El planeta se está calentando, y se manifiesta en el cambio climático. Según los especialistas, las causas de este calentamiento son variadas, y algunas tienen que ver con la actividad humana.
La atmósfera de la Tierra es una trampa, sí, una trampa de calor, donde la energía que viene del Sol en forma de radiación, tanto visible como invisible, se transforma en calor y no puede escapar completamente al espacio.
La cantidad de calor atrapado en la atmósfera, y la temperatura que ésta alcanza, depende de muchos factores, pero en general se debe, principalmente, a un fenómeno llamado efecto invernadero.
El nombre invernadero proviene de las construcciones acristaladas utilizadas en las altas latitudes durante el invierno para atrapar el calor del Sol. Consiste en la combinación del carácter selectivo del vidrio para dejar pasar la luz visible y reflejar la radiación infrarroja, y la propiedad de los cuerpos de emitir radiación en dependencia de su temperatura superficial.
Cuando en un invernadero, o construcción acristalada, incide la luz del Sol, ésta trae energía también en forma de calor, y se produce el calentamiento de las superficies iluminadas en el interior. Si bien el Sol tiene temperatura muy alta, y por eso emite luz en el rango visible, los cuerpos que se calientan dentro del invernadero están a temperaturas en que la radiación que emiten es invisible, están en el rango del infrarrojo, por lo que no puede atravesar el vidrio, sino que se refleja internamente; es decir, queda atrapada y calienta las superficies de los cuerpos en que incide, con lo que va aumentando la temperatura en el interior de esta singular trampa (Figs. 1 y 2).
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Fig. 1. Los edificios acristalados propician
el reforzamiento del efecto invernadero.
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Fig. 2. Efecto invernadero en una construcción acristalada.
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El invernadero construido por los humanos no es el único que existe; también la atmósfera de los planetas, en dependencia de su composición, se puede comportar como invernadero al reflejar o dispersar la radiación infrarroja emitida desde su superficie, o desde el exterior. Por ejemplo, el planeta Venus tiene un efecto invernadero muy marcado, que hace que su atmósfera alcance temperaturas superiores a los 290°C, mayores que las de Mercurio, que no tiene atmósfera y está más cerca del Sol; mientras que Marte, al poseer una atmósfera muy tenue, apenas manifiesta el efecto invernadero y las temperaturas en su superficie son muy bajas.
Pero en la Tierra, gracias a la composición y comportamiento complejos de su atmósfera, creada por los procesos geológicos, biológicos y meteorológicos, el efecto invernadero ha permitido la aparición de una trampa del calor del Sol que permite la circulación atmosférica y de los mares, el ciclo del agua y un intervalo variable de temperaturas en el que la vida en todo el planeta ha encontrado, a lo largo del tiempo, condiciones favorables para su desarrollo y equilibrio, tanto a escalas locales, como para toda la biosfera.
A partir de la Revolución Industrial, la actividad fabril ha desprendido un calor adicional al fenómeno ya mencionado, por lo que se ha calentado la atmósfera y han aumentado las temperaturas cercana a dichas instalaciones; así apareció, por el solo hecho de asfaltar las calles, la llamada isla de calor, que consiste en un aumento de la temperatura superficial al disminuir las áreas verdes, fenómeno presente dondequiera que el ser humano ha hecho alguna construcción. También contribuyen a la isla de calor la emisión de calor de las instalaciones industriales, viviendas, edificios de todo tipo y los vehículos de transporte.
Las principales fuentes de calor son las plantas generadoras de electricidad mediante procesos térmicos, como las termoeléctricas de combustibles fósiles y las nucleares.
Mientras que el Sol alterna sus aportes de luz y calor con el paso de los días y las noches, el calor desprendido por la actividad energética humana es constante, y ocurre a baja temperatura; es decir, se corresponde con el infrarrojo, incapaz de abandonar la atmósfera, y que aumenta cada vez más en dependencia de las exigencias de la sociedad.
Hasta aquí se ha comentado que existe una trampa de calor atmosférica natural, y que hay dos fuentes principales de calor: el Sol, y las actividades industrial y energética de la sociedad.
Las actividades de la sociedad para obtener energía y realizar trabajo, se basan en el aprovechamiento de las fuentes de energía existentes, y se estimulan por la actividad económica que permite ganar cada vez más dinero, u obtener posiciones de fuerza geopolíticas; esto ha provocado con el transcurso del tiempo que la mayor generación de energía resida no en la que se recibe del Sol, o de los procesos naturales como el viento y el agua, sino en la que se obtiene a partir de la generación térmica, ya sea de base fósil o nuclear.
Las fuentes renovables de energía, y las tecnologías que las aprovechan, emplean la energía que proviene del Sol, y al utilizarlas en la generación de electricidad, o como fuerza de trabajo directa, facilitan procesos de transformación que no permiten el calentamiento global. Así, la energía que calienta el agua en los colectores solares no calienta el entorno, y evita que se consuma electricidad fósil para calentarla; los elementos de sombra en las construcciones facilitan la ventilación y evitan el gasto innecesario de energía; la iluminación natural también evita el consumo de electricidad fósil para alumbrarnos; el uso de la electricidad fotovoltaica desvía la energía que se iba a transformar en calor, convirtiéndola en una energía eléctrica que podemos llamar «fresca», y sustituye a la «caliente» proveniente de combustibles fósiles y nucleares. Cuando se utiliza la biomasa como combustible, tiene sobre el fósil la ventaja de que no aumenta la cantidad de CO2 en la atmósfera, pues el carbono que se emite es el que se fijó por fotosíntesis en las plantas para crear la biomasa durante su vida, y no durante millones de años atrás como en el caso de los hidrocarburos.
Los combustibles fósiles y nucleares constituyen, además, una fuente adicional de emisión de calor, y una fuente de emisión de sustancias que aumentan el efecto invernadero en la atmósfera: los llamados gases de efecto invernadero (GEI). El gas insignia entre los GEI es el dióxido de carbono (CO2), y todas las referencias de las emisiones se hacen comparándolas con él. Cuando el CO2 está disuelto en la atmósfera, contribuye a la dispersión del calor y evita que se escape al espacio.
Otros GEI son el metano (CH3), óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx) y el vapor de agua, que muchas veces no se identifica como GEI porque no es un contaminante en el sentido tóxico, aunque sí lo es en el sentido térmico.
Esto ha llevado a una interpretación errónea de la contribución que hace la energía nuclear al calentamiento global. Las plantas nucleares de generación eléctrica transforman como promedio 74% de la energía total en calor (en cuanto a la energía «perdida», no utilizada), que es disipado al medio a través del agua de enfriamiento, el vapor de agua, la radiación infrarroja y la conducción al terreno; sin embargo, como nominalmente no emiten los GEI convencionales, con excepción del vapor de agua, se afirma que no contribuyen con el calentamiento global, y se proponen como una de las soluciones energéticas para el futuro próximo, y además «como la única limpia», lo que evidencia que detrás de estas aseveraciones están los intereses económicos y geopolíticos.
Los sucesos recientes en la central japonesa de Fukushima han provocado pánico, por tratarse de una central en área de catástrofe. Pero no se analiza que, sin ocurrir el terremoto, ya la instalación representaba un gran peligro para el entorno. Cuando en los primeros días de la catástrofe la Central ya no generaba electricidad, el principal problema era enfriarla, es decir, eliminar el calor que emitía, aunque no estuviera generando electricidad. Además, si se funde la masa del reactor es imposible enfriarlo hasta que no se agote todo el combustible, y eso, como en el caso de Chernóbil, puede durar miles de años. Vale la pena preguntarse: ¿Cómo se puede decir que la energía nuclear no contribuye al calentamiento global si emite calor en exceso, aunque no esté brindando un trabajo útil? (Fig. 3).
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Fig. 3. Las plantas de energía nuclear desprenden mucho calor al entorno.
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En resumen, el efecto invernadero no es más que el comportamiento de una trampa de calor que funciona porque existen el flujo de calor y los componentes de esta trampa. Casi todo el mundo, al enfrentar el problema, ataca solo a los GEI, y se olvida del factor que causó todo el fenómeno: el calor. Finalmente, otra pregunta: ¿Por qué, si el calor es un factor principal en el calentamiento global, no se hace también un inventario de las fuentes de emisión de calor y se proyecta una campaña por el uso de tecnologías más frescas?
* Físico ambiental, escritor y divulgador de la ciencia.
Miembro de la UNEAC y de la Junta Directiva Nacional de CUBASOLAR.
e-mail: bruno@cubaenergia.cu
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