Fuente: https://www.ceupe.com/

Fuente: https://www.compromisoempresarial.com

Fuente: https://espanol.epa.gov

Fuente: https://latinclima.org/

Fuente: https://www.utp.edu.co/

El Planeta Azul: La Tierra

Resumen: La historia de la Tierra no es una historia hecha a la medida del hombre, quien se limita a arañar en la superficie todo el conocimiento sobre las ciencias de la Tierra y la vida buscando estudiar el planeta que llama su hogar. El planeta Tierra tiene la virtud de albergar vida en su interior, esto le otorga cierta extrañeza entre los demás astros del Universo Observable. El fenómeno de vida compleja se desarrolla a la par que la historia de la Tierra, un planeta extremadamente cambiante. Como entes evolucionados tenemos la capacidad ahora de preguntarnos: ¿Cuánto conocemos de nuestro planeta? ¿Somos los seres vivos catalizadores de los cambios del Planeta Azul, debido a la explotación que hacemos de sus recursos? ¿Está en nuestras manos generar un remedio que no sea peor a la enfermedad? ¿Qué representamos para “Gaia”? He aquí un breve recuento de un planeta de color azul llamado: La Tierra (Earth).

Palabras claves: Geología, Planeta habitable, Biodiversidad, Gaia, Exoplanetas.

Figura 1: La primer imagen de la Tierra desde el espacio exterior.
Tomada en 1948 desde un Cohete Alemán V2. Créditos: NASA

Descripción

El planeta Tierra es el tercero que orbita alrededor del Sol (estrella de tipo G2V, quien se encuentra en su juventud de acuerdo con la evolución estelar), es un planeta terrestre metálico, clasificado en esta categoría junto con Mercurio, Venus y Marte debido a la composición de sus núcleos. El planeta Tierra se caracteriza por ser el más denso de todo el Sistema Solar, por poseer el campo magnético más intenso y la gravedad superficial más alta de los planetas rocosos, pues tiene la rotación con velocidad más alta.

El planeta Tierra no posee anillos. Posee un satélite natural llamado “Selene” o conocida más popularmente como Luna, orbita a tan solo 384.400 km de distancia de la superficie, es el cuarto satélite natural más grande del Sistema Solar. Este contribuye a la estabilización de la inclinación de la Tierra, así como cambios de las mareas.

La Tierra, así como la mayoría de los planetas tiene una forma cuasiesférica, que a causa de la rotación presenta un alargamiento en la línea ecuatorial y un achatamiento en sus polos. A partir de su forma, se ha desarrollado un sistema de líneas y espacios imaginarios, que junto con la cartografía y las proyecciones han construido mapas que han ubicado espacial y temporalmente al ser humano. De este sistema destacan la longitud y la latitud, es decir los meridianos y paralelos.

Características generales

• Categoría: Planeta Rocoso
• Estrella: Sol
• Distancia a su estrella: 149.598.262 km (1 AU )
• Diámetro: 12.756 km
• Velocidad orbital media: 29.8 km/s
• Gravedad: 9.8 m/s2
• Densidad: 5.513 Kg/m3
• Masa: 5.97×10^24 Kg

Figura 2: Imagen de la Tierra tomada desde el Apollo 17
Créditos: NASA / Apollo 17

¿De dónde proviene la Tierra y cuál es su edad?

La edad de la Tierra sigue siendo un estimado. En los años 40, el método radiactivo había establecido unos límites a la edad de la Tierra que oscilaba entre 4.000 y 5.000 millones de años.  En 1956 Clair Cameron Patterson comparó algunos isótopos de la corteza terrestre con los de 5 meteoritos, llegando a la conclusión de que la edad tanto de la Tierra como de los meteoritos era de 4.550 ± 70 millones de años. Todas las determinaciones posteriores tienden a confirmar y aproximar el dato de Patterson a 4.540 ± 50 millones de años 1.

El origen de la Tierra se da a la par con el origen del Sistema Solar. Una de las teorías más controversiales, pero más aceptadas entre la comunidad científica es la de la Hipótesis Nebular. Se habla de que la masa que generó al Sistema Solar se pudo agrupar en un primer instante en una nebulosa solar, gracias a una onda de expansión que había resultado del remanente de una Supernova 2.  A partir de estas perturbaciones de la gravedad y de las sucesivas colisiones se formó nuestra estrella, el Sol, como un núcleo, y alrededor se generó un disco protoplanetario en el que se dieron más fluctuaciones de gravedad y acreción que obligaron a formar protoplanetas o planetesimales que fueron fusionando más y más materia hasta obtener la estructura primigenia del Sistema Solar. Estas teorías han rondado por toda clase de mentalidades, desde el célebre matemático: Laplace, el filósofo Immanuel Kant, el poeta Edgar Allan Poe (con su aporte en su obra “Eureka”) hasta el astrónomo soviético Victor Safonov. Para profundizar en el tema se sugiere revisar la publicación de la Royal Astronomical Society «El Sistema Solar, Su Origen y Evolución» 3.

Estructura y composición:

Condiciones primitivas y evolución caótica

Más allá de la Geología Planetaria, la Tierra ocupa el protagonismo en las Ciencias de la Tierra y la Vida (Geología, Biogeoquímica, Ecología), las cuales realizan estudios inseparables para conocer el pasado y el presente de la vida en y con la Tierra. “Es la historia contada por las rocas que son seres vivos porque no pueden morir”.

Los esculpidos paisajes y los volcanes nos enseñan cómo era la Tierra en sus orígenes. Un planeta infernal del talante del actual Venus. Una superficie en su mayoría compuesta por metales fundidos líquidos que eran bombardeados por el constante impacto de los asteroides que habían quedado como residuo de la formación del Sistema Solar. Pero el impacto que cambiaría por completo el destino de la Tierra, aún lleno de suposición y teoría, se cree que fue el impacto de un planeta al que han decidido llamar Theia o Tea, similar a Marte que chocó con la Tierra para formar a la Luna 4.

Después de la gran colisión, la rotación de la Tierra era exageradamente alta, tanto así que un día duraba aproximadamente unas 6 horas. Los cambios se siguieron dando gracias a la solidificación de la corteza que empezó a dar existencia a una incipiente actividad volcánica y la captura de vapor de agua, y a generar movimientos en la superficie. ¡La Tierra estaba “viva”!  

La Tierra empezó a tener una tectónica de placas activas (es el único cuerpo del Sistema Solar que la tiene; Marte y Venus quizás la tuvieron en otros tiempos). Esta nueva manera de caminar de nuestro planeta, que se dio gracias a los potenciales entre las temperaturas y presiones extremas (el núcleo de la Tierra alcanzó la temperatura superficial del Sol), ha hecho que la Tierra se renueve constantemente, eliminando los restos de cráteres que aún podemos encontrar en los otros cuerpos rocosos del Sistema Solar, como en la Luna.

La actividad geológica empezó a agrupar islas y cadenas de volcanes y hace aproximadamente 4.000 millones de años formó un gran continente llamado Rodinia; la ralentización de la Tierra ahora hacía que la duración del día fuera de 18 horas. El calor del núcleo termina por volver a hacer estragos y dividir el gran continente, en esos momentos la atmósfera estaba llena de CO2 como lo están las atmósferas de los planetas rocosos actualmente (figura 4). La diferencia era que nuestro planeta ya había aprendido a moverse y empezó a desgasificarse, el CO2 quedó preso en las rocas de la Tierra y sin efecto invernadero el planeta entró a una época de glaciación (este período lo aceptan los constructores de la teoría “Tierra Bola de nieve”), propiciada por el efecto de albedo, que era la reflexión intensa que hacía el hielo de los rayos solares.

Figura 3: Espectros sintéticos de Venus, Tierra y Marte en el visible e infrarrojo cercano generados por el Virtual Planetary Laboratory (VPL).
Créditos: V.S Meadows, U. Washington

Al tiempo que se daban los cambios lentos pero extremos en la estructura geológica del planeta, empezó la dinámica química, un planeta con agua, amoniaco, metano y mucho carbono, no tenía otra opción diferente a empezar a formar macromoléculas, los diferentes ciclos del reciclaje que hacía la tectónica de placas del CO2 y el agua en sus múltiples estados iban a promover el tejido de las primeras proteínas y aminoácidos, que evolucionarían en material genético en los hirvientes océanos hasta formar organismos sencillos como los estromatolitos y las cianobacterias, ¡la Tierra además de estar viva generaba vida!. La vida se encargaría desde entonces de catalizar los procesos que definirían a la Tierra. Los estromatolitos se encargaron de aumentar los niveles de Oxígeno de la atmósfera y las cianobacterias se ocuparon del proceso vital de fijación del Nitrógeno.

Volviendo a la historia de la glaciación, y conociendo que ya había vida en los océanos debajo de la capa de 3 km de altura de hielo, llegaba el momento de ver si esta tenía un final; el Carbono se dejó de absorber y empezó a crear un manto alrededor de la Tierra, volvía a retenerse la radiación y se derretía el hielo, se reanudó el flujo de océanos que empujó la débil corteza, creando fisuras que aumentarían la actividad tectónica. Además, gracias al hielo empezó a formarse Peróxido de Hidrógeno y por fotólisis y radiación UV se descompuso para aumentar la provisión de Oxígeno de la Tierra, pero principalmente para formar un isótopo del Oxígeno, el Ozono, y propiciar el origen de las plantas, la Tierra empezaba a tener pulmones. Cuando ya habían pasado 200 millones de años más, se estima que los días ya eran más cálidos y soportables, además tenían una duración de 22 horas, los organismos empezaban a evolucionar, apareció una diversidad ingente de organismos multicelulares. Hace 45 millones de años, la vida evolucionó para salir del agua y hace apenas 4 millones de años algo cambió en los paisajes terrestres para dar paso a las formas de vida de las especies bípedas, los bosques húmedos se convirtieron en sabana y obligaron a las especias a descender de los árboles y a ponerse de pie en busca de alimento.

Figura 4: Eras geológicas de la Tierra.
Créditos: Consolider TCP

Atmósfera actual y composición de la corteza terrestre

La atmósfera tiene un papel importante en el calentamiento de la Tierra. La atmósfera es la manta protectora de la Tierra; si no hubiera atmósfera, la temperatura del planeta sería de 22º C bajo cero.  La meteorología es la ciencia que estudia la estructura y composición de la atmósfera, así como los fenómenos que ocurren en ella (transferencia de calor, las ondas acústicas, la formación de nubes, la electricidad y la contaminación atmosférica). Un balance de los elementos que conforman la atmósfera se puede encontrar en la tabla 1. 

Tabla 1. Composición general de la atmósfera terrestre.
Créditos: Ambientum 

Aunque el núcleo interno y el externo terrestre se componen de Níquel y Hierro, la corteza está marcada por una predominancia en Oxígeno, Sílice y Aluminio. De acuerdo con esta composición, la mayoría de los minerales comunes en la corteza son óxidos de silicatos con una cierta cantidad de Aluminio. La corteza terrestre es muy diversa y por ello se ramifica en dos tipos: la corteza continental y la corteza oceánica. La primera incluye los continentes y los sectores del mar de baja profundidad; la segunda hace referencia a los sectores oceánicos de alta profundidad. Ambas cortezas tienen marcadas diferencias en su composición química, la composición general de los diferentes elementos se observa en la figura 5.

Figura 5. Composición general de la corteza terrestre.

La Tierra tiene una distribución química tan variada, que tanto su estructura interna (figura 6) como su atmósfera (figura 7) se ha dividido en diferentes capas.

Figura 6. Clasificación de las capas internas de la tierra 5

Figura 7. Clasificación de las capas de la atmósfera.
Créditos: La Eduteca 

La biósfera y la hidrósfera

Como mencionábamos al inicio, la inclinación de la Tierra ha permitido que la biodiversidad planetaria sea muy alta, privilegiando para ello las zonas bajas y húmedas como la Selva Tropical, mientras que las zonas altas y áridas son poco habitadas por vida vegetal y animal. La masa total de la vida resultante después de tantos eones y a través de las transformaciones de la materia es de más o menos 1 billón de toneladas de Carbono 6. En cada bioma existen diversos ecosistemas, en los que la vida se ha organizado a sí misma a partir de las relaciones posibles entre seres vivos, de allí que podamos distinguir 4 grandes reinos en los que se organiza la vida: animalia, plantae, fungi y protista 7.

La biósfera no hace referencia más que a la capa extensa de la corteza terrestre donde el aire, el agua y el suelo interactúan recíprocamente con ayuda de la energía para promover el desarrollo de la vida. La hidrósfera reúne en su significado específicamente todas las fuentes hídricas que recubren el 70% de la superficie de la Tierra (océanos, mares, ríos, glaciares, lagos y toda formación que haga parte del ciclo del agua). La riqueza de la Tierra es abundante, solo que no es correspondida por el cuidado del ser humano, que ha valorizado lo que no tiene valor, dejando a un lado su responsabilidad ambiental con el planeta. (Ver iniciativa “Carta de la Tierra” 8)

Movimientos planetarios

Respetando las famosas Leyes del Movimiento de Kepler, La Tierra describe 4 movimientos principales como se muestran en la figura 8. Uno de ellos es el de Traslación que es su desplazamiento por una órbita elíptica alrededor del Sol; en este se demora 365 días, 5 horas, 45 minutos y 46 segundos. Otro movimiento se denomina de Rotación y consiste en el giro que da en torno a su propio eje, el cual le da significado a lo que entendemos por día (23 horas, 56 minutos, 4.1 segundos). Hay que tener en cuenta que la rotación de la Tierra está desacelerando, por lo tanto, en aproximadamente 140 millones de años la duración de nuestro día va a pasar de 24 horas a 25.

Figura 8. Movimientos de la tierra. Créditos: AstroAfición

Aunque se han estudiado más de 15 movimientos de la Tierra, podríamos mencionar los otros dos movimientos principales que tienen como punto referente clave la variación del eje terrestre. Se trata del movimiento de Precesión que es un movimiento circular que describe el eje inclinado de la Tierra y tarda alrededor de 25.780 años en ser completado, este efecto se le atribuye al efecto de fuerza gravitatoria del Sol sobre la Tierra y es la causa de que la estrella Polar haya sido diferente durante la historia de la humanidad y que en unos años pasemos a ubicarla en la constelación de Cefeo, en lugar de la constelación de la Osa Menor. Otro movimiento similar al anterior es el de la Nutación, una “vibración” causada por el campo gravitatorio de la Luna, similar al movimiento de un trompo, que desplaza el eje 700 metros como máximo al cabo de un poco mas de 18 años, tiempo de duración de cada ciclo. Adicionalmente, entre otros tantos movimientos que posee la Tierra, se encuentra uno menos conocido, un movimiento oscilatorio del eje que sigue siendo enigmático y se conoce como: Bamboleo de Chandler 9.

Campo magnético

Figura 9. Representación artística del campo magnético terrestre.
Créditos: ESA

La Tierra tiene un campo magnético poderoso ilustrado en la figura 9. Este fenómeno es el resultado de la composición metálica de su núcleo (Níquel y Hierro) combinada a una rápida rotación. Este campo protege al planeta de los efectos de los vientos solares, energía en forma de plasma u otras partículas de alta energía, las cuales impactan con nuestro planeta y generan espectáculos como las auroras boreales en el Norte o las auroras australes en el Sur como se muestra en la figura 10; pero que podrían ser letales para la vida en el planeta. Un dato curioso es que los polos magnéticos Sur y Norte no coinciden con el Sur y el Norte geográficos, además se cree que se están desplazando lentamente.

Figura 10. Aurora Austral al sur de Nueva Zelanda desde la ISS tomada el 17 de septiembre de 2011 por la tripulación de la Expedición 29. 
Créditos: Nasa

Mitología

El hecho de que el nombre de nuestro planeta proviene de la mitología, como muchas personas lo creen aún, es un buen mito. De acuerdo con esto, la cultura griega asignó el nombre de una de las diosas más importantes al planeta, Gea o Gaia. Después por el contacto de la cultura romana con la griega, transmutó a “Terra” y finalmente la evolución de las lenguas romances logró la traducción a “Tierra”. Fuentes de la NASA, establecen que la Tierra (Earth en inglés) es el único planeta que no obtiene su nombre de la mitología griega/romana 10. Según esto el nombre proviene de la palabra germana erde que se deriva del término antiguo erthō, que se refería al concepto de suelo, de la tierra que estaba debajo de nuestros pies. La historia mística se vio reemplazada por una mucho más sencilla. Sin embargo, la literatura y las culturas han apodado a la Tierra de diversas formas conforme la cosmovisión y el sentimiento que desean retribuirle a la cuna que les da vida, por dar un ejemplo, “la Pachamama” de la cultura Inca 11.

Figura 11. Representación de Tellus o Gea en la fachada este del «Ara Pacis Augustae» (Roma, Museo dell’Ara Pacis)
Créditos: Ilya Shurygin

Algunos datos curiosos

• La superficie total de la Tierra es de 510.072.000 Km^2, de los cuales 70.8 % es agua y el 29.2 % restante es Tierra. Los océanos se extienden por un área de 361.840.000 Km^2, con una profundidad promedio de 3682.2 metros, eso significa que, si la corteza sólida se nivelase toda, el agua cubriría totalmente hasta los 2.7 m de altura, casi la altura de un adulto cargando un niño en sus hombros
   
• El punto más alto que se encuentra en la Tierra es el Monte Everest, que alcanza una altura de 8.8 km. Mientras que el punto más bajo de la Tierra se llama Challenger Deep y se encuentra a 10.9 por debajo del mar, más abajo que la base del Monte Everest.
   
• En la búsqueda de exoplanetas, la Tierra y las condiciones que le dieron la vida son claves. Si seguir las variantes en el brillo de las estrellas, en otros soles; es difícil. Encontrar planetas que la circunden es una tarea muchísimo más elaborada, pero es el primer paso en la búsqueda de vida fuera de la Tierra. (Ver: la Tierra vista como exoplaneta 12)
   
• Así como desde los 60’s la Tierra ha sido el centro de todas las misiones espaciales, tripuladas como no tripuladas, hay que rescatar que la raza humana se ocupó de dirigir su curiosidad primero hacia su propio hogar a través de varios grandes proyectos. Algunos de ellos son: El proyecto Mohole en la década de los 50, patrocinado por la National Academy of Sciences de EE. UU. tenía el objetivo de obtener muestras directas de los materiales que constituían el manto terrestre; realizando una gran perforación que atravesara la corteza terrestre y la discontinuidad de Mohorovicic. En 1971, se inició otro vasto programa de investigación, denominado Proyecto Internacional de Geodinámica que buscaba poder explicar con mayor precisión la naturaleza de las fuerzas internas que dominaban el desplazamiento de las placas tectónicas 13.
   
• La línea de Karman es la frontera entre la atmósfera y el espacio (figura 14), está a 100 km de altitud. El 75 % de masa atmosférica se encuentra en los primeros 11 km de altura desde la superficie. Otra característica de la atmósfera es que solo permite penetrar las ondas del espectro electromagnético que están en el bando óptico y longitudes del infrarrojo; y un poco de las ondas de radio. Por este motivo, poder llevar los telescopios por encima de la atmósfera fue un logro gigante para la investigación de los otros tipos de radiación que nos llegaban de todas partes del Universo.

Figura 12. Vista celestial del resplandor atmosférico de la Tierra y la Vía Láctea desde la ISS, Expedición 57.
Créditos: Nasa / Mark García

Teoría Gaia y el papel del ser humano (reflexión)

A lo largo de la historia de la humanidad hemos tratado de entender al planeta que nos brinda alojamiento, a pesar de esto, la curva de aprendizaje ha sido empinada, con muchos errores en el camino. Por ejemplo, la equivocada concepción de la Tierra plana en lugar de cuasiesférica como todos los demás planetas, o los cientos de años que el hombre tardó para darse cuenta de que no era el centro del universo. Así, las culturas humanas han desarrollado muchas ideas sobre el planeta, alrededor de creencias, y algunas, han tenido la epifanía de ver a este como un entorno integrado que requiere su administración. El hombre ha hecho parte de la cadena trófica, estirando la cantidad de recursos que le corresponden, apropiándose del planeta sin concebirlo como un vínculo de sistemas. Olvidó que nada se basta a sí mismo, en la Tierra todo se comparte. Nuestro planeta reposa sobre un equilibrio frágil, fácil de romper, en el cual cada uno tiene su lugar y solo existe gracias a la existencia del otro.

La Teoría Gaia tiene como exponente principal a James Lovelock 14, médico y científico independiente (sí, él declara su labor independiente cual si se tratara de un artista). En esta postula en general que la vida, de existir, es un fenómeno autosostenible a nivel planetario, en otras palabras, bastaron unas condiciones iniciales para generarla; pero una vez creada, la vida misma debía sostener este estado, mediante un proceso de homeostasis (autorregulación). Una de las partes más controversiales de la teoría es que define a la Tierra como un organismo vivo gigante, que obliga a que la evolución de las especies no sea independiente de su ambiente material. El planeta como el organismo más grande, el agua trazando sus caminos como las venas de un cuerpo, la vida transportando lateralmente lo que la gravedad espera desplazar hacia abajo, la vida imprimiendo en el ambiente las huellas de un desequilibrio que viola la Entropía de la manera más burlesca.

Gaia está enferma, la vida humana comenzó a modificar el planeta hasta llevarlo a su deterioro. Hace falta atención urgente para planeta en lugar de atendernos a nosotros mismos; pero es posible que se necesite una nueva profesión, la medicina planetaria. La Tierra tenía el aspecto organizado y autoestructurado de una criatura viva, llena de información, maravillosamente diestra para manejar la luz solar, hasta que el ser humano llegó a deteriorarla y a imponer sus propios ciclos de vida.

Figura 13. El autorretrato del astronauta Garrett Reisman desde la ISS en la misión STS-132. Su visera refleja la imagen del Planeta Azul.
Créditos: Nasa

Las misiones espaciales han cambiado la percepción que tenemos de nuestro hogar (figura 13), poder mirar desde el espacio lo insignificantes que somos, tanto así que con un pulgar se pueda tapar el punto azul pálido del cual han escapado (figura 14), en el cual habitan todas las preocupaciones, sueños abandonados y personas que hemos amado. Lo abrumador del espacio nos propone una tregua que nos rinde al asombro, pero sobre todo a la humildad y a la unidad, a emprender un viaje de regreso y llevar el mensaje de que Gaia, que nos da cobijo, necesita ser curada de los males que la aquejan, sin contar la enferma justicia social que se ha inventado el hombre en el papel. Se cumple completamente una misión cuando las imágenes desde el espacio son capaces de hacernos olvidar por un segundo, de las fronteras geográficas que marcamos con banderas y de las leyes que quedan sin poder, cuando lo único que vemos es un globo azul gigante rebosante de miles de formas de vida por salvar y conservar, juntos. Así termina de ser contada pues una parte de la historia de la Tierra que es nuestra propia historia.

Figura 14. Versión icónica de la imagen “Punto azul pálido” tomada por Voyager 1. Créditos: NASA/JPL-Caltech

¿Qué es el balance energético de la Tierra?

La atmósfera es clave en el mantenimiento del balance energético de la Tierra, entre la recepción de la radiación solar y la emisión de radiación infrarroja devolviendo al espacio la misma energía que recibe del Sol.

La energía solar.

La energía solar es una energía renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol. La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigüedad, mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando. Hoy en día, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de diversos captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, pudiendo transformarse en energía eléctrica o térmica. 

Distribución de la energía solar.

La energía del Sol que llega a la atmósfera se distribuye de la siguiente manera:

1. Una parte es reflejada por las nubes, partículas atmosféricas y superficie terrestre: se le llama el albedo, el porcentaje aproximado es del 28%.
2. Otra parte es absorbida por la atmosfera: por la capa de ozono, partículas, nubes y por el vapor de agua., aproximadamente un 25%.
3. El resto (un 47%) lo absorbe la superficie terrestre (océanos y continentes y una pequeña parte se emplea en la fotosíntesis de las plantas).

La superficie terrestre, vuelve a liberar la energía absorbida en forma de radiación de onda larga.

El espectro electromagnético.

El Sol emite energía en un amplio espectro de longitudes de onda, que se miden en nanómetros (nm).

Bandas del espectro magnético: se divide en segmentos o bandas, aunque esta división es inexacta. Existen ondas que tienen una frecuencia, pero varios usos, por lo que algunas frecuencias pueden quedar en ocasiones incluidas en dos rangos.

Estas bandas son:

1. Rayos gamma
2. Rayos X
3. Ultravioleta extremo
4. Ultravioleta cercano
5. Espectro visible
6. Infrarrojo cercano
7. Infrarrojo medio
8. Infrarrojo lejano o submilimétrico
9. Microondas
10. Radio ultra alta frecuencia
11. Radio muy alta frecuencia
12. Radio onda corta
13. Radio onda media
14. Radio onda larga
15. Radio muy baja frecuencia

El sol emite en longitudes de onda más largas que el límite del visible en forma de radiación infrarrojo (IR) y las longitudes de onda más corta que las de la luz visibles que emiten serian radiación ultravioleta (UV).

La longitud de onda de emisión de un objeto depende de su temperatura:

A mayor temperatura, menor longitud de onda

La tierra al ser más fría emite la mayor parte de su radiación en forma de radiación infrarroja (más larga).

Cuando un objeto absorbe y emite energía en igual proporción, su temperatura permanece constante.

Por lo tanto, una parte de la radiación infrarroja emitida por la Tierra es absorbida por los gases de efecto invernadero en la atmosfera y parte vuelve a ser devuelta a la superficie de la Tierra, el efecto de los gases de efecto invernadero es aumentar la temperatura media de la superficie terrestre.

El continuo aumento de gases de efecto invernadero, sobre todo CO2 por la actividad industrial puede tener un grave efecto sobre el clima global.

El balance térmico de la Atmósfera.

Los aspectos a destacar son los siguientes:

1. La energía del sol penetra en la atmósfera, esta energía se debe liberar de nuevo al espacio ya que si se almacenase toda esta energía en el sistema la tierra se recalentaría.
2. La radiación recibida es devuelta como radiación terrestre produciendo el llamado balance térmico o balance de radiación.

Las proporciones serian:

De cada 100 unidades de energía que ingresan en la atmósfera:

1. 51 son absorbidas por la tierra
2. 19 por la atmósfera
3. 30 reflejadas nuevamente al espacio

Las 70 (51 + 19) del sistema Tierra-atmósfera se devuelven al espacio como radiación de onda larga.

Transporte de calor.

El calor se transmite por conducción, convección y advección, se trata de procesos afectan la temperatura de la atmósfera cercana a la superficie terrestre:

1. Conducción es el proceso por el cual se transmite el calor a través de la materia. El calor es conducido de un objeto más caliente a uno más frío.
2. Convección se produce cuando la materia está en movimiento. El aire que se calienta a través de la superficie terrestre y se eleva al ser más ligero que el aire ambiente, transfiriendo calor verticalmente.
3. Advección es transferencia de calor que se produce principalmente por el movimiento horizontal.

Gradiente ambiental/atmosférico.

El perfil de la temperatura del aire ambiental muestra el gradiente vertical atmosférico:

1. Los factores meteorológicos son muy importantes, aunque lo normal es que la temperatura disminuya con la altura
2. La temperatura del aire circundante determina el grado en que una masa de aire se eleva o desciende.
3. Cuando la temperatura aumenta con la altitud se produce el fenómeno conocido como: inversión térmica, (este aspecto se desarrollará con detalle en post de: La dispersión de contaminantes). Aspecto muy relevante para la contaminación del aire ya que limita su circulación vertical de este.

Geotermia. Energía desde el corazón de la tierra

La energía geotérmica se encuentra almacenada bajo la superficie terrestre en forma de calor, y es, según los expertos, una de las fuentes de energía renovable menos conocida. El objetivo de la geotermia es el aprovechamiento de esa energía calorífica proveniente del interior de la tierra, y sus usos van desde la producción de electricidad a la refrigeración o la climatización, pasando por la obtención de agua caliente en sectores tan diversos como el industrial, el residencial o el de servicios.

Sin embargo, los mismos expertos, pese a coincidir en su elevado potencial, advierten de la necesidad de desarrollar programas de I+D+i adaptados a las particularidades del sector en cada país; a lo que suman el aspecto formativo y la certificación.

La energía geotérmica proviene del calor interior de la tierra, o lo que es lo mismo: Es la energía calorífica que el planeta transmite desde sus capas internas hacia la parte más externa de la corteza terrestre.

Este calor puede ser aprovechado por el hombre si se dan determinadas condiciones técnicas, y sus diferentes usos y aplicaciones van en función de la temperatura del fluido geotermal. El objetivo de la geotermia, en palabras sencillas, es el aprovechamiento de esa energía calorífica del interior de la tierra.

En el caso de que estos recursos geotérmicos sean de alta temperatura –superiores a los 100-150o C)–, este calor se aprovecha principalmente para la producción de electricidad. Cuando la temperatura del yacimiento no es suficiente para producir energía eléctrica sus principales aplicaciones son de tipo térmico en los sectores industrial, servicios y residencial.

En el caso de temperaturas por debajo de los 100o C es posible un aprovechamiento directo o a través de bomba de calor geotérmica para calefacción y refrigeración. Cuando estas temperaturas son muy bajas –por debajo de los 25o C– las posibilidades de uso son principalmente la climatización y la obtención de agua caliente.

Según explican desde el Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía (IDAE), hasta ahora la utilización de esta energía estaba limitada a áreas en las que las condiciones geológicas eran muy favorables, pero los avances tecnológicos actuales, tanto a nivel de equipos como de prospección y perforación, ya permiten la producción de electricidad a partir de recursos geotérmicos de temperaturas muy inferiores a las que eran necesarias hace unos años.

Actualmente es posible además la generación artificial de los que se denominan yacimientos estimulados (EGS), en los que es necesaria la intervención directa del hombre para la creación del yacimiento pero que suponen un gran potencial de futuro para la geotermia de alta temperatura.

«La energía geotérmica es una forma de aprovechamiento energético sostenible con presente y futuro, tanto desde el punto de vista del aprovisionamiento energético con elevadas garantías como desde el punto de vista térmico como alternativa de alta eficiencia energética frente a los sistemas convencionales de calefacción y refrigeración», explican desde IDAE.

La energía desconocida

El documento Visión a 2030, de la Plataforma Tecnológica Española de Geotermia (Geoplat), señala que esta energía ha permanecido fuera del panorama energético nacional hasta fechas muy recientes.

Las experiencias que se llevaron a cabo en la década de los años ochenta dieron paso, por distintas causas, a un periodo de más de diez años en los que esta energía quedó al margen de la planificación energética española.

En la actualidad la introducción de nuevas tecnologías para el aprovechamiento de los recursos geotérmicos de baja temperatura y los proyectos en yacimientos estimulados desarrollados en distintas partes del mundo han reactivado el interés por esta energía.

Según Geoplat, algunas de las razones que responden al repunte de esta energía en el contexto mundial son, entre otras, el hecho de que se trate de una energía renovable ligada al subsuelo más o menos profundo, «que puede y debe ser aprovechada de forma sostenible», y cuya producción puede ser mantenida sin sufrir variaciones de suministro ni limitaciones en ningún momento.

Asimismo, añade Geoplat, es una energía respetuosa con el medio ambiente que no produce emisiones contaminantes y es compatible con otros recursos naturales.

«Su investigación y aprovechamiento puede llevarse a cabo con garantías de mínima interferencia con el aprovechamiento actual y futuro de otros recursos; y aunque es una energía que requiere una significativa inversión económica inicial, cuenta con unos bajísimos costes de mantenimiento y explotación, lo que permite tiempos de retorno de la inversión moderadamente bajos», señalan.

Según este documento de visión, la energía geotérmica puede contribuir de manera «muy eficiente» a los planteamientos y exigencias energéticas de las nuevas edificaciones, especialmente en los aspectos de climatización, agua caliente sanitaria y aireación. Además de estos usos, existen importantes sectores industriales que actualmente también demandan este tipo de energía para mejorar sus sistemas de suministro energético: invernaderos, piscicultura, secaderos, desalinización, obras públicas, etc.

En palabras de Margarita de Gregorio, coordinadora de Geoplat, «el sector geotérmico español –a nivel de empresas, tecnólogos, etc.– cada vez está más involucrado en la I+D+i, ya que empiezan a ser conscientes de que haciendo uso de los instrumentos de financiación para la innovación, que están disponibles tanto en España como en Europa, puede alcanzarse una mayor competitividad y, por lo tanto, aumentar la cuota de mercado de los bienes y servicios que ofrecen».

Según explica De Gregorio a Compromiso Empresarial, la situación actual de la geotermia en España «es distinta dependiendo de si se trata de geotermia somera para climatización o geotermia para generación eléctrica».

La primera continúa experimentando un desarrollo progresivo en España a medida que va siendo más conocida, utilizándose cada vez más en la rehabilitación de edificios, mientras que el desarrollo de la segunda se encuentra «completamente bloqueado» debido a la situación del sector eléctrico español, con una moratoria a las energías renovables aún vigente y el correspondiente marco regulatorio en discusión.

A su juicio, «España ha sido uno de los últimos países europeos a los que la energía geotérmica ha llegado, por lo que vamos por detrás de la mayoría de los países en prácticamente todos los ámbitos del sector». Pero pese a ello, De Gregorio es optimista y cree que el desarrollo del sector en España «se prevé que sea significativo, pues el potencial de recurso que existe en España lo permite«.

Según explica, la geotermia para climatización «puede instalarse, a priori, en cualquier lugar en el que pueda existir un edificio, mientras que la generación eléctrica con geotermia en España puede extenderse más allá de las islas Canarias gracias a los nuevos sistemas y tecnologías que permiten crear yacimientos geotérmicos en determinadas áreas de la península que cuentan con las condiciones geológicas adecuadas».

La geotermia, infrautilizada

Según datos de un Informe de 2011 de Pike Research, una empresa global de investigación de mercado y consultoría especializada en el análisis de energías limpias, la energía geotérmica «gana terreno» a la energía eólica y solar en términos de cuota de mercado de las energías renovables en general, pero todavía representa una pequeña fracción del mercado global debido a sus altos costes iniciales y su desconocimiento.

En concreto, las estimaciones de Pike señalan que entre 3,6 y 14,4 gigavatios de nueva capacidad geotérmica estarán instalados en el año 2020, manteniendo una tasa de crecimiento constante anual del 3%. Esto equivale a un valor de mercado de 6.800 millones de dólares en 2020.

Según este informe, en 2011 un total de 26 países utilizaban la energía geotérmica para la producción de electricidad. En esa fecha la capacidad instalada en estos 26 países era de 10,7 GW, con una producción combinada de alrededor de 67 teravatios por hora de electricidad.

Estados Unidos se sitúa como líder mundial en energía geotérmica, con 3.074 megavatios producidos –en concreto, California, con 2.565 megavatios–. Detrás de Estados Unidos se sitúa Filipinas, con 1.904 MW, e Indonesia, con 1.179 MW –solo siete países se reparten el 88% del mercado mundial–.

En 2011 al menos 350 proyectos estaban en marcha en todo el mundo, pero la inversión inicial necesaria es muy alta, principalmente en lo referente a las plataformas de perforación, y a esto hay que sumar la escasez de mano de obra calificada. «Estos factores serán el principal obstáculo para el desarrollo de esta energía en la próxima década», alerta el informe.

Pese de ello, las previsiones del informe Pike auguran un «alto crecimiento» y un «fuerte aumento» de la capacidad geotérmica en los próximos diez años, con una cifra esperada en 2020 que supondría un incremento del 134%. Pero para que se cumpla esta predicción, los autores del documento señalan como indispensable la disminución de los costes de perforación, la mejora del acceso a los datos de recursos, perforaciones más eficientes y una mejor financiación.

Frenos y obstáculos

Los obstáculos a los que se enfrenta la energía geotérmica –tanto para climatización como para generación eléctrica– son distintos, según De Gregorio, aunque «el grandísimo desconocimiento que existe sobre esta energía» es una de las principales barreras para su desarrollo y una barrera común para ambas.

En el caso de la geotermia para generación eléctrica –denominada de alta entalpía–, esta se encuentra actualmente con un marco «completamente desfavorable» para penetrar en el sector eléctrico español, razón por la cual «aún no se ha promovido ninguna instalación de este tipo en España a pesar de existir iniciativas empresariales para hacerlo».

En el caso de la geotermia para climatización de edificios –o de baja entalpía– lo que ocurre es que está siendo afectada por la crisis inmobiliaria, pues se trata de sistemas ideales para incluir en obras nuevas.

Esta dificultad ha desembocado en una adaptación del sector a la cada vez más común rehabilitación de viviendas, «donde también tiene capacidad de ofrecer sus inmejorables prestaciones, como están demostrando numerosos ejemplos que ya están funcionando en toda la geografía española», añade esta experta, que aboga por un mayor apoyo por parte de las administraciones públicas para dar «un importante empujón al sector». A esto añade políticas desarrolladas a la medida del sector y actuaciones ejemplarizantes –como el Hospital de Sant Pau i de la Santa Creu de Barcelona– para el despegue definitivo del sector.

En cuanto al perfil de clientes de la geotermia para generación eléctrica, este «es similar al de las grandes centrales térmicas tradicionales; es decir, toda la sociedad«, apunta la coordinadora de Geoplat, «con la particularidad de que estos clientes pueden beneficiarse de una electricidad gestionable –su producción es controlable en todo momento– muy barata y generada por un recurso autóctono que tenemos justo debajo de nuestros pies, por lo que no contribuye a aumentar déficit de la balanza de pagos española y, por contra, genera empleo y riqueza en el lugar donde se explota el recurso, es decir, aquí, en España».

En cuanto a los clientes a los que se dirige la geotermia para calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria son tanto viviendas individuales como edificios de viviendas, e incluso barrios enteros pueden ser alimentados por una red de climatización geotérmica, además de industrias y otros grandes edificios como hoteles, hospitales, etc.

«Todos ellos pueden beneficiarse de grandes descuentos en la factura energética al hacer uso de un sistema que utiliza la energía almacenada bajo la superficie del terreno, con un mismo sistema que funciona de manera fiable durante 24 horas al día, 365 días del año, sin unidades exteriores en fachadas, ni torres de refrigeración», añade De Gregorio, que insiste en que «todos somos potenciales usuarios de la energía geotérmica, pero para ello nuestros políticos, nuestros alcaldes, los industriales y los promotores de viviendas deben conocer los beneficios de esta energía renovable de la que prácticamente queda todo por hacer en España».

Los aspectos clave que, a juicio de Geoplat, permitirán el desarrollo de la energía geotérmica en España pasan por el fomento de esta energía con la adopción de medidas regulatorias precisas y la definición de programas de demostración; la actualización y gestión permanente del conocimiento del potencial geotérmico español y el desarrollo de programas de I+D+i que potencien la capacidad innovadora y que propicien la reducción significativa de los costes de generación y aumenten la eficiencia de los sistemas. También es fundamental el desarrollo de un modelo formativo y de certificación en sus diferentes ámbitos.

El papel de las empresas del sector

Según explica a Compromiso Empresarial Raúl Hidalgo, director de Operaciones en España de una de las grandes compañías de geotermia en el mundo, la australiana Petratherm, los avances en la investigación en los últimos años están haciendo posible el desarrollo de proyectos geotérmicos cada vez a menores temperaturas, mayor profundidad y casi sin fluidos naturales que son los encargados de transportar la energía desde el subsuelo a la superficie.

Sin embargo, y en cuanto a las posibilidades reales de implantación de este tipo de energía en España –geotermia profunda tanto para generación eléctrica como para térmica–, «cabe preguntarse por qué, si el potencial es igual o superior al de otros países de nuestro entorno, no hay ninguna planta en funcionamiento ni en desarrollo en nuestro país».

A su juicio, «la respuesta es sencilla: los avances no se producen de la noche a la mañana o por arte de magia; son necesarias medidas de estímulo que propicien la implicación de la iniciativa privada en los proyectos». Gracias a ello el conocimiento e investigación del subsuelo en las áreas con potencial ha mejorado mucho y poco a poco las empresas han ido tomando las riendas del desarrollo del sector y aumentando su implicación y la proliferación de proyectos».

Por el momento, y debido a que son necesarias importantes inversiones en las fases iniciales de desarrollo de los proyecto –para realizar las perforaciones que confirmen el potencial y la calidad del recurso en profundidad–, «la geotermia se encuentra en una fase muy inicial de su desarrollo en Europa y solo con medidas de estímulo será posible su desarrollo», señala Hidalgo.

«Faltan ayudas a la investigación y medidas para mitigar el riesgo asociado a las fases iniciales de perforación, además de un sistema regulatorio y unas reglas de mercado que permitan competir a este tipo de energía en igualdad de oportunidades respecto al resto», añade Hidalgo.

Por su parte, desde la empresa Telur Geotermia y Agua, con sede en Durango (Vizcaya) y creada en 2009, señalan a Compromiso Empresarial que «aunque la energía geotérmica está disponible en cualquier lugar y momento, se precisa diseñar, construir y operar un sistema de captación con las características necesarias para que este aprovechamiento sea económicamente rentable».

En palabras de su responsable, Íñigo Arrizabalaga, «esto supone que se alcancen los ahorros previstos, que tengan una fiabilidad suficiente y que los costes de ejecución sean competitivos y proporcionales a los ahorros a obtener; unas condiciones que, aun pareciendo obvias, no están aseguradas en un entorno con un buen número de operadores escasamente formados y unas condiciones de actividad, en algunos sectores como el de la construcción, de auténtico colapso», remarca.

Los expertos coinciden en que aún queda mucho camino por recorrer tanto en el plano tecnológico como en los avances en I+D+i con el fin de minimizar riesgos de forma que la geotermia sea mucho más accesible y fácilmente implantable. La clave es lograr que descienda el coste de la inversión para hacer este tipo de energía mucho más competitiva frente a otras alternativas energéticas.

«El sector tiene por delante importantes retos: la geotermia es una energía renovable aún enigmática para muchos, y que ha conseguido enamorar a otros tantos, por lo que su despliegue y consolidación en España se antoja, cuanto menos, apasionante», concluyen desde Geoplat.

Descripción general de los gases de efecto invernadero

Total de emisiones en 2017 = 6457 toneladas métricas de equivalente de CO2. Es posible que los porcentajes no sumen 100% por el redondeo independiente.

Imagen más grande para guardar o imprimirA los gases que atrapan el calor en la atmósfera se les llama gases de efecto invernadero. En esta sección se proporciona información sobre las emisiones y las formas de eliminación de los principales gases de efecto invernadero a y de la atmósfera. Para obtener más información en inglés sobre otros factores que afectan al clima, como el carbono negro, visite la página de los Indicadores del Cambio Climático: Factores que afectan al clima (en inglés).

Nota: La mayoría de los enlaces en estas páginas le llevarán a páginas web en inglés.

• Dióxido de carbono (CO₂): El dióxido de carbono ingresa a la atmósfera a través de la quema de combustibles fósiles (carbón, gas natural y petróleo), residuos sólidos, árboles y otros materiales biológicos; y también como resultado de ciertas reacciones químicas (p. ej.: fabricación de cemento). El dióxido de carbono se elimina de la atmósfera (o «secuestra») cuando lo absorben las plantas como parte del ciclo biológico del carbono.
• Metano (CH₄): El metano se emite durante la producción y el transporte de carbón, gas natural y petróleo. También se generan emisiones de metano en prácticas ganaderas y otras prácticas agrícolas y a raíz de la descomposición de residuos orgánicos en rellenos sanitarios municipales para residuos sólidos.
• Óxido nitroso (N₂O): El óxido nitroso se emite durante actividades agrícolas e industriales, en la combustión de combustibles fósiles y residuos sólidos y también durante el tratamiento de aguas residuales.
• Gases fluorados: Los hidrofluorocarbonos, los perfluorocarbonos, el hexafluoruro de azufre y el trifluoruro de nitrógeno son gases de efecto invernadero sintéticos y potentes que se emiten en diversos procesos industriales. En ocasiones, los gases fluorados se utilizan como sustitutos de sustancias que destruyen el ozono de la estratósfera (p. ej.: clorofluorocarbonos, hidrofluorocarbonos y halones). Estos gases habitualmente se emiten en pequeñas cantidades pero, como son gases de efecto invernadero potentes, en ocasiones se les conoce como gases de Alto Potencial de Calentamiento Global (o «Gases de GWP alto»).

El efecto de cada gas sobre el cambio climático depende de tres factores principales:

¿Cuánto hay en la atmósfera?

La concentración, o abundancia, es la cantidad de un gas específico en
el aire. Las emisiones más grandes de gases de efecto invernadero generan concentraciones más altas en la atmósfera. Las concentraciones de gases de efecto invernadero se miden en partes por millón, partes por mil millones e incluso partes por mil billones. Una parte por millón equivale a una gota de agua diluida en aproximadamente 50 litros de líquido (vagamente el tanque de combustible de un auto compacto). Para obtener más información sobre el aumento en las concentraciones de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, visite la página de los Indicadores del Cambio Climático: Concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero.

¿Cuánto tiempo permanecen en la atmósfera?

Cada uno de estos gases puede permanecer en la atmósfera durante diferentes períodos de tiempo, desde unos pocos años hasta miles de años. Todos estos gases permanecen en la atmósfera el tiempo suficiente para mezclarse bien; eso significa que la cantidad que se mide en la atmósfera es aproximadamente igual en todo el mundo, independientemente de la fuente de las emisiones.

¿Con qué fuerza afectan a la atmósfera?

Algunos gases son más efectivos que otros en el calentamiento del planeta
y en «espesar la manta de la Tierra».Para cada gas de efecto invernadero, se ha calculado un Potencial de Calentamiento Global (Global Warming Potential, GWP) para reflejar cuánto tiempo permanece en la atmósfera (en promedio) y con qué fuerza absorbe energía. Los gases con un GWP más alto absorben más energía, por kilogramo, que los que tienen un GWP más bajo y, por lo tanto, contribuyen más al calentamiento de la Tierra.

Nota: Todas las estimaciones de emisiones son del Inventario de emisiones y disipadores de gases de efecto invernadero en EE. UU.: 1990–2017.

El papel de la energía en el calentamiento global

Cuando se habla de la huella de carbono de la energía, esta contempla tanto al sector eléctrico como al transporte.

El sector eléctrico contribuye con el 35% de las emisiones de GEI a nivel global, seguido del agro con 24%, industria con 21%, transporte con 14% y vivienda con 6%.

Para el IPCC, la única forma de que la temperatura media del planeta no sobrepase los 2 °C es manteniendo la concentración de carbono en un máximo de 450 partes por millón (ppm) al año 2100 y esto solo será posible si se toman acciones prontas y a gran escala para conseguir un recorte de emisiones entre el 40% y el 70%.

¿Qué sector podría generar un impacto de ese calibre? Pues el eléctrico, el cual deberá abandonar la dependencia hacia los combustibles fósiles para dar paso a fuentes más eficientes y limpias como las renovables (hidroelectricidad, solar y eólica, entre otras).

Ya se han dado pasos para favorecer las fuentes renovables. Por ejemplo, en el 2013, la energía renovable cubrió el 22% de la demanda eléctrica del mundo, según el reporte REN 21. Sin embargo, ese porcentaje aún no es suficiente.

En este sentido, IPCC urge a los países a cuadruplicar el uso de energías limpias, ya que, de continuar el ritmo de consumo energético actual, la temperatura global podría incrementarse entre un 3,7 y 4,8 °C al 2100.

Pnuma coincide con el IPCC, y en su Informe sobre la disparidad en las emisiones 2014, las emisiones de GEI se han incrementado en más del 45% desde 1990. Para mantener la temperatura global por debajo de los 2 °C, las emisiones deben reducirse un 15% al 2030 y un 55% antes del 2050 para encaminarse a ser cero en el 2100.

La meta final deberá ser neutralizar por completo las emisiones. Eso quiere decir que los países deberán reducir sus emisiones al máximo y compensar aquellas que generen a esa fecha, esto más el cúmulo de GEI ya existente en la atmósfera.

“La neutralización de las emisiones de carbono, y finalmente la reducción a cero neto o la neutralidad climática, serán esenciales para que las emisiones acumulativas restantes sean absorbidas de forma segura por las infraestructuras del planeta como los bosques y el suelo”, indicó Adam Steiner, anterior director del Pnuma, en el momento en que se presentó el informe.

“Para lograr la descarbonización profunda no necesitamos gas natural y vehículos más eficientes, sino centrales productoras de electricidad totalmente no contaminantes y vehículos eléctricos cuyas baterías se carguen en la red de distribución de esas centrales”.

La cita proviene de un artículo publicado en medios de comunicación, que data del 2015, el cual está firmado por Jeffrey Sachs, director del Instituto de la Tierra y de la Red de Soluciones de Desarrollo Sostenible de Naciones Unidas; Guido Schmidt-Traub, director ejecutivo de la Red de Soluciones de Desarrollo Sostenible de Naciones Unidas; y Jim Williams, director del Proyecto Caminos para una Descarbonización Profunda.

Para Sachs, Schmidt-Traub y Williams, y en cuanto a electricidad se refiere, la humanidad necesita limitar sus emisiones a unos 50 gramos por kilovatio hora en el 2050. Actualmente se generan 500 gramos por kilovatio hora.

La ruta de la descarbonización, según estos tres autores, deberá estar basada en: 1) grandes avances en eficiencia energética, mediante el uso de materiales y sistemas inteligentes (basados en información); 2) electricidad totalmente no contaminante, a partir de las mejores opciones con que cuente cada país (eólica, solar, geotérmica, hídrica, nuclear y con captura y almacenamiento de carbono); 3) reemplazo de los motores de combustión interna por vehículos eléctricos, en conjunto con otros pasos hacia la electrificación o el uso de biocombustibles avanzados.

Para el IPCC, la humanidad podrá percibir otros beneficios cuando se mueva hacia un esquema basado en energías limpias.

Por ejemplo, se mejorará la calidad del aire con el consecuente impacto en la salud humana y se garantiza la disponibilidad de recursos naturales en el tiempo, lo cual se traducirá en una mayor seguridad energética.

Esto también conllevará un cambio en los patrones de comportamiento como sociedad, ya que se migrará hacia modelos de planificación y movilidad urbana más acordes a la eficiencia energética.

Asimismo se deben dar cambios en la dieta y evitar el desperdicio de alimentos por el alto gasto energético que esto conlleva. Eso se traduce en más salud y por tanto, menos incidencia de enfermedades desencadenadas por estilo de vida.

Cómo afrontar la nueva realidad en el planeta Tierra

Entramos en la última fase del Plan para la transición hacia una nueva normalidad aprobado por el Gobierno de España. Su objetivo fundamental es mantener la protección de la salud pública recuperando paulatinamente la vida cotidiana y la actividad económica.

De momento, a efectos paliativos de la pandemia, los datos sanitarios avalan que el Plan está dando resultados. Pero si la condición de normal (normalidad) se refiere a “su estado natural, habitual u ordinario” me temo que sobra lo de nueva o sobra lo de normalidad. Como veremos el asunto tiene mayor calado.

La nueva realidad de la Tierra

Desde hace solo unos cien años –prácticamente en el transcurso de una sola generación– el incremento en la intensidad y frecuencia de enfermedades, pandemias y otras graves catástrofes han dejado de ser naturales. Todas tienen una misma relación causa-efecto de origen antropogénico.

El calentamiento global, el cambio climático y la pérdida de biodiversidad son consecuencia de un sistema económico injusto. Basado en el crecimiento ilimitado, necesita compulsivamente transformar de forma irreversible recursos energéticos contaminantes y materiales, en una carrera acelerada y suicida.

Desde el punto de vista de la interacción de la especie humana con la naturaleza y de la intervención de Homo sapiens en el calentamiento global, en el clima y la biodiversidad, la normalidad ha sido la tónica desde hace al menos dos mil años hasta hace pocas decenas de años: la temperatura del planeta se mantenía estable variando unas décimas de grado.

En los últimos mil años hasta hace poco más de una generación, según datos del informe de 2001 del Panel Intergubernamental del Cambio Climático, la temperatura global oscilaba dos décimas de grado arriba y abajo y la cantidad de CO₂ en la atmósfera se mantenía estable alrededor de unas 280 partes por millón.

La nueva realidad es que desde hace unos cien años, como se muestra en la figura, el continuado y correlacionado crecimiento de las curvas de CO₂ en la atmósfera (producto de la quema de combustible fósiles) y de la temperatura global está poniendo al planeta Tierra al borde del colapso. Un millón de especies están en peligro de extinción, incluyendo la nuestra.

La crisis climática sigue vigente

En el tiempo transcurrido desde el inicio de la pandemia, han surgido dos nuevas amenazas que inciden sobre la crisis climática. Las anomalías se han producido en los polos, los dos focos fríos del motor térmico natural que regula el clima del planeta.

• A finales de marzo se descubrió un agujero de ozono en el Ártico con un tamaño récord. Se debía a temperaturas inusualmente gélidas en la estratosfera. Sorprendentemente, el agujero desapareció después de un mes debido a temperaturas inusualmente cálidas en la zona, con hasta 20℃ por encima de las normales.
• A finales de mayo, la noticia era que en la Antártida (que está batiendo récord de calor) el paisaje de grandes extensiones está pasando del blanco al verde de las algas que florecen en la nieve derretida.

Cuando el motor funciona mal, el clima se vuelve loco. Si no aprovechamos la actual crisis para impulsar la descarbonización de la economía, la llamada nueva normalidad no servirá para quebrar las curvas de CO₂ y temperatura global.

Como afirman varios científicos expertos del clima, convirtamos el coronavirus en un punto de no retorno.

Entropía versus Antropoceno

La nueva realidad es la era del Antropoceno, un concepto que se utiliza por la comunidad científica desde principios de siglo. Existen suficientes evidencias de cambios significativos para reconocer el Antropoceno como una nueva época geológica.

La etapa en la que vivimos es el reflejo del enorme impacto global sobre el planeta de la actividad humana desde el comienzo de la Revolución Industrial. El Antropoceno se refiere a la reciente situación de intensa agresión del hombre contra la naturaleza y sus leyes.

Albert Einstein destacaba la grandiosidad de las leyes de la termodinámica por su sencillez y contenido universal. Todos estamos familiarizados con la primera ley: la energía ni se crea ni se destruye, pero puede transformarse.

De la segunda ley, también conocida como ley de la entropía, parece que casi nadie quiere saber nada y, desde luego, es ignorada por la mayoría de magnates, economistas y políticos. Su efecto para las especies que habitamos la Tierra es parecido a si se arrojaran desde un sexto piso ignorando la ley de la gravedad.

Para simplificar, y en nuestro contexto energético, la ley de la entropía supondría que toda transformación de la energía tiene un coste ambiental. La transformación de una cantidad de energía útil disponible (ordenada) implica poder obtener una parte de utilidad (trabajo), pero necesariamente otra parte de energía no disponible se pierde (desordenada, disipada). La entropía es una medida de la energía no disponible.

La Tierra es un sistema termodinámico cerrado. Recibimos energía del Sol, pero prácticamente no intercambiamos materiales con el exterior. Desde hace 4 500 millones de años, la Tierra es un almacén de recursos limitado, con materiales formados con átomos procedentes de una estrella y donde ha ido generando energía fósil a partir del Sol, que continuamente estamos consumiendo, desgastando y llenando de entropía.

Más entropía significa más desorden, más CO₂ y contaminación en la atmósfera, más residuos en basureros, más plásticos y acidez en océanos, más calentamiento global, más cambio climático, más lluvias torrenciales y sequías, más terrenos áridos, más incendios, más tornados, más migrantes climáticos, más enfermedades y pandemias.

Afrontar la nueva realidad

El informe especial sobre impactos del cambio climático del 2018 elaborado por el IPPC no deja lugar a la duda: apenas nos queda una década para actuar y evitar una catástrofe.

La descarbonización y la implantación de las energías renovables son ineludibles y están en marcha; los gobiernos y los lobbies de las energías sucias lo saben.

El problema es que esos mismos lobbies con megainstalaciones deslocalizadas quieren controlar y monopolizar la transición, marcando el ritmo para recuperar parte de los billones de dólares de activos obsoletos de sus combustibles fósiles. Si los mismos que nos han llevado a esta situación siguen con el control de los recursos energéticos y marcan el ritmo de la transición, nos quedan pocos resquicios para la esperanza.

La rápida extensión, dureza e incertidumbres de la pandemia está abriendo muchos ojos y removiendo conciencias. El Gobierno ha dado luz verde al proyecto de Ley de Cambio Climático para su tramitación parlamentaria. Habrá que estar atentos.

Frente a lo grande, global y rápido es necesario desarrollar proyectos de baja entropía. En el consumo están calando conceptos como productos de cercanía, autoproducción, cooperativismo, economía solidaria, obsolescencia programada, etc.

Ahora tenemos la ventaja de que las fuentes de energía (sol, viento y agua) están al alcance de la mano, así como una buena tecnología de cogeneración.

La alternativa, entre otras actuaciones, debe pasar por la gestión pública municipal, comarcal y autonómica de la producción, distribución y control de la demanda energética. Con la colaboración de múltiples empresas públicas, mixtas o medianas y pequeñas privadas.

La gestión de los residuos y del agua es responsabilidad de los municipios por imperativo legal, como un bien público. También debe serlo la energía que nos regala el Sol y que pertenece a los municipios. Si gestionan la basura (entropía), con más razón pueden gestionar las fuentes de energía útil y renovable.