Alerta roja por el cambio climático y el calentamiento global

Como el resto de los animales, los seres humanos necesitamos energía para vivir. Al encontrarla tan abundante y sencillamente en forma de carbón y petróleo, hemos avanzado alocadamente por un camino casi sin retorno. ¿Estamos aún a tiempo de evitar un colapso de nuestra civilización? Sólo si dedicamos esfuerzos a reducir la población y a usar energías no contaminantes.

Antonio Ruiz de Elvira

El cambio climático, del que ya no tiene duda nadie sobre el planeta, es consecuencia directa de la cultura que domina actualmente al cien por ciento de la población de la Tierra y del esfuerzo de desarrollo que están haciendo distintos pueblos por cambiar de vida y acceder -también de acuerdo con la cultura imperante- a otra vida alocada, basada en un consumo desatado, sin control, de energía.

HA HABIDO UNOS 20 CAMBIOS CLIMÁTICOS
EN LA HISTORIA DE NUESTRO PLANETA

Cambios climáticos ha habido muchos a lo largo de la historia del planeta. En el último millón 200 mil años podemos contar alrededor de 20, en los pasos de los intervalos glaciales a interglaciales de esta etapa geológica. Sin embargo, estos cambios climáticos y el resto de ellos -salvo los provocados por impactos de meteoritos- han tenido lugar en escalas de tiempo de unos 4 mil años.

El cambio actual es comparable en magnitud a los anteriores, pero está teniendo lugar en 200 años. La razón de esta velocidad exagerada es que estamos acelerando el ritmo de intercambio de energía habitual en la Tierra de, digamos, unos cien watios por metro cuadrado a, al menos, unos mil watios por metro cuadrado, a causa de estar quemando en apenas 200 años el carbón que la Naturaleza tardó millones de años en formar.

La realidad del cambio climático la vemos y sentimos todos a diario. Las fotos de nuestros abuelos nos los muestran enfundados en capas y más capas de lana. En los años 20, nuestras montañas estaban cubiertas de hielo, las hojas de los árboles se caían a primeros de octubre y hasta “el 40 de mayo no se quitaba uno el sayo”...

El explorador noruego Fridtjof Nansen navegó en 1893 en el Ártico en un barco anclado en el hielo, arrastrado por las corrientes de ese hielo desde Siberia hacia Groenlandia. Aunque se bajó del barco a mitad del camino para tratar de llegar al Polo Norte, sus compañeros alcanzaron Groenlandia en un viaje que duró dos años. En el trayecto no vieron una gota de agua libre. Hoy, en verano, se puede navegar hasta el Polo Norte por agua sin hielo. En España ya no quedan glaciares. En los Pirineos queda algo de hielo en las cumbres, pero muy poco, y está desapareciendo de año en año. Los glaciares de Alaska han retrocedido varios kilómetros a lo largo del siglo XX. ¿Necesitamos más pruebas de un cambio climático?

LA TEMPERATURA DE LA TIERRA:
¿QUÉ DICE EL TERMÓMETRO?

Hoy, la concentración de CO2 es de 370ppm (partes por millón). A lo largo del último millón 200 mil años la concentración de CO2 nunca había superado las 280 ppm. La Tierra se mantiene a unos 15°C de temperatura porque hay CO2 en la atmósfera, y oscila entre los 12°C y los 25°C de temperatura media según las variaciones de la concentración de este gas y la disposición geográfica de los continentes. La acción del CO2 es similar a la de una manta de lana: retiene durante un cierto tiempo el calor que emite la Tierra entre su superficie y la estratosfera, aumentando así la temperatura de la superficie del planeta. ¿Qué ocurre si en una noche de verano nos ponemos una manta de lana? ¿Y si nos ponemos otra? Nos cocemos, ¿no?

No hay teoría directa que nos pueda dar una respuesta exacta a la pregunta de cuánto sube la temperatura si se duplica o cuadruplica la concentración de CO2 en la atmósfera. El proceso es enormemente complejo. La única forma de obtener indicaciones sobre las subidas posibles de temperatura es establecer escenarios distintos de emisión, que implican una distribución en el tiempo y en el espacio de las emisiones de CO2 y del resto de los gases-traza de la atmósfera. Estos escenarios de emisión se combinan con modelos matemáticos de radiación, de absorción de esta radiación, de circulación general de la atmósfera y del océano, de la interacción entre estos dos fluidos, de la interacción de estos dos fluidos con el hielo de los casquetes polares y con la biosfera -que cambia la reflectividad del suelo, es decir, su albedo- y con algunos otros procesos adicionales.

Escenarios y modelos matemáticos nos ofrecen un rango de predicciones sobre las subidas posibles de temperatura de la superficie del planeta y de su distribución geográfica y en el tiempo. Para una subida de la concentración de CO2 del 1% anual, hasta alcanzar las 550 ppm, los modelos predicen un aumento de 300C de la temperatura media global (TMG) del planeta, con un margen de variación de 10C. Para un aumento de la concentración de CO2 de un 2% anual hasta alcanzar las 1120 ppm los modelos predicen una subida de la TMG de 60C con los mismos márgenes de variación.

HACE UNOS 12 MIL AÑOS...
LA EXPLOSIÓN DE LA POBLACIÓN HUMANA

Hace unos 17 mil años, probablemente al alcanzar el nivel del mar su punto más bajo y quedar al aire los depósitos de metano del talud continental, se inició el último calentamiento natural de ciclo glacial-interglacial. Este calentamiento, y la consiguiente subida de CO2, duraron unos 5 mil años, hasta alcanzar el óptimo climático reciente hace unos 12 mil años. Al fundirse el hielo de casquetes polares y montañas se produjo un aumento del nivel del mar de unos 120 metros. Está documentado que el Mar Negro queda aislado del Mediterráneo en las etapas glaciales. Al subir el nivel del mar pasa a través del Bósforo en una inmensa catarata, que es muy probablemente el fenómeno descrito en la leyenda bíblica del Diluvio Universal.

Al mismo tiempo, el deshielo de las montañas de Irán y Turquía produjo una avalancha de barro fértil hacia Mesopotamia, de la misma manera que el deshielo del Himalaya produjo el mismo efecto en las cuencas de los ríos Indo y Ganges de la India y en la de los ríos Amarillo y Azul en China. Abundancia de agua, temperaturas altas y barro fértil se combinaron con la capacidad de imaginación de la nueva especie, nuestra especie, aparecida en la Tierra unos 30 mil años antes, para generar un desarrollo gigantesco de una agricultura incipiente en los comienzos de la deglaciación.

Con la captura sistemática de energía solar mediante la fotosíntesis comenzó una explosión de la población humana, desconocida hasta entonces para animales del tamaño humano. El aumento de la población siguió su curso hasta alcanzar el máximo posible con este tipo de energía: unos 600 millones de individuos hasta que las tierras americanas también fueron cultivadas, cuando la población basada en la fotosíntesis pasó a su máximo natural de unos 800 millones de individuos.

DOS RITMOS DIFERENTES
QUE DEBEMOS AJUSTAR

La razón para considerar que la población humana llegó a su máximo natural es sencilla de entender y relevante para nuestra tesis. La superficie cultivable en el planeta unida a la energía disponible por fotosíntesis no da para más seres humanos, y éstos con una vida limitada a la supervivencia. Hoy somos unos 7 mil millones y vamos camino de ser 10 mil millones. La razón de esta explosión es la inyección gigantesca de energía en los cultivos. Esta energía es la que el planeta almacenó durante millones de años en forma de carbón y petróleo. Pero esta energía, que nos ha conducido a un paraíso en la Tierra, se obtiene a base de emitir CO2 de forma acelerada. A partir de 1850, la cantidad de CO2 en la atmósfera ha crecido de manera exponencial.

La razón es evidente: la puesta en marcha de un sistema de suministro de energía a cada ser humano derivado de la energía capturada hace unos 300 millones de años por la fotosíntesis y almacenada en el subsuelo, en forma de carbón y petróleo, en un proceso de eficiencia total esencialmente nula. Al extraer estos dos vectores energéticos -denominamos vectores a aquellas sustancias que almacenan energía potencial para convertirla en su momento en energía cinética y trabajo- a un ritmo muy superior al de su acumulación, y al quemarlos para la obtención de energía cinética, el ser humano está lanzando a la atmósfera una cantidad adicional de CO2 que el sistema terrestre no puede absorber a ese mismo ritmo.

De hecho, el aumento actual de CO2 es de unas 6 gigatoneladas (miles de millones por año), lo que equivale a un incremento de unas 1.6 ppm por año, y continúa acelerándose ese incremento. El mecanismo básico de absorción del CO2 es su captura por el océano a través de la acción de las olas, y este mecanismo es bastante más lento que el ritmo de las emisiones humanas.

Para resolver el problema debemos considerar varios escenarios o hipótesis. La primera, que se baraja en todos los centros de decisión del mundo, es tratar de que la concentración de CO2 no pase de las 550ppm. Para esto, las emisiones deben disminuir drásticamente a partir del año 2040 hasta no superar las 2 gigatoneladas de CO2 por año, para después de esa fecha seguir disminuyéndolas a lo largo del siglo XXII. Si se superasen esas 550 ppm, las consecuencias serían, muy probablemente, desastrosas, en el sentido de que una vez superada esa cifra, los esquemas de realimentación positiva del sistema climático impedirían la vuelta atrás de la subida de temperatura.

EL CALENTAMIENTO DEL PLANETA
HARÁ COLAPSAR NUESTRA CIVILIZACIÓN

¿Qué importancia tiene la subida de temperaturas sobre el esquema socioeconómico de nuestra civilización actual? Aunque se diga poco, o se ignore en los tratados socioeconómicos, la situación actual se basa en un equilibrio esencialmente inestable de los agentes sociales. El sistema se basa en la confianza en el desarrollo futuro.

Para entender esto nos basta tomar el ejemplo de España. En la actualidad, la deuda de las familias españolas es igual al PIB anual del país. Esto quiere decir que la economía española se apoya en la idea de que a lo largo de los, digamos, próximos veinte años, el PIB va a tener un superávit anual (generación sobre deuda) del 0.05, para poder pagar la deuda en el plazo de esos veinte años. Si por algún motivo esto no fuera así, la deuda revertiría sobre las familias, que se encontrarían en la imposibilidad de pagarla. El esquema de financiación está ba¬sado en la esperanza de que el futuro produzca más que el pasado, en vez de en el sistema de capital acumulado y puesto a producir.

Pues bien, España -y con ella el 90% de la población del planeta- sólo es capaz de producir, sin energía añadida, los productos fotosintéticos. El resto de la producción y servicios deriva de la inyección constante de energía procedente de los yacimientos de petróleo y carbón. Hoy día es imposible convertir directamente esta energía en alimentos. Para producirlos es necesaria la presencia de suficiente suelo fértil y de agua.

Un calentamiento del planeta tiene como consecuencia inmediata el desplazamiento de las zonas de precipitación, al mismo tiempo que un cambio sustancial de las especies cultivables de acuerdo con los rangos de temperatura invierno/verano. El calentamiento presente eliminaría la lluvia de España, y con esto se produciría un colapso de nuestra civilización.

UN COLAPSO COMO EL DE LA CIVILIZACIÓN MAYA
SERÍA AHORA A ESCALA GLOBAL

Los colapsos de civilizaciones no han sido nunca efecto directo de la causa climática. Es muy probable que una de las causas del colapso final de Roma fuese la disminución de las cosechas de su granero principal, el norte de África.

Es conocido que una de las causas del colapso de la civilización maya en Yucatán fue un período muy extenso de sequía en esa península. En efecto, durante cientos de años los mayas pusieron en cultivo tierras que dependían cada vez más de las lluvias, en vez de depender -como las primeras que cultivaron- de esquemas estables de irrigación. Esto permitió un crecimiento de la población por encima del agua que podían proporcionar estanques y canales de riego.

Una sequía prolongada a lo largo de 70 años mantuvo en regadío los valles, pero produjo el colapso del cultivo en tierras más altas. Los habitantes de estas tierras avanzaron sobre los valles. Los conflictos sociales derivados de guerras e invasiones más o menos pacíficas acabaron con un esquema, que como todos los esquemas sociales, es metaestable. En física, un estado metaestable es un estado con un mínimo local de energía, que no es totalmente estable bajo perturbaciones del sistema por encima de cierta magnitud.

Si no lo impedimos, el cambio climático producirá disrupciones similares a las de la civilización maya, pero a una escala global, derivadas de cambios ambientales en escalas más rápidas de aquellas a las que los seres humanos son capaces de adaptarse. La única posibilidad es reducir drásticamente las emisiones de CO2 a la atmósfera, y para esto, eliminar la combustión de carbono como fuente de energía. Sin embargo, la energía es imprescindible para nuestra vida, y un suministro de energía del orden de 32 mil 500kw/h por persona al año es lo que se precisa para una vida de lujo similar a la vida española actual.

LA INAGOTABLE ENERGÍA
QUE NOS LLEGA DEL SOL

¿Tenemos posibilidad de utilizar otra energía distinta del carbono fósil? Sobre cada metro cuadrado de superficie del planeta caen, durante las seis horas centrales del día y en las bandas latitudinales comprendidas entre los 500 S y los 500 N unos 800 watios. La superficie de esta región es de unos 200 millones de kilómetros cuadrados. De éstos, unas dos quintas partes son suelo emergido, unos 80 millones de kilómetros cuadrados.

El rendimiento actual de las celdas fotovoltaicas es superior al 10%. Asumamos un 10% de manera conservadora. Esto significa que podemos obtener 80 watios por metro cuadrado y 80 millones de watios u 80 mil kilowatios por kilómetro cuadrado de este suelo. Si asumimos seis horas de funcionamiento darias -tres antes y tres después del mediodía solar- y 365 días al año, obtenemos 175 millones de kilowatios/hora por kilómetro cuadrado de suelo. Puesto que tenemos 40 millones de kilómetros cuadrados, podemos obtener 7x10 kilowatios de energía. Al ritmo de consumo de un español actual, esto es energía para 215 mil millones de personas. Puesto que no es razonable pensar en más de 10 mil millones de personas en el planeta, necesitaríamos un 5% de esa energía. Es decir, un 5% de 40 millones de kilómetros cuadrados o 2 millones de kilómetros cuadrados, cuatro veces la superficie de España. Esto, para una población de 10 mil millones de personas viviendo con un consumo energético anual similar al actual español. Tenemos, pues, recursos más que suficientes para las necesidades energéticas mundiales sin necesidad de quemar carbono fósil.

PODEMOS Y DEBEMOS
CAMBIAR LAS DIRECCIONES DEL DESARROLLO

La energía que nos llega del Sol puede capturarse de múltiples maneras: vía energía fotosintética, vía energía térmica y su derivada la eólica y vía electricidad producida por celdas fotovoltaicas y convertida en hidrógeno como vector de almacenamiento.

¿Podemos hacerlo? Veamos el caso de España. España tiene instalada en la actualidad una potencia eléctrica de unos 50 gigawatios. El coste actual de 1Gw de celdas fotovoltaicas es de 6 mil millones de euros, el equivalente al presupuesto de autovías en tres años de gobierno del Estado español. Si se destinase sólo la mitad de ese presupuesto a las celdas podríamos disponer de 1 Gw de potencia foto¬voltaica cada seis años. Puesto que una inversión de tal magnitud abarataría sustancialmente los costes de fabricación de celdas, y éstas están aumentando sustancialmente su rendimiento, es razonable suponer que una inversión modesta podría proporcionar 10 Gw fotovoltaicos en veinte años. Simultáneamente, los desarrollos en el resto de las energías sustentables que he citado nos producen la convicción de que, con un ligero cambio de énfasis en el desarrollo industrial, es posible sustituir la generación de energía eléctrica actual por un esquema sustentable en un plazo de veinte años.

Hacerlo así implica solamente cambiar las direcciones del desarrollo y, de ninguna manera, el sentido o el signo del mismo. No sólo esto: invertir en el desarrollo de tecnologías completamente nuevas es equivalente a relanzar la economía en una dirección productiva, con generación de empleos de calidad mantenibles en el tiempo. ¿Podemos hacer esto? Estoy seguro que podemos. Y no sólo. Estoy seguro de que debemos hacerlo. Aunque en España en la actualidad existe un cierto número de empresas que desarrollan alta tecnología, ese número es pequeño en volumen de negocios frente a empresas cuya tecnología más avanzada se limita a poner un ladrillo encima de otro.

Cuando España recibía una cantidad gigantesca de plata desde el continente americano ese dinero se invirtió esencialmente en actividades no productivas: guerras y bienes raíces. El resultado fue que en el momento en que las minas dejaron de producir, la economía española se hundió en la miseria, a pesar de mantener, en medio de esa miseria y por espacio de 200 años, las colonias americanas. Invertir en ladrillos no genera el desarrollo necesario para mantener de manera constante la economía de un país. Las ideas que de la riqueza flotan en la actualidad en el ambiente español, incluidos diversos Ministros de Hacienda que son y han sido, no se basan en la actividad intelectual, la única que verdaderamente produce una riqueza que se mantiene, pues las ideas cambian en el tiempo.

DOS MEMES CULTURALES
QUE DEBEMOS REVISAR Y RECHAZAR

Combatir el cambio climático es necesario, y al mismo tiempo es inmensamente útil para lanzar a países concretos y a la Humanidad en su conjunto en la dirección de un desarrollo real. Es nuestro deber y será nuestro placer hacerlo.

Como hemos visto, el cambio climático deriva de la quema salvaje de carbón y petróleo por la sociedad humana. Como el resto de los animales, los seres humanos necesitamos energía para vivir, y al encontrar estos dos combustibles hemos avanzado alocadamente por un camino casi sin retorno. Al disponer de una energía que encontramos sin esfuerzo, hemos dado vía libre al crecimiento de la población y a una destrucción acelerada del medio ambiente que necesitamos para vivir. Al encontrar esa energía deberíamos habernos controlado en su uso, pero la cultura dominante nos forzaba a utilizarla.

¿De qué deriva una cultura? Richard Dawkins ha acuñado el término mem como equivalente social del gen biológico. La elección de una serie de alternativas va generando una vía social de avance. Durante una larga etapa humana en la que no había otra energía que la derivada directamente de la fotosíntesis, o indirectamente del metabolismo de la vegetación fotosintética, la posibilidad de extraer energía útil derivaba del número de animales y de personas. Las personas funcionaban como herramientas de trabajo y como soldados para el robo sistemático.

En ambos casos era útil y se hizo culturalmente valioso el crecimiento de la población, y se desarrolló un mem que se llegó a codificar en uno de esos libros que una parte de los habitantes del planeta considera sagrado, mediante un mandato de obligado cumplimiento, pues se aceptaba como exógeno al sistema social: Creced, multiplicaos y llenad la tierra. Este mem cultural ha generado, al existir una disponibilidad creciente de energía, una superpoblación totalmente innecesaria.

Al mismo tiempo, se desarrolló otro mem cultural: el ansia de posesión por encima de las necesidades básicas. Puesto que para garantizar la supervivencia individual y familiar se hacía necesario disponer de otras personas como herramientas, la posesión de ésa y otras riquezas equivalentes se convirtió en un mem cultural adicional.

También aquí, la disponiblidad de energía ha llevado al desarrollo de una idea de consumo y de aceleración del ritmo vital totalmente innecesaria, pero que se mantiene y propaga a la población mundial. Para satisfacer estos dos memes culturales se busca la energía más sencilla y rápida, pero la más contaminante, en vez de dedicar esfuerzos en dos direcciones: la reducción de la población y el uso de otras energías no contaminantes.

SI QUEREMOS SOBREVIVIR

La supervivencia humana deriva hoy de otra consideración distinta de aquella de hace miles de años. En vez de necesitar de los seres humanos como mano de obra necesitamos los cerebros de esos seres humanos como creadores de ideas. En vez de una riqueza derivada de una energía inmediata, necesitamos energía sofisticada en formas cada vez más tecnológicas. La supervivencia de cada uno deriva ahora de la supervivencia del conjunto de la sociedad, de nuestra capacidad para frenar el cambio climático. Sólo rechazando estos dos antiguos memes culturales esto será posible.

CATEDRÁTICO DE FÍSICA APLICADA DE LA UNIVERSIDAD DE ALCALÁ. TEXTO APARECIDO EN LA REVISTA “QUÓRUM” DE LA UNIVERSIDAD DE ALCALÁ, MADRID, PRIMAVERA 2007.

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