Emissões de gases de efeito estufa: fontes, permanência e potencial de aquecimento

De onde vêm os principais gases

Os gases de efeito estufa retêm calor na atmosfera. Para entender as diferenças entre eles, não basta enumerar suas fontes: também importa quanto de cada gás se acumula, por quanto tempo permanece no ar e quanto influencia o aquecimento por unidade de massa. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) descreve as fontes e os critérios de comparação dos principais gases em seu resumo sobre gases de efeito estufa.

O dióxido de carbono (CO₂) chega à atmosfera pela queima de combustíveis fósseis — carvão, gás natural e petróleo —, pela incineração de resíduos sólidos, pela queima de árvores e outros materiais biológicos e como resultado de certas reações químicas, entre elas a produção de cimento. Ele também pode ser removido do ar: as plantas o absorvem como parte do ciclo biológico do carbono. Portanto, seu balanço atmosférico reflete tanto as emissões quanto os processos de absorção.

O metano (CH₄) é emitido durante a produção e o transporte de carvão, gás natural e petróleo. A EPA também aponta fontes associadas à pecuária e a outras práticas agrícolas, ao uso da terra e à decomposição de resíduos orgânicos em aterros sanitários municipais. Essas vias de emissão são diferentes das que caracterizam o CO₂, embora ambos os gases contribuam para o efeito estufa.

O óxido nitroso (N₂O) está relacionado a atividades agrícolas, mudanças e usos da terra e processos industriais. Também é emitido pela combustão de combustíveis fósseis e resíduos sólidos e durante o tratamento de águas residuais. Os gases fluorados — entre eles os hidrofluorocarbonetos, perfluorocarbonetos, hexafluoreto de enxofre e trifluoreto de nitrogênio — são compostos sintéticos provenientes de diversas aplicações e processos domésticos, comerciais e industriais.

A EPA indica que os gases fluorados geralmente são emitidos em quantidades menores que outros gases de efeito estufa, mas podem ser potentes: para a mesma massa, retêm substancialmente mais calor que o CO₂. Alguns, em particular os hidrofluorocarbonetos, são usados como substitutos de substâncias que destroem o ozônio estratosférico. Essa relação descreve o uso de certos compostos; não significa que todos os gases fluorados tenham as mesmas aplicações.

Três fatores para comparar seus efeitos

A EPA organiza a comparação do impacto climático em torno de três fatores. O primeiro é a abundância atmosférica, isto é, a quantidade de um gás presente no ar. A agência explica que o aumento das emissões de gases de efeito estufa leva a concentrações atmosféricas mais altas. Estas são expressas, conforme o gás e a escala, em partes por milhão, partes por bilhão ou partes por trilhão.

O segundo fator é o tempo de permanência. Os gases considerados podem permanecer na atmosfera de alguns anos a milhares de anos. A EPA observa que todos permanecem tempo suficiente para se misturar bem: em termos gerais, a quantidade medida é semelhante em diferentes partes do mundo, independentemente do local de emissão. Isso ajuda a explicar por que as concentrações atmosféricas não correspondem necessariamente à localização imediata de uma fonte.

O terceiro fator é a eficácia na retenção de energia. Alguns gases absorvem mais energia por unidade de massa emitida que outros. Para compará-los, usa-se o potencial de aquecimento global (GWP, na sigla em inglês): ele mede quanta energia é absorvida pela emissão de uma tonelada de um gás durante um período determinado, geralmente um horizonte de 100 anos, em relação à emissão de uma tonelada de CO₂. Um GWP mais alto indica maior absorção por tonelada nesse horizonte; por si só, não equivale a uma medida das emissões totais nem da abundância do gás.

A tabela resume as fontes e ressalvas apresentadas pela EPA; não ordena os gases pela contribuição total para as mudanças climáticas. Para fazer esse tipo de comparação, seriam necessários, além de suas propriedades, dados de emissões e concentrações referentes a um âmbito e período definidos.

O que significa expressar as emissões como CO₂ equivalente

As emissões de diferentes gases podem ser expressas em dióxido de carbono equivalente (CO₂e). Segundo a EPA, a conversão consiste em multiplicar as emissões de um gás pelo seu GWP. Assim, leva-se em conta que, por unidade de massa, alguns gases aquecem mais que o CO₂ durante o horizonte escolhido. O resultado permite comparar quantidades usando uma unidade comum, mas sua interpretação depende do GWP aplicado e do período considerado.

A EPA indica que os valores de GWP que aparecem em suas páginas sobre gases refletem os usados no Inventário de Gases de Efeito Estufa e Sumidouros dos Estados Unidos, baseados no Quinto Relatório de Avaliação do IPCC (AR5). A agência especifica que todas as suas estimativas de emissões vêm desse inventário, referente a 1990–2022. Por isso, os números ou equivalências desse marco não devem ser apresentados como estimativas universais nem confundidos com uma comparação baseada em valores atualizados de GWP.

A medição atmosférica é outro aspecto, relacionado, mas distinto da comparação de impactos. A NOAA explica que, ao medir CO₂, informa a fração molar no ar seco: a proporção de moléculas de CO₂ em relação ao total de moléculas de ar depois da remoção do vapor de água. A NOAA observa que essa fração molar não muda quando o ar se expande ao aquecer ou ao subir para uma região de menor pressão, nem quando a água evapora ou se condensa em gotículas. A explicação da NOAA sobre como o CO₂ atmosférico é medido oferece contexto metodológico; não constitui uma confirmação independente das fontes de emissão ou dos GWP descritos pela EPA.

O que essas diferenças permitem concluir

A comparação distingue três perguntas que não devem ser confundidas: de onde um gás é emitido, por quanto tempo pode permanecer na atmosfera e quanto calor determinada massa absorve em um dado horizonte. O CO₂ também conta com um processo de remoção mencionado pela EPA — a absorção pelas plantas —, enquanto a fonte destaca a elevada potência dos gases fluorados por unidade de massa, embora suas emissões geralmente sejam menores que as de outros gases.

O GWP ajuda a converter emissões em CO₂e, mas, por si só, não transforma essa equivalência em uma descrição completa do clima. Abundância atmosférica, tempo de permanência e eficácia de absorção são dimensões diferentes. Além disso, a documentação da NASA GISS sobre definições e métodos de análise de temperatura diz respeito a como os registros de temperatura são construídos e comparados; não fornece evidências diretas para quantificar as fontes ou propriedades dos gases aqui descritos.

Consequentemente, uma explicação rigorosa das diferenças entre gases deve preservar a distinção entre emissões, concentração e potencial de aquecimento. As informações da EPA oferecem um marco institucional para descrever fontes e critérios comparativos, enquanto as referências da NOAA e da NASA servem aqui apenas para contextualizar questões metodológicas distintas. Nenhuma dessas referências contextuais substitui as evidências específicas necessárias para avaliar as emissões totais ou as tendências em um lugar e período concretos. A comparação do GWP sempre depende do horizonte temporal escolhido.