un invernadero es algo así como un vivero, un lugar abrigado para que se desarrolle la vida. No esperé respuesta más acertada, lo cual me ayudó a la pequeña charla que me proponía exponer, no para demostrar mis conocimientos acerca de este tema, sino para contrastarlos con esas mentes jóvenes.

Saben ustedes que la atmósfera terrestre y los mares son un inmenso vivero? No, respondieron, no nos habíamos percatado de ello. Y es natural esta respuesta, porque hay cosas en la vida de las cuales no nos damos cuenta, mientras no desaparecen.

Un vivero, razonamos juntos, es un pequeño microclima, cuya temperatura y humedad deben ser adecuadas para que florezcan las plantas que se quieren cultivar. El gran vivero del mundo es un conjunto de macro y microclimas en los cuales se desarrollan diversos tipos de vida. En un vivero todo es regulado artificialmente mediante termómetros, higrómetros y otros dispositivos. En el gran vivero del mundo todo se regulaba en forma natural, hasta que intervino la mano del hombre.

El gran vivero del mundo es regulado por ciertos gases denominados Gases de Efecto Invernadero (GEI) entre los cuales el principal es el CO2 (Anhídrido carbónico o dióxido de carbono) el cual es generado, desde la época de los dinosaurios y mucho antes, por la quema de bosques causados por incendios naturales (por las descargas eléctricas atmosféricas, denominados rayos, principalmente). No obstante, como Dios es grande, este gas es permanentemente reciclado, por los mismos bosques que lo generan al quemarse pero luego lo capturan propiciándose un equilibrio hasta, repito, que apareció el hombre y su tecnología pues el CO2 es generado ahora, y en gran escala, por las emanaciones de la quema de hidrocarburos (vehículos automotores, centros industriales, etc.)

Otros GEI, según el Protocolo de Kioto son: el Metano (CH4), el óxido nitroso (N2O), los hidrofluoro- carbonados (HFC), los perflouro- carbonados (PFCs) y el Hexafluoruro de azufre (SF6).

La generación artificial de estos gases, desde que empezó la era industrial, ha roto el equilibrio natural y, como consecuencia, el clima del mundo está cambiando con probables graves consecuencias en un futuro cercano debido a la elevación de la temperatura promedio a nivel global. Existe no obstante una diferencia sustancial en lo que respecta a su origen, entre el CO2 y los otros gases GEI. El CO2 se produce en mayor proporción como consecuencia de la combustión (desecho); en cambio los que contienen fluor son producidos artificialmente para un fin determinado.

Entre estos gases, el SF6 es uno de los más potentes. Según diversas publicaciones, como gas invernadero un kilo de SF6 equivale a 25 mil kilos de CO2.

(2). Peor todavía: El CO2, como dijimos, se recicla. El SF6 tiene un tiempo de vida del orden de 3 mil años!! Y es en este punto donde entré al tema que quería tocar con esos jóvenes pues, últimamente, a este gas lo estoy escuchando con mayor insistencia.

El SF6 fue desarrollado por científicos especializados como un medio de gran eficacia para interrumpir el arco eléctrico en interruptores de alta tensión (en nuestro país entre 60 y 220 mil voltios). Se le utiliza como tal desde la década de los años 60. Posteriormente su utilización se ha extendido, a nivel mundial, a interruptores de media tensión. También se le está utilizando masivamente como medio aislante pues su capacidad dieléctrica es 3 veces mayor que la del aire, a la presión atmosférica. No obstante, para mejorar tal capacidad dieléctrica se le usa a 1.5, 3 ó más veces la presión atmosférica, lo cual incrementa las posibilidades de escape de los recipientes que lo contienen así como su poder como gas GEI.

En el mundo ya están sonando las campanas de alerta. El denominado Protocolo de Kioto ha dado el más sonoro de estos campanazos. Ha sido suscrito por la mayoría de países (incluyendo al Perú), y ha señalado a los gases citados como los principales causantes de la exacerbación del Efecto Invernadero. Dicho Protocolo ha entrado en vigencia en febrero del presente año (2005).

Uno de los pocos países que no ha suscrito el Protocolo de Kioto es Estados Unidos. Cuáles son los argumentos de este país para negarse a ratificar el Protocolo? No es motivo de este artículo analizar este tema pero sí resaltar que tales argumentos son de índole económica ya que las restricciones impuestas afectarían enormemente intereses de grandes conglomerados industriales norteamericanos.

Y en Arequipa, es está utilizado ese poderoso gas SF6? Circunscribieron aún más su curiosidad. Si, y espero que se le utilice con prudencia, sólo cuando no existan otras alternativas. Pues de lo que se trata en realidad es de un tema de moral del comportamiento humano para evitar catastróficas consecuencias, que no las sufriremos los ahora viejos, sino las generaciones presentes después de la mitad de este siglo.

Y cuáles han sido los efectos de estos gases en el Perú, inquirieron con su práctica curiosidad estos jóvenes. Ustedes deben haberse informado, les dije, que a los hermosos nevados de nuestra Cordillera Blanca (allá en el departamento de Ancash) les queda poco tiempo de vida como tales (pocas decenas años): ese será uno de los trágicos efectos, no sólo al paisaje, sino al ecosistema en general. Más cerca: Ustedes son testigos que nuestro Misti, actualmente y en períodos largos del año pierde toda su corona de nieve y ahora, en esos meses, sólo parece una montañita más; pues bien, cuando yo tenía la edad de ustedes, allá por los años 60, nuestro Misti no perdía su adorno en ninguna época del año. Esta es una señal papable de que algo muy malo está ocurriendo con nuestro micro clima arequipeño.

Pero uno que otro aparato en SF6 no harán ningún daño, insistieron como para picarme. Ese es el criterio de que una raya más no le hace nada al tigre, repliqué. Es lo que argumenta el fumador: un cigarrito más y no pasa nada!! sin importar las consecuencias.

Yo estudié la secundaria en el Colegio Nacional de la Independencia Americana, seguramente como algunos de ustedes. Fui a Arequipa habiendo estudiado la primaria en el puerto de Chala. Estuve internado los 5 años en dicho colegio. Recuerdo que cuando los sábados nos levantábamos muy temprano para jugar un partido en la crujiente cancha por el pasto congelado, podíamos ver el amanecer con el Misti nevado hasta la “cintura”. Era una visión maravillosa.

20 AÑOS DESPUÉS

Hoy, septiembre 2024, casi 20 años después, vuelvo a tratar este tema.

Como voy a hacer referencia a las celdas tipo AIS y GIS y a los gases GEI, previamente explicaré sus denominaciones.

Celdas de distribución en media tensión denominadas “AIS” (AIR INSULATED SWITCHGEAR) son aquellas que emplean el aire del medio ambiente como medio aislante. De acuerdo al lugar, el aire puede ser limpio con algún grado de contaminación, o enrarecido de acuerdo a la altura sobre el nivel del mar. Si bien las celdas AIS, no modulares, existen desde mediados del siglo pasado, en este artículo me referiré como celdas AIS solamente a aquellas modernas (modulares).

Celdas de distribución en media tensión denominadas “GIS” (GAS INSULATED SWICHGEAR) son aquellas de emplean un gas diferente al aire (actualmente SF6) como medio aislante.

Gases GEI, denominan a aquellos, además del CO2, que han sido desarrollados por el hombre; cada uno de estos gases tiene una equivalencia en CO2 como veremos más adelante.

Al 2024 han transcurrido casi 20 años desde que escribí el artículo mencionado en la introducción y creo que es tiempo suficiente para intentar hacer un balance de los efectos del cambio climático, exacerbado por el empleo de gases de efecto invernadero particularmente de las celdas de media tensión tipo GIS. Desde el año 2005 a la fecha posiblemente habrán sido instaladas en nuestro país miles de este tipo de celdas y en el mundo algunas decenas de millones con un crecimiento sostenido en dicho lapso debido al crecimiento de la demanda de energía eléctrica desde esos años hasta nuestros días. En el transcurso de este período muchas de estas celdas estarán fuera o pronto saldrán de servicio. ¿Cómo han sido eliminados o serán eliminados los restos de estas celdas?; me temo que simplemente muchas han sido o serán descartadas sin la precaución de recuperar el gas SF6 para evitar que este fuge a la atmósfera. Considerando que una celda de media tensión contiene en promedio 4 kilos de SF6 y que cada kilo de este gas equivale entre 22,800 y 32,600 mil kilos de CO2 (ver tabla adjunta) y que además su vida es de unos 3000 años, su potencial para contribuir al calentamiento global sería importante.

El SF6 tiene una alta capacidad para absorber radiación infrarroja, lo que significa que puede atrapar eficientemente el calor en la atmósfera y en consecuencia contribuir al incremento de la temperatura global.

Este gas ha sido masivamente utilizado debido excelentes características dieléctricas las cuales son 3 veces superiores al del ostentado por el aire. Esta característica permite reducir sustancialmente las dimensiones de las celdas de media tensión y por consiguiente ahorrando espacios en los centros de distribución sea de las empresas distribuidoras como entre los usuarios privados o estatales con contratos de suministro en media tensión. Ver cuadro No 1.

Cuadro No 1.
Comparación de dimensiones para celdas 24 KV, con seccionador e interruptor incorporados.

Así, por ejemplo, en una subestación con 5 celdas, para las primeras se requiere un local de 6 m de largo; para las segundas de 5 m y para las terceras de 3 m o menos.

En el caso de nuestro país, las celdas GIS son muy convenientes en lugares muy cercanos al mar pues sus componentes no están expuestos al salino medio ambiente. En cambio las celdas AIS, al estar sus componentes aislados con el aire del medio ambiente, estos pueden sufrir daños en dichos lugares, si es que no reciben un mantenimiento adecuado.

Por otra parte, en el caso de instalaciones superiores de unos 2000 msnm y cuando la tensión de servicio es de 22.9 KV las celdas AIS de 24 KV no pueden usarse debida al enrarecimiento del aire y por tanto su poder dieléctrico se reduce y como consecuencia deben ser reemplazadas por celdas para 36 KV con el incremento del costo correspondiente. Este inconveniente lo resuelven, en la mayoría de casos, las celdas GIS pues sus componentes, al estar encapsulados en un tanque lleno de SF6 a presión (1.5 Bar absolutos) no son afectados por la mayor altura sobre el nivel del mar pero, eso sí, su presión interna debe reducirse de acuerdo a las recomendaciones del fabricante respectivo.

Cuando la tensión de servicio es de 10 o 13.2 KV, las celdas AIS de 24 KV (que son las más usadas) pueden usarse en alturas muy superiores a los 2000 msnm.

En consecuencia, las celdas GIS resuelven los problemas mencionados (relacionados con las celdas AIS) pero es conveniente no utilizarlas de manera indiscriminada sino para los casos estrictamente necesarios, hasta cuando los fabricantes encuentren otro gas que no contribuya al incremento del calentamiento global. Algunos fabricantes europeos ya han avanzado con esta finalidad.

No obstante, no podemos dejar de evaluar los casos de fallas de los componentes integrantes (como seccionadores e interruptores) en los casos de celdas AIS y celdas GIS. En el caso de las primeras la falla de un componente puede resolverse mediante su reparación o su reemplazo, pero en caso de las segundas se requiere el cambio completo de la celda (lo mismo en caso de detectarse fuga de gas).

Cuadro No 2.
Equivalencia Gases GEI / CO2.

EQUIVALENCIAS

En el cuadro siguiente se presentan las equivalencias de los gases de efecto invernadero con respecto al CO2 (dióxido de carbono), también conocidas como Potenciales de Calentamiento Global GEI (o GWP, por sus siglas en inglés):

LA HUELLA DEL CARBONO

Fuente INTERNET. (elaboración propia)

Las equivalencias del cuadro número 2 se utilizan para calcular la huella de carbono y el impacto climático de diferentes actividades y emisiones. Al convertir las emisiones de otros gases de efecto invernadero a CO2 equivalente, se puede obtener una visión más clara del impacto total en el cambio climático.

Las industrias, centros comerciales, etc. que desean enrolarse a la tendencia actual de contribuir a la reducción del efecto invernadero y en consecuencia al cambio climático (incremento de la temperatura global), pueden ostentar ESTRELLAS DE HUELLA DE CARBONO, beneficiándose de la siguiente manera, entre otras:

1. Mejora de la imagen corporativa: Demostrar un compromiso con la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y la sostenibilidad.
2. Prepararse para futuras regulaciones
3. Diferenciación en el mercado: Destacarse de la competencia y atraer clientes que valoran la sostenibilidad.
4. Calificar para incentivos gubernamentales o financieros para proyectos de reducción de emisiones.
5. Obtener la calificación ISO 14064 (HUELLA DE CARBONO)
6. Demostrar responsabilidad social y contribuir a la mitigación del cambio climático.

Las estrellas de huella de carbono suelen ser otorgadas por organismos certificadores que verifican el cumplimiento de estándares y protocolos de reducción de emisiones la norma ISO 14064.

OTROS DATOS EXTRAÍDOS DE INTERNET

Cada año se emiten a la atmósfera de la Tierra más de 36.000 mil millones de toneladas de CO2, el principal de los Gases de Efecto Invernadero que contribuyen al Cambio Climático. La mayor parte de estos gases nacen del uso de combustibles fósiles, la generación de energía por vías no renovables y las actividades humanas contaminantes.

El último informe de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) ha recordado a finales de 2019 que durante el último año computado (2018), el mundo batió todos los récords registrados en la historia de la humanidad de concentración de CO2 en la atmósfera. En concreto, la concentración alcanzó en 2018 las 407,8 partes por millón (ppm), lo que supone casi un 47% más que el nivel preindustrial, antes de 1750.

Top 10

Sin embargo, una mayoría de esta contaminación proceden de apenas un puñado de países: China, por ejemplo, ronda el 37% de todas las emisiones mundiales, mientras que Estados Unidos emite casi el 14%. En la siguiente tabla podemos ver el ranking de los 10 países que más emisiones producen, medidas en Millones de toneladas de CO2 equivalente en 2019:

Países con mayores emisiones de gases de efecto invernadero equivalentes de CO2
(en millones de toneladas anuales)

EL ACUERDO DE PARÍS

El cambio climático constituye una emergencia mundial que va más allá de las fronteras nacionales. Se trata de un problema que exige soluciones coordinadas en todos los niveles y cooperación internacional para ayudar a los países a avanzar hacia una economía con bajas emisiones de carbono.

Para abordar el cambio climático y sus impactos negativos, los líderes mundiales en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP21), en París, realizaron un avance más el 12 de diciembre de 2015 con el histórico Acuerdo de París.

• El Acuerdo establece objetivos a largo plazo como guía para todas las naciones:
• reducir sustancialmente las emisiones de gases de efecto invernadero para limitar el aumento de la temperatura global en este siglo a 2 °C y esforzarse para limitar este aumento a incluso más de tan solo el 1,5 °;
• revisar los compromisos de los países cada cinco años;
• ofrecer financiación a los países en desarrollo para que puedan mitigar el cambio climático, fortalecer la resiliencia y mejorar su capacidad de adaptación a los impactos del cambio climático.

El Acuerdo es un tratado internacional legalmente vinculante. Entró en vigor el 4 de noviembre de 2016. En la actualidad, 194 partes (193 países más la Unión Europea) han firmado el Acuerdo de París.

El Acuerdo incluye compromisos de todos los países para reducir sus emisiones y colaborar juntos a fin de adaptarse a los impactos del cambio climático, así como llamamientos a estos países para que aumenten sus compromisos con el tiempo. El Acuerdo proporciona a los países desarrollados una ruta para que ayuden a las naciones en desarrollo a mitigar y adaptarse al cambio climático, creando un marco para un control y una información transparentes sobre los objetivos climáticos de estos países.

El Acuerdo de París proporciona un marco duradero con afán de dirigir el esfuerzo global durante las próximas décadas. Señala el comienzo de un cambio hacia un mundo con emisiones cero neto. La puesta en práctica del Acuerdo también es esencial para lograr los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ya que ofrece una hoja de ruta para las medidas climáticas que reducirán las emisiones y aumentarán la resiliencia al clima.

MEDIDAS EN EUROPA PARA RESTRINGIR EL USO DEL SF6

El Parlamento Europeo, en consejo del 7 de febrero de 2024, modificó la Directiva (UE) 2019/1937 y derogó el Reglamento (UE) 517/2014 sobre el uso de gases fluorados de efecto invernadero, como el SF6.

En los países de la Unión Europea, se prohibirá la puesta en funcionamiento a partir del 1 de enero de 2026, la aparamenta eléctrica de media tensión con aislamiento en SF6 para distribución primaria y secundaria de hasta 24 kV.

EL HIDRÓGENOS VERDE

El hidrógeno verde es un tipo de hidrógeno que se le denomina así porque se produce mayoritariamente mediante la electrólisis del agua, utilizando electricidad generada a partir de fuentes renovables como la energía solar o eólica. Este proceso no emite gases de efecto invernadero ni contaminantes atmosféricos.

El hidrógeno verde es una fuente de energía limpia y versátil que puede ser utilizada en una variedad de aplicaciones para reducir la dependencia de los combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero.

COMENTARIO FINAL

Si bien nuestro país no es, ni de lejos, uno de los principales emisores de gas GEI, estamos entre los países que sufriremos con mayor intensidad si el calentamiento global continúa con su línea de crecimiento. Ya lo estamos viviendo con el deshielo de los nevados de nuestra Cordillera de los Andes. En pocos años nuestros nevados podrían desaparecer y las consecuencias en nuestros ecosistemas sería extremadamente graves. Por lo tanto considero que nuestro Ministerio del Ambiente, dando el ejemplo a otros países, que sí son grandes emisores de gasees GEI, debemos realizar todos los esfuerzos posibles para cumplir con los objetivos comprometidos en el acuerdo de París, del cual somos adherentes.