# Emisiones de dióxido de carbono

Las emisiones de dióxido de carbono tienen dos orígenes: naturales y antropogénicas, teniendo estas últimas un fuerte crecimiento en las últimas décadas, según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC). La concentración actual de dióxido de carbono (CO$_2$) en el aire oscila alrededor de 416 ppm en 2020, o un 0.0415%, con algunas variaciones día-noche, estacionales, por la parte antrópica; y con picos de contaminación localizados. El contenido de CO$_2$ nunca ha sido tan elevado desde hace 2 100 000 de años.
La concentración de CO$_2$ en la atmósfera ha estado aumentando desde finales del siglo XIX y el ritmo de aumento se aceleró a finales del siglo XX, pasando de 0.5 ppm/año en 1960 a 2 ppm/año en 2000, con un valor mínimo de 0.43 en 1992 y máximo de 3 ppm en 1998. Desde 2000, la tasa anual de aumento apenas ha cambiado.
Las emisiones antropogénicas mundiales están aumentando cada año: en 2007 las emisiones de CO$_2$ eran 2 veces mayores que en 1971. En 1990 fueron emitidas 20 878 Gt/año de CO$_2$ y en 2005 26,402, es decir, un aumento del 1.7% por año durante este período. La combustión de 1 litro (34 floz) de gasolina genera 2,3 kg (5,1 libras) de CO$_2$. y la de un litro de diésel 2,6 kg (5,7 libras) de CO$_2$.
A pesar de la entrada en vigor del Protocolo de Kioto en algunos países en la década de 1990, las emisiones de CO$_2$ han seguido aumentando. En 2008, los países «menos desarrollados» representaron más del 50% de las emisiones mundiales. Estos países representan el 80% de la población mundial, pero solamente fueron con el 20% de las emisiones desde 1751 a 2007.
Debido al incumplimiento del Protocolo de Kioto, en 2009 se realizó la Cumbre de Copenhague o XV Conferencia sobre el Cambio Climático de la ONU 2009, donde participaron 119 líderes mundiales con el objetivo de llegar a acuerdos realistas sobre el cambio climático y emisiones de CO$_2$.
Según la Agencia Internacional de Energía, las emisiones de CO$_2$ aumentarán el 130% hacia 2050. La inversión necesaria para reducir a la mitad las emisiones y desarrollar una "revolución internacional de las tecnologías energéticas" se elevaría a US$45 000 000 000 hacia 2050.

## Emisiones de CO$_2$
### Toxicología y ecotoxicología

Además del hecho de que las emisiones de CO$_2$ generalmente van acompañadas por diversas emisiones de hollín, humo, metales pesados y otros contaminantes que afectan a la mayoría de los organismos vivos, las nanopartículas tienen efectos todavía muy poco estudiados, pero parecen ser importantes.

#### En los animales de sangre caliente

El CO$_2$, a diferencia del monóxido de carbono (CO), no es tóxico en dosis bajas, pero mata por asfixia a partir de un cierto umbral y de una cierta duración a la exposición. Sus propiedades químicas lo hacen capaz de atravesar rápidamente muchos tipos de membranas biológicas, que es aproximadamente 20 veces más soluble en los fluidos del cuerpo humano que el oxígeno. Por lo tanto, produce efectos rápidos en el sistema nervioso central.

#### En los humanos

El CO$_2$ solamente es tóxico en altas concentraciones.
* A partir de 0.1% o 1000 ppm, el CO$_2$ se convierte en uno de los factores de asma o del síndrome de los edificios. Esta concentración es el máximo permitido para el diseño de sistemas de aire acondicionado, en el interior de los edificios y de las viviendas.
* Por encima de 0.5% o 5000 ppm, es la exposición ocupacional máxima que se permite en la mayoría de los países; y el máximo permitido para el diseño de equipos de aire acondicionado en los aviones no debe sobrepasarlo.
* Tres veces esa tasa de 1.5 % o 15 000 ppm, es la exposición laboral máxima por un máximo de 10 minutos.
* A partir de un 4% de CO$_2$ en el aire, o 40 000 ppm, se alcanza el umbral de efectos irreversibles sobre la salud, ya que el umbral mínimo que obliga a una evacuación inmediata de los locales.
* A partir del 10% y una exposición superior a 10 minutos sin un recurso de reanimación rápida, se produce la muerte.
Nuestro sistema respiratorio y circulatorio es muy sensible al CO$_2$: un pequeño incremento en la concentración de CO$_2$ en el aire inspirado, acelera casi inmediatamente el ritmo respiratorio, que es normalmente de 7 litros (0,2 pies cúbicos) por minuto, con el 0.03% de CO$_2$ en el aire inspirado y que pasa a 26 litros (0,9 ft³)/minuto, con el 5% de CO$_2$ en el aire inspirado.

#### En las plantas

A dosis bajas, el CO$_2$ estimula el crecimiento, pero los experimentos en el invernadero y en un entorno natural enriquecido en CO$_2$ han demostrado que esto es válido solamente hasta un cierto límite, más allá del cual el crecimiento se mantiene relativamente estable o disminuye. Este umbral varía, según las especies vegetales consideradas. No se sabe si este efecto es duradero. Después de unos años, fenómenos de acidificación del medio ambiente podrían posiblemente actuar en la dirección opuesta.

### Fuentes antropogénicas y efecto invernadero

Las emisiones de CO$_2$ causadas por el hombre suelen tener unas fuentes bastante obvias, siendo estas los medios de transporte que utilizan derivados del petróleo como combustible, por ejemplo: en aviones, automóviles, camiones, motocicletas, etc. También están las grandes industrias y fábricas, aunque se estima que la contaminación atmosférica que producen los vehículos es mayor.
Por el lado de la naturaleza, las mayores emisiones de CO$_2$ se dan cuando hay incendios forestales y también durante erupciones volcánicas, sobre todo las que tuvieron ciertos volcanes hace millones de años, llegando a cambiar el clima de la Tierra. Todo esto acarrea consecuencias, siendo principalmente dos:
* La contaminación de los océanos, lo que lleva a la acidificación del océano, afectando así a muchas especies; y
* La contaminación atmosférica, lo que deriva en el efecto invernadero y la huella de carbono.
Según The New York Times, afirmaba que: «China va a superar a los Estados Unidos como el mayor emisor de CO$_2$ antes de 2009», debido principalmente a la proliferación de centrales eléctricas alimentadas con carbón. Sin embargo, también es el país más poblado del mundo y su tasa de CO$_2$ por habitante es muy inferior a la de los Estados Unidos, Canadá, Australia, Países Bajos, así como de Rusia y de Alemania.

### Consecuencias de las emisiones en el medio marino

El conjunto de los océanos absorbe un tercio de las emisiones humanas de CO$_2$. Así se convirtieron en parte del medio ambiente marino 9x10$^9$ de toneladas de CO$_2$ en 2004 y, desde el comienzo de la era industrial, un total de 120x10$^9$ de toneladas de CO$_2$ procedentes de la combustión de combustibles fósiles.
El aporte masivo de CO$_2$ en los océanos provoca una disminución del pH del agua haciéndola más ácida, disminuyendo la concentración de carbonatos, y afectando al ecosistema marino, ya que es uno de los componentes esenciales en la fabricación del carbonato de calcio utilizado por crustáceos y moluscos para fabricar su exoesqueleto calcáreo.
La acidificación del mar tiene un efecto inmediato en diversas especies. La decoloración de los corales está vinculada a una disminución de la calcificación, pero también en el Océano Atlántico norte la explosión de los cocolitóforos bajo el efecto de la luz primaveral debida a una mayor presión de CO$_2$. Todavía peor, la acidificación tiene un efecto mayor en el agua fría que en los mares cálidos; en la peor situación, a finales del siglo la calcificación llegaría a ser imposible en el Océano Austral y en la costa de la Antártida, haciendo imposible la fabricación de aragonita, una forma de piedra caliza encontrada en la concha de los gastropodos, que constituyen la dieta básica del zooplancton, él mismo un alimento básico de muchos peces y mamíferos marinos.
Una de las consecuencias del calentamiento global podría bloquear o ralentizar la circulación oceánica. Si las corrientes oceánicas se paran, las capas superficiales de agua se saturarán de CO$_2$ y no podrán capturarlo como en la actualidad. Todavía peor, la cantidad de CO$_2$ que puede absorber un litro de agua disminuye, a medida que se calienta el agua. Por lo tanto, el CO$_2$ atmosférico podría acumularse más rápidamente si el agua de los océanos no circulara según las pautas actuales. Sin embargo, la hipótesis de una interrupción de determinadas corrientes oceánicas se considera como «muy improbable», según el informe de 2007 de los expertos del IPCC.

## Emisiones por país

La Agencia de los Países Bajos para el Control del Medio Ambiente ha hecho una estimación inicial de 31 600 000 toneladas (69 666 131 700 libras) de CO$_2$ lanzadas en 2008, incluyendo 7 550 000 toneladas (16 644 914 400 libras) de China y 5 690 000 toneladas (12 544 313 000 libras) de Estados Unidos, en disminución a causa de la crisis.

### Estados Unidos

Varios factores explican la importancia de las emisiones de CO$_2$ de los Estados Unidos:
* El país es vasto: el 3.er país del mundo por superficie, siendo un país tan grande como todo el continente europeo. Esto provoca un gran consumo energético en transporte. El movimiento de pasajeros diario se basa en el automóvil, mientras que el tren se limita a las mercancías. La expansión urbana también lleva a un consumo excesivo de combustible.
* El país está muy poblado, siendo el 167.° en densidad de población, pero el 3.° en población, solamente detrás de China y la India, además de que tiene un alto nivel de vida, lo que conlleva un elevado gasto en emisiones.
* Climas difíciles: ciertas zonas del país presentan una gran amplitud térmica; en verano se producen olas de calor, mientras que en otras se llega muy por debajo de los 0°. Los desiertos del oeste presentan puntos de alta concentración de población, como en las ciudades de Phoenix, Las Vegas, entre otras. Está muy extendido el uso del aire acondicionado, lo que aumenta el gasto energético. Cuando el invierno es menos riguroso, la producción de gases de efecto invernadero disminuye, como se ha visto en el invierno de 2006: de acuerdo con la Administración de Información de Energía, las emisiones de CO$_2$ en Estados Unidos disminuyeron en un 13% en 2006.

### China

El rápido desarrollo industrial y urbano de China provoca un aumento de la contaminación del aire, especialmente en las grandes aglomeraciones urbanas del país. China emite más CO$_2$ con 6.2 Gt que los Estados Unidos desde 2006 con 5.8 Gt.
* Este gran aumento está vinculado a los cerca de 1 350 000 000 personas, es decir, cuatro veces más que los Estados Unidos. También se debe a que fue el mayor exportador del mundo en 2010 y se denomina comúnmente como la «fábrica del mundo».
* El nivel de vida ha mejorado y el crecimiento económico se produce a una velocidad superior a la de los Estados Unidos y otros países.
China es también un país en desarrollo. Considera, de acuerdo con otros países, que son los países desarrollados los que deben actuar con prioridad, ya que tienen una responsabilidad histórica en el aumento de las concentraciones actuales de gases de efecto invernadero, según el Protocolo de Kioto.

### Alemania

El país produjo en 2007 un 3% de las emisiones mundiales de CO$_2$.
En junio de 2008, Alemania aprobó la segunda parte de su plan sobre el clima, un programa integral para reducir en un 40% sus emisiones de CO$_2$ en 2020, en comparación con las de 1990. Esta serie de medidas, centradas principalmente en la economía energética y una apuesta decidida en favor de las energías renovables, se resume en las siguientes:
* Aumento del impuesto sobre el transporte pesado en autopista de 13.5 a 16.2 ¢ por km y hasta 28 ¢ para los más contaminantes.
* Extensión de la red de distribución de la energía eléctrica producida a partir del viento en la costa del Mar del Norte y del Mar Báltico.
* Modificación de las normas de construcción para las nuevas construcciones, a fin de reducir su consumo de energía en un 30%.
* Fomentar la creación de contadores de corriente "inteligentes" para evaluar mejor el consumo energético privado.
La reforma del impuesto de matriculación está aplazada hasta el 2010. De hecho, el gobierno dijo que la barrera del 20% se alcanzó en el 2008, pero el plan presentado en el estado actual permitirá una reducción del 35%.

## Políticas de contención y control de emisiones

Pasan a través de la sensibilización, educación y formación, con el objetivo de un comportamiento más sobrio y racional de todos y cada uno. Las subvenciones, los bonos, o los sistemas voluntarios de medidas compensatorias, o las medidas restauradoras o de conservación, posiblemente basadas en sistemas de ecotasas son las herramientas más utilizadas en los años 1990 a 2005. Los enfoques varían: la donación, las compensaciones de carbono voluntario, apoyo al comportamiento y al consumo sostenible y la asignación de los créditos de carbono o sistema de cuotas.
Las cuotas y el mercado de los derechos de contaminación son más recientes. Se basan en los mecanismos «clásicos» de la economía y del mercado. Programas de tarjetas individuales se estaban estudiando o probando localmente. Consisten en medir el impacto medioambiental de los individuos, animándoles a atenuarlo o reducirlo por completo, en términos de valoración global, a través de medidas compensatorias. Estas tarjetas contabilizan generalmente, de manera cuantitativa y eventualmente cualitativamente, las emisiones de personales, para alentar al individuo, por instrumentos financieros, premios, prima, multa por importe de la cuota de emisiones de gases de efecto invernadero en la huella ecológica individual. En 2009, docenas de tarjetas de crédito han podido proporcionar un seguimiento más detallado de las emisiones, con donaciones voluntarias compensatorias a algunas ONG.

### Vigilancia de las emisiones

Varios países, incluyendo Estados Unidos, controlan la tasa real de CO$_2$ de sus atmósferas, a sabiendas de que no expresa la contribución del país, sino de la de todo el planeta y la de las actividades humanas. Estas medidas son poco frecuentes en Europa.
La tasa de CO$_2$, así como la de dioxígeno no se miden por los sistemas de alerta y de medición, cuyos sensores están generalmente colocados verticalmente para evitar el vandalismo.

### Protocolo de Kioto

En 1999, el Protocolo de Kioto, firmado por todos los países excepto Estados Unidos, estableció un calendario para reducir las emisiones de este gas.