En la raíz de la crisis de la biósfera (y déjenme simplificarlo mucho, al fin y al cabo soy físico y ese es el modus operandi de nuestra profesión) se encuentra una sola pregunta: ¿cómo obtener la energía suficiente para que una sola especie (de las millones que habitan la biósfera) satisfaga sus necesidades (reales e inventadas)?
Así es. La sostenibilidad del sistema físico más complejo del sistema solar depende en últimas de si los humanos tenemos energía para cargar nuestros celulares todos los días. ¡Hágame el favor!
Bueno, para ser justos (y más realistas) también necesitamos energía para calentar los hornos en los que se fabrica el acero de puentes y edificios, y para mover barcos, trenes y aviones, todos cargados de comida y mercancía, y para producir luz para que nos permita convertir la noche en día, y para mantener encendidos los servidores de Instagram, y así, para un larguísimo etcétera.
“Es la energía, estúpidos” debieron haber dicho los asesores de campaña de Bill Clinton a sus votantes hace más de 20 años y ahorrarnos unos cuantos problemas [1].
Algunos soñadores creemos que si resolvemos el “problema de la energía”, podríamos resolver, o empezar a resolver, los demás problemas de la sostenibilidad de la biósfera. Los más sensatos saben que no es tan fácil, pero por algo se comienza.
El problema de la energía: fácil de decir, difícil de resolver. Pero, ¿cuál es el problema realmente?
No hace falta un posgrado o tener un amigo en la NASA para saber que a cada metro cuadrado de la superficie de la Tierra llega, caído del cielo literalmente, aproximadamente medio kilovatio de energía procedente del Sol. A cada metro cuadrado. Medio kilovatio. Y es que basta con saber sumar o multiplicar (el planeta Tierra tiene 500 millones de millones de metros cuadrados) para darnos cuenta que somos realmente ricos en energía, ¡ricos! ¿Por qué no pegarnos entonces de ese “chorro”?
Hay cuatro obstáculos que nos impiden hacerlo, o mejor dicho, hacerlo bien, porque ya lo hacemos, ¡ni tontos que fuéramos! (bueno, somos tontos, vean el problema en el que tenemos a la biósfera, pero no somos tan tontos como para no reconocerlo): 1) convertir luz en calor para cocinar huevos y mover trenes o para producir electricidad para mantener fría la mantequilla y cargar los celulares no es fácil ni eficiente (los vegetales lo hacen de lo más fácil, pero llevan casi 2.000 millones de años aprendiendo). 2) Hay nubes que nos privan de ese chorro continuo y nos lo dan solo por cuotas, y peor aún, al azar. 3) No siempre es de día y en cualquier momento solo la mitad del planeta puede pegarse del chorro solar. Y 4) no tenemos suficientes baterías y guardar luz, o, bueno, la energía que capturamos de la luz, no es fácil, así lo parezca.
Es por eso que para obtener la energía que necesitamos nuestra especie ha recurrido por milenos a otros recursos mucho menos generosos que el Sol. Y no nos digamos mentiras, lo seguirá haciendo por mucho tiempo, por lo menos mientras haya nubes, noche y falten baterías, así nos digan que el futuro es pura luz solar.
A diferencia de la cristalina energía contenida en la luz del Sol, extraer energía de otras fuentes implica siempre una transformación material. O en palabras simples, es generalmente sucio y a veces lo es mucho.
Para entenderlo consideremos un ejemplo bien conocido. Hay mucha energía atrapada en el metano y en las demás sustancias que forman la compleja mezcla que llamamos gas natural. Para extraer esa energía, sin embargo, tenemos que oxidar el gas. Otra vez, en palabras sencillas, quemarlo.
La oxidación del metano libera la energía que necesitamos para calentar un huevo, fundir acero o producir vapor de agua que mueve turbinas y genera electricidad. Pero la oxidación también convierte el gas original en agua y dióxido de carbono, principalmente. ¿Dióxido de carbono? Creo que el resto de la historia se cuenta sola.
La lección es simple: no hay almuerzo gratis. Si quieres energía, debes transformar la materia y los productos de esa transformación pueden ser perjudiciales para la sostenibilidad de la biósfera.
La pregunta es entonces cómo obtener energía de diversas fuentes materiales sin que los desechos que resultan de las transformaciones requeridas amenacen la sostenibilidad. El sueño es: más energía, pero con menos desechos.
Una segunda parte del problema es el de la densidad de energía, es decir de cuántas calorías o cuántos vatios (escojan sus unidades) podemos producir por cada kilogramo de materia que transformamos.
Y es que si la transformación de la materia es inevitable (y créanme, en verdad lo es), sería bueno que sacáramos la mayor cantidad de energía posible de la menor cantidad de materia transformada disponible.
Este es uno de los meollos de la transición energética. Queremos “descarbonizar” nuestras fuentes de energía, es decir, queremos extraer energía por transformación de materia sin producir dióxido de carbono en el proceso, pero el petróleo y sus derivados tienen altísimas densidades de energía.
Pongámosle números a la cosa. En un metro cúbico (1.000 litros) de gasolina hay casi mil millones de veces más energía que en un metro cúbico de aire en movimiento (del que podemos extraer energía eólica) [2]. Claro que hay mucho más aire que gasolina ¡¿pero mil millones de veces más densidad energética?! ¡bendito sea el señor!, ¿quién compite con eso? ¿Por qué creen que nadie quiere deshacerse del petróleo? Bueno, la respuesta es más compleja, pero en la raíz del problema, les aseguro, se encuentra la densidad de energía.
Es justamente frente a estos dilemas energéticos, es decir los de la disponibilidad (hay que obtener energía de día y de noche), la transformación material (para sacar energía hay que transformar la materia y eso produce desechos) y la densidad energética (cómo sacar la mayor cantidad de energía de la menor cantidad de materia), que la opción nuclear se presenta como una solución (parcial y no muy bien entendida) al problema de nuestra insaciable tecnosfera.
Sin querer aburrirlos con una lección de física nuclear (o tal vez debería hacerlo, es más, ¡lo haré! pero en una próxima columna), déjenme explicarles en unos párrafos por qué la energía nuclear podría ser tan importante para el futuro de la biósfera. Bueno, si es que Vladimir y compañía dejan.
Hay más energía contenida en una pastilla de combustible nuclear (que pesa alrededor de 10 gramos) que en 1 tonelada (1 millón de gramos) de combustible fósil [3]. Punto. La energía nuclear es la más densa de todas las formas de energía que hemos descubierto.
Sin embargo (siempre hay un “sin embargo”) y como sucede con cualquier fuente de energía, para sacar calorías de esos benditos 10 gramos de combustible, los procesos nucleares transforman sustancias relativamente inocuas: metales, óxidos e incluso agua, en peligrosas sustancias radiactivas. Otra vez, no hay almuerzo gratis.
Aún así, los desechos de la energía nuclear (me refiero a la fisión nuclear, que es la fuente que usamos actualmente, no a la fusión de la que espero hablar en otra columna) son, en su inmensa mayoría, líquidos y sólidos que podemos meter en barriles y enterrar hasta que sean seguros. En el caso de la inmensa mayoría de nuestras fuentes de energía en el presente, los desechos se arrojan indiscriminadamente a la atmósfera y allí se quedan por decenas sino cientos de miles de años. ¿Notan la diferencia?
Pero la guerra entre grandes potencias militares, de la que de forma ilusa creíamos habernos desecho con tratados y organizaciones transnacionales, está poniendo en evidencia que la que parecía una solución infalible es más vulnerable de lo que creíamos a la milenaria locura humana. En un mundo sin humanos, la energía nuclear sería casi perfecta (muchos creen que no, pero los números no mienten). Pero no hay barril de desechos o reactor nucleares que aguante un bombardeo. No hay almuerzo gratis y mucho menos con locos por ahí sueltos.
¿Qué hacer entonces?, ¿dejamos de cargar el celular, dejamos de alimentar de electricidad los servidores de Instagram, dejamos de construir puentes y edificios, dejamos de usar trenes y aviones para transportar objetos y comida, dejamos de ser humanos? ¡Difícilmente!
La solución, otra vez, parece estar en el Sol. Y no, no me refiero a la luz del Sol, cuya energía seguiremos extrayendo con o sin los problemas que eso implica. Me refiero a que el Sol, como la estrella que es, podría enseñarnos cómo extraer la energía más densa del universo con la menor y más limpia transformación material…
Pero esa es otra historia. ¿La dejamos para después?
Referencias y citaciones
[1] Me refiero aquí a la famosa frase “Es la economía, estúpido” que acuñaron los asesores de la campaña de Bill Clinton en 1992 para referirse informalmente al problema más acuciante de los Estados Unidos en ese momento. La frase ha terminado utilizándose con variaciones en cientos de contextos. https://es.wikipedia.org/wiki/Es_la_econom%C3%ADa,_est%C3%BApido
[2] https://drexel.edu/~/media/Files/greatworks/pdf_sum10/WK8_Layton_EnergyDensities.ashx
[3] Fuente: https://www.nei.org/fundamentals/nuclear-fuel
