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La antigua energía solar
Ecotropía
(Barcelona).
Entre los mayores retos a los que se enfrenta la
humanidad, se encuentra el desarrollo de sistemas de obtención de energía
alternativos a los actuales, basados fundamentalmente en los combustibles
fósiles. El consumo de estos combustibles constituye un hábito claramente
insostenible, y debe estudiarse de manera cuantitativa para poder avanzar hacia
una energía más sostenible. En este sentido, se enmarca el artículo «Burning
buried sunshine: human comsumption of ancient solar energy» (
Climatic Change
2003; 61: 31-44), donde el investigador Jeffrey S. Dukes, del Departamento de
Biología de la Universidad de Utah, analiza el proceso de formación de los depósitos de gas, petróleo y carbón a
partir de la producción primaria neta (PPN) de los organismos fotosintéticos.
Éste es el primer intento que se realiza de cáculo de la cantidad de energía
que fue necesaria, en su momento, para obtener los depósitos de combustibles
fósiles.
Fundamentalmente, los
combustibles que se usan en la actualidad son el carbón, el gas, y los
derivados del petróleo. A cada uno de ellos le corresponde un proceso
diferente.
Gran parte del carbón de
la Tierra se formó, según se cree, a partir de la acumulación de materia
orgánica en la turba de ciénagas y en regiones pantanosas a un ritmo de entre
61 y 145 gcm-2 por año. Con el transcurso del tiempo, y bajo la
acción de la temperatura y la presión, la turba experimentó un proceso conocido
como carbonización, transformándose progresivamente en carbón marrón y,
finalmente, en carbón duro (negro), produciéndose, a la vez, una importante
pérdida de carbono. A parte de estas pérdidas, una fracción del carbón
originado en este proceso no es accesible mediante las técnicas actuales
(aproximadamente un 38%), con lo cual no es posible su uso. Globalmente, el
proceso de formación de carbón a partir de las plantas tiene un rendimiento
inferior al 10%.
Sabemos que los
sedimentos marinos (86%), deltaicos (11%) y lacustres (3%) son los responsables
de que exista petróleo en la Tierra. Estos sedimentos, formados
principalmente por los restos de fitoplancton de zonas con aguas
pobres en oxígeno y en regiones de afloramientos (donde se hallan, actualmente,
las mayores reservas de petróleo) se conocen con el nombre de kerógeno. Este
complejo entramado de materia orgánica, en la forma de los llamados tipos I, II
y III, da lugar al fuel i al gas usados como combustibles, que producen
(como en el caso del carbón) sustanciales pérdidas de carbono, y tienen una
eficiencia inferior al 0,01%.
Mediante el cálculo de las
eficiencias de los procesos de producción del carbón, petróleo y gas, así como
la abundancia de estos compuestos, el autor cifra la cantidad de la antigua
energía fotosintética que se consume anualmente. Para generar los combustibles
utilizados tan sólo en el año 1997, Dukes calcula que fueron necesarios 44x1018
g de carbono procedentes de la fotosíntesis. Este valor es equivalente a 422
veces el carbono que se fija anualmente en toda la biosfera, o 73 veces el
carbono presente en la vegetación de todo el planeta. Si consideramos que la
fotosíntesis tiene una eficiencia del 1,7% y que la materia de las plantas está
constituida por un 45% de carbono, se puede deducir que la energía solar
necesaria para hacer crecer estas plantas fue de 120x1024 J, es
decir, 36 veces la energía que incide en la Tierra anualmente. Estos datos los
podemos interpretar de otra forma: para crear un galón de gasolina (3,8 litros)
fueron necesarias 89 toneladas métricas de organismos fotosintéticos. Así, cada
vez que llenamos el depósito de nuestro vehículo estamos utilizando la energía
que se acumuló en miles y miles de plantas durante centenares de miles de años.
El resultado es que en los últimos 250 años hemos estado haciendo uso de unos
depósitos energéticos que necesitaron alrededor de 500 millones de años para
formarse.
Estos valores nos dan una
idea de cuán insostenible es el uso de combustibles fósiles, así como de la
magnitud de las necesidades energéticas que solicita la humanidad y que deberán
poder ser satisfechas mediante el uso de energías sostenibles.
Una de las posibles
fuentes de energía sería la procedente de la biomasa, con un rendimiento
fotosintético muy superior al de los combustibles fósiles. En el artículo, el
autor calcula que serían necesarios 15,8x1015 g de biomasa para
satisfacer las demandas energéticas correspondientes a los combustibles fósiles
sólo en el año 1997. Este valor para la biomasa corresponde al 22% de la
productividad primaria neta utilizable a tal efecto.
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