Emisiones de CO2: México vs Japón

Equipo 3:

  • Christian Daniel Acedo Chaidez
  • Paulina Cortez Alamilla
  • Jaime Alfredo Valenzuela Reyes
  • Dianey Elisa Velasquez Busani

Introducción.

En este documento se comparará la producción de CO2 per cápita de México y Japón, utilizando los datos obtenidos en https://ourworldindata.org/co2/country/mexico#per-capita-how-much-co2-does-the-average-person-emit, con el propósito de deducir que país es el que produce más CO2, ¿por qué? y cuáles son las consecuencias de esto.

Decidimos comparar México y Japón, ya que ambos se encuentran dentro del top 15 de los países con mayores emisiones de CO2, además de tener una población similar y coincidir en algunas de sus principales actividades económicas.

Para desarrollar nuestra investigación necesitamos un conocimiento mas profundo sobre lo que es el CO2, y sus efectos en el medio ambiente, lo cual se abordará más adelante en el apartado de teoría.

Metodología.

En esta actividad en equipo se recolectaron los datos de emisiones anuales de dióxido de carbono per cápita de países del mundo en la base de datos “Our World in Data” para mostrar la comparación entre las emisiones que existen entre México y Japón, así como el análisis de estos datos que se realizara con la metodología de análisis de datos más reconocida a nivel mundial asi como la más confiable y exacta, misma que aprendimos conforme fuimos aprendiendo más acerca de la ciencia de datos clase con clase. Se utilizarán estos métodos para validar la comparación estadística de los datos oficiales de los dos países seleccionados.

Teoría.

El CO2, también conocido como dióxido de carbono y/o anhídrido carbónico, es un gas cuyas moléculas están compuestas por dos átomos de oxígeno y uno de carbono. A pesar de que tiene diferentes funciones en el planeta, que hacen posible la vida en la Tierra, las emisiones excesivas de este gas incoloro e inoloro pueden generar grandes daños sobre los ecosistemas y la biodiversidad.

Es un gas que contribuye al calentamiento del planeta, aunque no sea el único. También otros gases naturales (metano, óxido nitroso) o artificiales (gases fluorados) forman parte de los tan mentados gases de efecto invernadero (GEI).

En los últimos 800.000 años, la concentración de CO2 en la atmósfera fluctuó entre las 170 y 330 partes por millón (niveles muy aceptables para la sostenibilidad del planeta), pero desde los últimos 170 años, y de forma enormemente acelerada en las tres últimas décadas, se ha disparado hasta unos valores que alcanzan en la actualidad 415 partes por millón.

Pero, ¿cuál es la causa del co2? La combustión de carbón, petróleo y gas produce dióxido de carbono y óxido nitroso. Además, los árboles ayudan a regular el clima al absorber CO2 de la atmósfera, lamentablemente esté efecto se ve disminuido con el paso del tiempo debido a la deforestación, que aumenta cada día. Otra gran fuente emisora es la ganadería intensiva, pues se estima que, para la producción de un kilogramo de carne de vacuno, se necesita una media de unos 20.000 litros de agua y genera unos 27 Kg de CO2. Las emisiones se reparten, sobre todo entre cinco sectores: transporte (28%), industria (26%), generación de electricidad (23%), edificios (13%) y agricultura (12%). Sin olvidar los combustibles fósiles, que son la principal fuente (80%) de GEI (Gases de efecto invernadero).

Resultados y discusión.

IMPORTAR DATOS

library(readr)
Emisiones <- read_csv("Emisiones2.csv", show_col_types = FALSE)
Japonp <- read_csv("Japón.csv",show_col_types = FALSE)
Mexicop <- read_csv("Mexico.csv",show_col_types = FALSE)
MEXP <- read_csv("MEXP.csv",show_col_types=FALSE)
JAPP <- read_csv("JAPP.csv",show_col_types=FALSE)
Emisiones
## # A tibble: 281 x 3
##    Code   Year Annual
##    <chr> <dbl>  <dbl>
##  1 JPN    1868 0.0003
##  2 JPN    1869 0.0005
##  3 JPN    1870 0.0005
##  4 JPN    1871 0.0007
##  5 JPN    1872 0.0009
##  6 JPN    1873 0.0012
##  7 JPN    1874 0.0166
##  8 JPN    1875 0.0406
##  9 JPN    1876 0.0393
## 10 JPN    1877 0.0359
## # ... with 271 more rows
japon <- subset(Emisiones, Code=="JPN")
mexico <- subset(Emisiones, Code=="MEX")

Media

Promedio de la producción anual per cápita en Japón:

mean(japon$Annual)
## [1] 3.740376

Promedio de la producción anual per cápita en México:

mean(mexico$Annual)
## [1] 2.252332

Mediana de la producción anual per cápita en Japón

median(japon$Annual)
## [1] 1.5824

Mediana de producción anual per cápica en México

median(mexico$Annual)
## [1] 1.776

Moda de producción anual per cápita en Japón

library(modeest)
mlv(japon$Annual,method = "short")
## [1] 0.6893803

Moda de producción anual per cápita en México

library(modeest)
mlv(mexico$Annual,method = "short")
## [1] 0.8591754

Cuartiles de producción anual per cápita en Japón

summary(japon$Annual)
##    Min. 1st Qu.  Median    Mean 3rd Qu.    Max. 
##  0.0003  0.6654  1.5824  3.7404  7.9127 10.2460

Cuartiles de producción anual per cápita en Japón

summary(mexico$Annual)
##    Min. 1st Qu.  Median    Mean 3rd Qu.    Max. 
##  0.0396  1.0456  1.7760  2.2523  3.8218  6.0657

Graficas de caja y bigote de Japón y México

japonymexico<-boxplot(japon$Annual,mexico$Annual)

El anterior gráfico representa la distribución y la tendrencia mediante sus cuartiles. Se puede observar que en ambos países, la mayoría de sus datos se encuentran por encima de la media, sin embargo, existe una diferencia considerable entre los valores por arriba de la media de Japón a los de México.

Tablas de distribución de producción anual per cápita en Japón

library(fdth)
## 
## Attaching package: 'fdth'
## The following object is masked from 'package:modeest':
## 
##     mfv
## The following objects are masked from 'package:stats':
## 
##     sd, var
japonTabla <- fdt(japon$Annual)
japonTabla
##       Class limits  f   rf rf(%)  cf  cf(%)
##  [0.000297,1.1501) 53 0.35 34.87  53  34.87
##    [1.1501,2.2999) 39 0.26 25.66  92  60.53
##    [2.2999,3.4497)  4 0.03  2.63  96  63.16
##    [3.4497,4.5995)  3 0.02  1.97  99  65.13
##    [4.5995,5.7493)  2 0.01  1.32 101  66.45
##    [5.7493,6.8991)  1 0.01  0.66 102  67.11
##    [6.8991,8.0489) 15 0.10  9.87 117  76.97
##    [8.0489,9.1987)  8 0.05  5.26 125  82.24
##    [9.1987,10.348) 27 0.18 17.76 152 100.00

Tablas de distribución de producción anual per cápita en México

library(fdth)
mexicoTabla <- fdt(mexico$Annual)
mexicoTabla
##     Class limits  f   rf rf(%)  cf  cf(%)
##  [0.0392,0.7156) 23 0.18 17.83  23  17.83
##   [0.7156,1.392) 31 0.24 24.03  54  41.86
##    [1.392,2.068) 16 0.12 12.40  70  54.26
##    [2.068,2.745)  6 0.05  4.65  76  58.91
##    [2.745,3.421)  5 0.04  3.88  81  62.79
##    [3.421,4.097) 31 0.24 24.03 112  86.82
##    [4.097,4.774) 14 0.11 10.85 126  97.67
##     [4.774,5.45)  1 0.01  0.78 127  98.45
##     [5.45,6.126)  2 0.02  1.55 129 100.00

Histograma de frecuencias absolutas y poligono de la producción anual per cápita en Japón

plot(japonTabla, type = "fh",main = "Histograma y polígono de Japón")
par(new=TRUE)
plot(japonTabla,type="fp",col = "Black")

El anterior gráfico representa la frecuencia absoluta de la producción de CO2 per capita en Japón. Se puede observar como su frecuencia es mayor a la de México, además de que deducir que sus datos no son normales.

Histograma de frecuencias absolutas y poligono de la producción anual per cápita en México

plot(mexicoTabla, type="fh",main = "Histograma y poligono de México")
par(new=TRUE)
plot(mexicoTabla, type="fp",col="Black")

El anterior gráfico representa la frecuencia absoluta de la producción de CO2 per capita en México. Se puede observar como su frecuencia es menor a la de Japón, además de que deducir que sus datos no son normales.

Varianza de la producción anual per cápita en Japón y México

var(japon$Annual)
## [1] 14.48345
var(mexico$Annual)
## [1] 2.52578

Desviación estandar de la producción anual per cápita en Japón y México

sd(japon$Annual)
## [1] 3.805712
sd(mexico$Annual)
## [1] 1.58927

Emisiones de CO2 en Japón y en México

plot(japon$Year,japon$Annual,xlab="Año",ylab="Toneladas de CO2 Per Cápita", type="b", col="Red")
lines(mexico$Year,mexico$Annual, type="b", col="Green")

En los gráficos anteriores se representa la distrubución de los datos, con el paso de los años. Se pueden observar claramente los intervalos donde la emisión de CO2 por Japón fue bastante superior a la de México.

Pruebas de normalidad.

  • Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov de México.
ks.test(mexico$Annual, "pnorm", mean = mean(mexico$Annual), sd = sd(mexico$Annual))
## Warning in ks.test(mexico$Annual, "pnorm", mean = mean(mexico$Annual), sd =
## sd(mexico$Annual)): ties should not be present for the Kolmogorov-Smirnov test
## 
##  One-sample Kolmogorov-Smirnov test
## 
## data:  mexico$Annual
## D = 0.15388, p-value = 0.004443
## alternative hypothesis: two-sided
  • Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov de Japón.
ks.test(japon$Annual, "pnorm", mean = mean(japon$Annual), sd = sd(japon$Annual))
## Warning in ks.test(japon$Annual, "pnorm", mean = mean(japon$Annual), sd =
## sd(japon$Annual)): ties should not be present for the Kolmogorov-Smirnov test
## 
##  One-sample Kolmogorov-Smirnov test
## 
## data:  japon$Annual
## D = 0.26999, p-value = 4.752e-10
## alternative hypothesis: two-sided

Comparación de poblaciones México vs Japón

plot(Mexicop$Year,Mexicop$Population,xlab="AÑO",ylab="Población", type="b",col="Green")
lines(Japonp$Population~Japonp$Year,type="b",col="Red")

Aquí se puede observar que la población de México (color verde), siempre fue creciendo exponencialmente, mientras que la población de Japón (color rojo), si creció en los primeros 30 años pero después siempre se mantuvo entre los 120-125 millones. Datos obtenidos de: https://population.un.org/wpp/Download/Standard/CSV/

Comparación de economía de México vs Japón

par(bg="beige", mar=c(4,4,3,3), mfcol=c(1,2))
plot(JAPP$Year,JAPP$PIB,xlab="Año",ylab="PIB", type="b",col="Red")
title("Japón")
plot(MEXP$Year,MEXP$PIB,xlab="Año",ylab="PIB", type="b",col="green")
title("México")

Como se puede observar en las gráficas anteriores, ambos países sufrieron una disminución en su Producto Interno Bruto (PIB) en el año 2008, a causa de la gran recesión. datos obtenidos de: https://datosmacro.expansion.com/pib/japon?anio=2020 y https://datosmacro.expansion.com/pib/mexico#:~:text=En%202020%20la%20cifra%20del%20PIB%20fue%20de,valor%20absoluto%20del%20PIB%20en%20M%C3%A9xico%20cay%C3%B3%20190.896M.

¿Qué es la gran recesión? La Gran Recesión es el nombre que se la asignó al periodo de crisis económica que se originó en la burbuja hipotecaria del 2008. Esta tuvo repercusiones en la economía global y se extendió hasta el 2009 aproximadamente. La Gran Recesión afectó profundamente a la economía mexicana. De hecho, entre 2008 y 2009 el PIB de México cayó el 7.9%, mientras que la producción industrial y manufacturera lo hicieron en el 17% y el 22% entre febrero de 2008 y mayo de 2009, respectivamente. Sin embargo a partir del primer trimestre de 2010 se inició una etapa de recuperación paulatina que se prolongó hasta el cuarto trimestre de 2012, registrándose un crecimiento anual promedio de 4.6%.

A la vez la disminución del PIB en 2004 se debe a el déficit económico del sector público registró 19.7 miles de millones de pesos, monto equivalente al 0.26 por ciento del PIB.

Inferencias

  • Comparación de datos Después de obtener la media y mediana se pudo ir concluyendo en que Japón produciría más CO2 que México, pero ya al ver el gráfico de caja y bigote se observó que Japón tenia mayor limite superior, esta información nos sirvió también para darnos una idea de hasta cuantas toneladas de CO2 puede producir dicho país y como México no podría acercarse a esas cifras. También se observa en los histogramas, como en México se produce menor cantidad de CO2, porque los datos más elevados de México son en los primeros intervalos que abarcan desde 0.04 hasta 1.39 toneladas de CO2 y aunque en Japón esos intervalos también contienen el mayor número de datos, cuentan con el intervalo de 9.20 a 10.35 muy elevado, eso hace que se vea la gran diferencia de emisiones de CO2 entre ambos países.

  • ¿Cuál es la población de cada país? En 2020 se reportó que México posee una población de 128.9 millones de habitantes, mientras que Japón posee una 125.8 millones de habitantes. Referencia datacatalog.worldbank.org

  • ¿Cuál es la economía de cada país? México posee un producto interno bruto per cápita estimado de 9946,03 USD, y Japón uno estimado en 40.246,88 USD. Por lo tanto, podemos decir que Japón tiene una mejor economía que México.

  • ¿Qué país produce mas CO2? Aunque los datos no son normales en ambos casos, se puede inferir que Japón ¿Por qué? Esto se debe a que los países mas desarrollados usan más los combustibles fósiles y tienen poco apego con el medio ambiente. De esta manera los países mas desarrollados son los que mayor responsabilidad tienen de la contaminación en el mundo.

  • ¿Cuáles son las consecuencias de esto?

  • Consecuencias ambientales

  1. Contaminación: El transporte, algunas actividades económicas y la deforestación, son las principales causas de emisión gas, lo que a su vez hace que aumente el nivel de contaminación de nuestro planeta.

  2. Efecto invernadero: La concentración del CO2 se ha incrementado en más del 30%, es decir, es el gas de mayor influencia, responsable del 70% del calentamiento de la tierra. Este efecto invernadero genera grandes impactos ambientales, como el incremento del nivel del mar, tormentas más intensas, aumento de sequías, entre otros.

  3. Impacto a los oceános: El CO2 también llega al oceáno, incrementando la acidificación de las aguas, lo que ocasiona que "los animales con conchas o corazas hechas de carbonato de calcio, como los caracoles, pierdan parte de su esqueleto.

  • Consecuencias económicas

La producción desmedida de CO2 no solo provoca daños en el medio ambiente, si no que también afecta en la economía. Según el estudio de “Nature Climate Change” el daño causado por una tonelada de emisiones de CO2 sería de aproximandamente 220 dólares, es decir, cada uno de nosotros en el año 2019 generamos un daño valuado en 15,615 pesos, aproximadamente.

A su vez, el cambio climático, que es provocado por las altas emisiones de CO2, también genera grandes perdidas económicas, debido a que este es un fuerte limitanteC en el crecimiento económico e impide el logro de un desarrollo sostenible. Un ejemplo que permite comprender la magnitud de esto, es el siguiente: En la década pasada (2010-2019) el calentamiento de la tierra, causó desastres maturales con daños y pérdidas que alzanzaron los tres billones de dálares, tres veces más que los 10 años previos. Según un análisis de Swiss Re, en los próximos 30 años, el Producto Interno Bruto (PIB) mundial, perderá un 18%.

Para entender el gran impacto que las emisiones de CO2 tienen en nuestro país, es importante saber que la contaminación ambiental en México cuesta 7 veces más que el gasto del gobierno en salud. Según el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi) el impacto de la contaminación fue equivalente a 4.6% del producto Interno Bruto (PIB) en 2016, es decir, 925,326 millones de pesos, cifra que es superior a los 132,216 millones de pesos que el gobierno destinó para el área de salud en ese mismo año.

Datos obtenidos de:

Referencia de ÁRboles, F. R. (2018, 2 marzo). Consecuencias de las emisiones de CO2. www.reddearboles.org. https://www.reddearboles.org/noticias/nwarticle/273/3/undefined

Conclusión

  • En equipo:

Después de analizar los datos se llegó a la conclusión de que, a pesar de que las poblaciones de estos países son muy similares, su economía no lo es, lo que provoca que los estilos de vida sean muy diferentes, por lo que el estilo de vida de los japoneneses produce una mayor cantidad de toneladas de dióxido de carbono. Dentro de las principales causas de esta gran producción se encuentra, las centrales eléctricas, las emisiones industriales o el uso excesivo de automóviles. Sin embargo, el país nipón es uno de los países con leyes más eficientes para el control de las emisiones de dióxido de carbono, esto con el fin de evitar las consecuencias que esto conlleva. En cambio, a México que es líder en emisiones de dióxido de carbono (CO2) en América Latina, una posición poco envidiable que ha ido consolidando en los últimos 20 años y, según especialistas, no ha hecho lo necesario para revertirla. México ocupa el lugar 12 en la clasificación mundial, que está encabezada por China, seguida de Estados Unidos del principal gas responsable del efecto invernadero causante del calentamiento global. México no se ha puesto a trabajar para que haya un control en las emisiones de dióxido de carbono como lo ha hecho Japón, lo que nos hace diferenciarnos de una manera significativa al hacer un análisis de este tipo.

  • Individual:

Antropoceno se le ha denominado a la era actual en que el planeta se encuentra ante uno de sus más grandes retos: garantizar la subsistencia de la vida. Esto implica, entre otras cosas, reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2), producto de la actividad humana que a su paso deja como huella ese gas. A lo largo de esta actividad nos hemos percatado del gravísimo daño que los países en desarrollo han estado haciendo al planeta, cambio irreversibles, que dañan los mares, ríos e inclusive la capa de ozono, comparado a Japón, México se queda atrás con el control de la contaminación por dióxido de carbono, y pienso que el gobierno Mexicano debería poner restricciones a las grandes corporaciones para que haya un control de este problema.