Archivo de la categoría ‘Ciencias de la Tierra’

El misterio de los ríos que se comportan como ríos

Por Daniel Bruno* (CSIC)

Un río no es estático, no sigue siempre el mismo curso. Si pudiéramos ver el trazado de un río pintado en un mapa a lo largo de los siglos veríamos que no es una mera línea azul, sino un intrincado conjunto de líneas que se contrae, expande, y cambia su curso a lo largo del tiempo. Las lluvias provocan crecidas naturales en los ríos; especialmente en los ubicados en la cuenca mediterránea, que periódicamente reciben episodios de lluvias torrenciales. Pero esto no es un misterio. Nunca lo ha sido. Pese a su poder destructivo si no se gestionan adecuadamente, las crecidas son necesarias tanto para el propio río como para el mar que va a alimentarse de él.

Los ríos no son meros canales de agua, su dinámica natural implica la ocupación periódica de sus cauces mayores e incluso la llanura de inundación durante las crecidas. Generalmente vemos esta realidad de manera sesgada por nuestra corta perspectiva temporal de lo que es un río. Solo en los últimos siglos hemos conseguido moldear esa dinámica fluvial a nuestros intereses y necesidades. Y lo hemos hecho básicamente gracias a dos estrategias: la construcción de embalses y la canalización de los ríos.

Crecida extraordinaria del río Ebro a su paso por Zaragoza, en abril de 2018. / Daniel Bruno

La falsa domesticación de los ríos españoles y sus consecuencias

Los ríos de España se encuentran entre los más regulados del mundo, con un mayor número de presas por kilómetro de río y una gran capacidad de agua embalsada (top 5 mundial) para la precipitación que se recibe. Somos el país de Europa con mayor número de grandes presas (1.200), duplicando a Turquía, segundo del ranking, según la Agencia Europea de Medioambiente (2018). La labor de presas y embalses para almacenar agua, laminar avenidas y producir energía es inestimable. Sin embargo, interrumpen el flujo de especies, agua y sedimento con graves implicaciones ecológicas y socioeconómicas. En el río Ebro, por ejemplo, están provocando que cada vez llegue menos sedimento al delta, lo que agrava su hundimiento, y afecta así a la pesca en el Mediterráneo, la formación de playas o la producción de arroz. Un impacto menos evidente de las presas es la interrupción del ciclo del fósforo. Con los grandes embalses impedimos que especies anádromas (aquellas que viven en el mar, pero durante su vida remontan los ríos para reproducirse y morir) migren aguas arriba transportando desde el mar al interior un elemento clave para la agricultura: el fósforo. Otro impacto social que pasa a veces desapercibido es la inundación de pueblos y de las tierras más fértiles para cultivos como consecuencia de la construcción de presas.

Una estrategia que se ha desarrollado en paralelo a la construcción de presas y embalses es la canalización y construcción de defensas laterales. Esto ha supuesto un estrangulamiento de los ríos y la degradación de las riberas fluviales con numerosos daños económicos en las zonas bajas. El levantamiento de defensas cada vez más altas, junto a los dragados y la eliminación de vegetación (mal llamada limpieza de cauces) son estrategias que solo aumentan el potencial efecto devastador aguas abajo al aumentar el poder erosivo del agua que discurre por el cauce. Con ello, se crea una falsa sensación de seguridad que nos lleva a construir cada vez más cerca del río.

En un contexto de cambio climático en el que las lluvias serán más irregulares y destructivas, siempre habrá un punto débil a lo largo del recorrido del río donde los daños sean máximos. Además, hay que tener en cuenta que la defensa hace de efecto barrera en las dos direcciones: si la avenida consigue superar la altura de la defensa o sube el nivel freático a la superficie (cuando hay crecidas el río también puede inundar “por debajo”, por filtración, como consecuencia de la subida del nivel freático), el agua tardará más en evacuarse de la zona anegada, con los correspondientes perjuicios económicos para estas tierras. Por tanto, las defensas fijas se deberían reservar exclusivamente para áreas urbanas en las que no hay posibilidad de alejar las edificaciones y darle espacio al río. Afortunadamente, la ciencia, la política y la gestión ambiental han identificado medidas más eficaces en las últimas décadas y nos encontramos inmersos en un cambio de paradigma potenciado por la Directiva Europea de Inundaciones (2007/60/CE) y su transposición al ordenamiento español (RD 903/2010). Este cambio está centrado en la gestión del territorio a escala de cuenca hidrológica para mitigar inundaciones.

Hay que empezar a interiorizar que las inundaciones tienen su origen en una mala gestión del territorio, en una mala planificación a nivel de cuenca hidrológica, especialmente en todo el territorio que queda aguas arriba del lugar donde estas se producen. En este sentido, se expone a la población a un riesgo que es, en la mayoría de los casos, evitable con una correcta gestión. Y existen herramientas tanto para mejorar esta gestión, como para que la población tenga información precisa y fiable de las zonas susceptibles de inundarse durante las crecidas y episodios de lluvias fuertes. El conocimiento nos permite tomar decisiones informadas. Por ejemplo, si fuera a comprarme una casa, consultaría con detalle si una vivienda se encuentra en una zona de alto riesgo de inundación, es decir con una probabilidad de inundación alta, cada 10 años de media.

Crecida del río Gállego a su paso por Zaragoza, en abril de 2018 / Daniel Bruno

De luchar contra el río a colaborar con él

El daño que genera una riada no depende solo de su magnitud sino de la exposición de la población a la misma. El nuevo paradigma en la gestión de ríos establece que la cuestión no es si un río mediterráneo se desborda o no, es decir, que se expanda más allá de su cauce habitual, sino dónde y cuándo lo hace para maximizar los beneficios y minimizar los daños. Esto implica primar la protección de núcleos urbanos a cambio de facilitar que el río ocupe esporádicamente su lugar en zonas no pobladas, como son zonas naturales y campos. Cuando dejamos espacio al río (alejando las defensas o haciéndolas permeables) o permitimos que se desborde de forma controlada (es decir, planificando a nivel de cuenca los lugares más óptimos) estamos disminuyendo la velocidad del agua y su destrucción aguas abajo. Además, al mismo tiempo, permitimos que multitud de funciones y servicios de los ecosistemas tengan lugar en nuestro propio beneficio.

Es comprensible que la medida pueda suscitar polémica en el sector agrícola que puede perder puntualmente sus cosechas, pero no hay que perder de vista que las avenidas son un proceso histórico y a la larga beneficioso para el río, para las riberas e incluso para los propios campos de cultivo, si sabemos gestionarlas adecuadamente. Por ejemplo, la resistencia a la inundación puede variar de unas pocas horas a semanas, dependiendo de la especie que se plante. No es casualidad que las vegas fluviales sean los terrenos más fértiles para la agricultura, dado que las crecidas e inundaciones aportan limos y nutrientes esenciales a las tierras bajas, y más en un futuro próximo donde los fertilizantes químicos o de síntesis podrían escasear. Además, unas riberas bien conservadas producen innumerables beneficios, como la mejora de la calidad del agua, la fijación de suelo o la disminución de la erosión, y actúan a su vez como corredor ecológico para numerosas especies de animales y plantas.

Por último, en los próximos años, la frecuencia e intensidad de los fenómenos extremos como las avenidas y las sequías aumentará, por lo que deberíamos pasar de una visión de dominancia sobre la naturaleza a una de convivencia, adaptación e integración de la dinámica fluvial en la planificación territorial. Solo si la ciencia, la naturaleza, la sociedad, la política y la gestión van de la mano aplicando el conocimiento científico en la toma de decisiones y en las medidas a implementar sobre el terreno tendremos la oportunidad de minimizar los daños y maximizar los beneficios de fenómenos naturales cada vez más extremos. Lo contrario traerá más sufrimiento del necesario para hacer frente al enorme reto que supone el cambio climático en curso.

 

*Daniel Bruno es investigador del CSIC en el Instituto Pirenaico de Ecología (IPE).

Volcanes bajo el mar

Por Adelina Geyer* (CSIC)

Los volcanes son unos de los fenómenos naturales más espectaculares de nuestro planeta. En los últimos 60 años se han registrado anualmente entre 50 y 80 erupciones, en las que el magma sale del interior de la Tierra a través de fracturas en el suelo dando lugar a exuberantes columnas eruptivas de varios kilómetros de altura o a espectaculares ríos de lava. Cuando pensamos en un volcán, solemos imaginarnos una gran montaña, como el gran monte Fuji (Japón), o el domo de lava Puy de Dôme (Francia). Pero olvidamos que el fondo de los océanos acoge también abundante actividad volcánica. De hecho, la gran mayoría del volcanismo en la Tierra, se estima que más del 80%, ocurre bajo el agua, tanto en zonas profundas (a kilómetros de profundidad) como someras (a algunos centenares de metros).

Vista del monte Fuji y la pagoda Chūrei-tō desde el florecido parque Arakurayama Sengen, en Fujiyoshida, prefectura de Yamanashi, en Japón central. Imagen: Reginald Pentinio / Flickr

La actividad volcánica de nuestro planeta, ya sea aérea (en la superficie terrestre) o submarina, se concentra primordialmente en los límites de las placas tectónicas. A lo largo de las zonas de dorsal o rift (límites divergentes) y las de subducción (límites convergentes) existen cambios de temperatura, presión o de composición química que permiten que las rocas del manto se fundan parcialmente y se genere magma. Este magma asciende hacia la superficie y, en ocasiones, se detiene a diferentes profundidades para acumularse en reservorios (cámaras magmáticas) que alimentan a los sistemas volcánicos. Además, un pequeño porcentaje de la actividad volcánica se origina dentro de las placas tectónicas (volcanismo intraplaca) sobre los denominados puntos calientes, zonas donde la temperatura del manto es anómalamente elevada.

Vista del volcán Puy de Dôme desde el Puy de Côme. El Puy de Dôme es, uno de los volcanes más jóvenes de la región Chaîne des Puys, en el Macizo Central, en el sur de Francia. Imagen: Clément Beckert

Coladas de lava bajo las aguas

Durante una erupción, el tipo de actividad y los materiales volcánicos generados dependen principalmente de la composición y el contenido de gas en el magma que asciende a la superficie. Además, para el caso del volcanismo submarino, otro factor principal es la profundidad de la zona de emisión de magma.

En la mayoría de las erupciones submarinas en aguas profundas, el magma suele ser de composición basáltica. El magma basáltico, de alta temperatura (1000 a 1200 °C), baja viscosidad (puede fluir con facilidad) y bajo contenido en gas, sale al fondo del océano en forma de fuentes y coladas de lava. Cuando estas entran en contacto con el agua fría (2 a 4 °C), la superficie exterior del magma se enfría rápidamente hasta convertirse en vidrio. Las lavas submarinas más comunes son las almohadilladas (pillow lavas), por sus formas más o menos esféricas o redondeadas, en forma de almohada. También son frecuentes los flujos de lava lobulados (lobate lavas), de superficie lisa o con una textura de caparazón de tortuga de vidrio fracturado por contracción, y los flujos laminares (sheet flows), que pueden presentar superficies lisas, alineaciones, pliegues, etc. La presencia de uno u otro tipo de coladas de lava no depende de la composición química, sino de las diferencias en la tasa de suministro de magma, la topografía subyacente y las condiciones del flujo.

Lavas almohadilladas en el fondo oceánico de Hawaii. Imagen: National Undersea Research Program (NURP) / Office of Oceanic and Atmospheric Research (OAR), USA

Un millón de montes submarinos

La acumulación de materiales volcánicos en el fondo del mar, especialmente de coladas de lava, da lugar a los denominados montes submarinos (seamounts). Se trata de los volcanes más abundantes de la superficie de la Tierra ─se han identificado más de un millón─, pero los menos estudiados. Los montes submarinos pasan por varias etapas de crecimiento, y es común observar en sus cumbres cráteres de tamaño muy variable: de pocas decenas de metros a unos kilómetros.

Durante la etapa de desarrollo de los montes submarinos en aguas profundas la alta presión hidrostática (presión del agua) favorece un tipo de actividad volcánica poco o nada explosiva. La presión es tan elevada que el agua no hierve de forma explosiva cuando entra en contacto con el magma. A medida que el edificio volcánico crece, el centro emisor de magma se vuelve más somero, por lo que la presión hidrostática disminuye. En este momento, comienza a haber una interacción explosiva entre el agua y el magma, similar a cuando caen gotas de agua en una sartén con aceite muy caliente. La actividad volcánica se vuelve más violenta, con fases eruptivas llamadas de tipo surtseyano (por el volcán Surtsey), que generan conos de toba ­─roca ligera formada por cenizas volcánicas­─ submarinos y superficiales. Si la actividad volcánica continúa, puede llegar a crearse una gran isla volcánica, como Tenerife o La Palma (Islas Canarias).

Erupción del volcán Surtsey (Islandia, 1963), que dio lugar al nombre del tipo de actividad surtseyana. Imagen: National Oceanic and Atmospheric Administration’s (NOAA), Office of Oceanic and Atmospheric Research (OAR), USA

Fuentes hidrotermales

Otro fenómeno relacionado con el volcanismo submarino es la actividad hidrotermal, tanto en los montes submarinos como a lo largo de las dorsales oceánicas. El agua de mar se infiltra por las fracturas de la corteza, se calienta con las rocas volcánicas y el magma que hay en profundidad, reacciona con las rocas de la corteza oceánica y vuelve a subir al lecho marino. En su camino, los fluidos hidrotermales realizan un intercambio químico con las rocas que atraviesan, dejando atrás unos elementos y recogiendo otros que traen de vuelta hacia la superficie y al océano. De esta manera, los fluidos hidrotermales transportan gases producidos por la interacción agua-roca o provenientes del magma, así como altas concentraciones de metales en solución.

Las soluciones hidrotermales surgen a través de fumarolas en el fondo del océano a temperaturas que alcanzan varias centenas de grados. Al emerger, las soluciones precipitan diversos minerales (pirita, calcopirita, etc.) que forman depósitos y sedimentos ricos en hierro y manganeso. Además, las altas concentraciones de sulfuro de hidrógeno en estas fumarolas sustentan un conjunto biológico único, que incluye bacterias oxidantes de sulfuro, que forman la base de una cadena alimentaria.

Una ‘fumarola negra’ emite chorros de fluidos cargados de partículas, predominantemente minerales de sulfuro, de grano muy fino. Las ‘fumarolas negras’ se forman a partir de depósitos de sulfuro de hierro, que es negro. Las ‘fumarolas blancas’ se forman por depósitos de bario, calcio y silicio, de color blanco. Imagen: National Ocean Service National Oceanic and Atmospheric Administration, U.S. Department of Commerce

Mucho queda por aprender del volcanismo submarino de nuestro planeta, pero los avances tecnológicos recientes como los ROV (vehículos operados remotamente) permiten tomar imágenes, vídeos e incluso recoger muestras para avanzar en el conocimiento de la dinámica y los productos de las erupciones submarinas.

¿Qué será lo siguiente que descubramos sobre el misterioso fondo del océano?

*Adelina Geyer es investigadora del CSIC en el Instituto de Geociencias de Barcelona (GEO3BCN – CSIC) y miembro del Grupo de Volcanología de Barcelona. Geyer divulga la ciencia de los volcanes para público general e infantil.

El viento, el elemento olvidado del cambio climático

Por César Azorín-Molina*

El viento es aire en movimiento. Esta definición implica que la expresión “hace aire” –tan común entre el público general y los medios de comunicación– es incorrecta: lo apropiado es decir “hace viento”. Este movimiento de aire se origina por las diferencias de presión atmosférica entre las superficies de la Tierra y los distintos niveles de la atmósfera; y ha sido utilizado por la humanidad desde el pasado hasta nuestros días como fuente de energía para la navegación a vela, el molido del grano o la extracción de agua de pozos subterráneos. La relevancia social, económica y ambiental del viento es múltiple, y tiene una doble vertiente, ya que el viento supone tanto un recurso como un riesgo climático.

El molino de viento convierte la energía eólica en energía rotacional con el fin principal de moler granos. Es un tipo particular de molino que opera por medio de paletas llamadas aspas.​

En un contexto como el actual, en el que nos enfrentamos a las consecuencias del cambio climático, el viento constituye la segunda fuente más importante en la generación de electricidad y la principal fuente de energía limpia. Su comportamiento altera la capacidad de producción de la industria eólica, pero es también clave en procesos muy dispares: la agricultura y la hidrología, pues incide sobre la evaporación y la disponibilidad de recursos hídricos; la calidad del aire, ya que dispersa la contaminación atmosférica; o las catástrofes naturales, por las pérdidas económicas y humanas que producen los temporales. Otros fenómenos afectados por el viento son la ordenación y el planeamiento urbano, las operaciones aeroportuarias, el tráfico por carretera, la propagación de incendios forestales, el turismo, los deportes de viento e incluso la dispersión de semillas, las rutas migratorias de las aves o la erosión del suelo.

Un aerogenerador es un dispositivo que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica.

¿El viento se detiene o se acelera?

La veleta para conocer la dirección del viento fue inventada en el año 48 a. C por el astrónomo Andronicus y el anemómetro que mide la velocidad a la que viaja el aire en movimiento, en 1846 por el astrónomo y físico irlandés John Thomas Romney Robinson. Sin embargo, el estudio de los cambios del viento en escalas temporales largas (periodos de más de 30 años) no despertó el interés de la comunidad científica hasta hace apenas un par de décadas.

La veleta es una pieza de metal, ordinariamente en forma de saeta, que se coloca en lo alto de un edificio, de modo que pueda girar alrededor de un eje vertical impulsada por el viento, y que sirve para señalar la dirección de este.

Fue en Australia, donde el profesor emérito de la Australian National University Michael Roderick, en su afán de cuantificar el efecto del viento en la evaporación, observó un debilitamiento de los vientos superficiales durante las últimas décadas. En 2007, para denominar este fenómeno, acuñó el término anglosajón de ‘stilling’. Pocos años más tarde, en 2012, el también australiano Tim McVicar, de la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, concluyó que este descenso de la velocidad de los vientos estaba ocurriendo sobre superficies continentales de latitudes medias, preferentemente del hemisferio norte, desde la década de 1980. En cambio, otras investigaciones detectaron un reforzamiento de los vientos sobre las superficies de los océanos y, en la última década, un cese del fenómeno ‘stilling’ y un nuevo ciclo de ascenso de la velocidad de los vientos o ‘reversal’.

Falta de evidencias

La causa principal que explica ambos fenómenos se ha atribuido a los cambios en la circulación atmosférica-oceánica. Estos cambios se producen tanto por la propia variabilidad natural del clima como por efecto de la acción humana sobre el clima: el calentamiento global consecuencia de las emisiones de gases de efecto invernadero y también los cambios en los usos del suelo, entre los que destaca la rugosidad del terreno provocada por la masa forestal y la urbanización. En cualquier caso, tampoco hay que descartar la posibilidad de errores instrumentales en la medición del viento por el desgaste de los anemómetros, entre otros.

En la actualidad, la ciencia del clima se afana por descifrar el comportamiento del viento y elaborar proyecciones para los próximos 100 años. En un escenario de aumento de emisiones de gases de efecto invernadero y de calentamiento global, es previsible que una nueva fase de ‘stilling’ domine el siglo XXI.

El último informe del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC) concluyó que el viento es una de las partes olvidadas del sistema climático dadas las escasas evidencias sobre sus cambios pasados y futuros. Un nuevo ‘stilling’ obligaría a desarrollar nuevas estrategias a medio-largo plazo en el sector de la energía eólica, un motor clave en la descarbonización de la economía establecida en el Acuerdo de París y el Pacto Verde Europeo. El estudio del viento debe ser prioritario para impulsar las energías renovables en la transición hacia una economía global con bajas emisiones de gases de efecto invernadero.

* César Azorín-Molina es investigador del CSIC en el Centro de Investigaciones sobre Desertificación (CSIC-UV-GVA) y pertenece a la Red Leonardo de la Fundación BBVA

 

¿Cuál será la primera planta en colonizar el volcán de La Palma? Tenemos una candidata: la lechuga de mar

Por Alberto J. Coello (CSIC)*

Las erupciones volcánicas son uno de los eventos de la naturaleza más increíbles y peligrosos que pueden producirse. Hace poco fuimos testigos de la última, ocurrida en la isla canaria de La Palma y que ha dejado patente el efecto destructivo de estos fenómenos. Durante 85 días, el volcán de Cumbre Vieja expulsó inmensas coladas de lava a más de mil grados de temperatura que alcanzaron la costa, cubriendo más de 1200 hectáreas y arrasando edificaciones, campos de cultivo y ecosistemas. Esta erupción recuerda, en muchos aspectos, a otra que ocurrió hace cinco décadas, la del volcán Teneguía, en el sur de la misma isla y que hoy es un espacio natural protegido.

Volcán de Cumbre Vieja en erupción. / César Hernández

Aquella erupción de 1971 duró varias semanas y dejó coladas de lava que alcanzaron también el océano y ampliaron la superficie isleña. Cabía esperar que la destrucción en la naturaleza producida por el volcán dejase daños irreparables por el efecto de la lava, pero la realidad fue diferente. Las coladas de lava depositaron sobre la superficie de la tierra material capaz de albergar vida al cesar las erupciones.

La llegada de organismos vivos a zonas recientemente bañadas de lava es un proceso lento. De hecho, tras 50 años desde la erupción del Teneguía, la diversidad que podemos observar en esa zona es todavía baja. Muchas especies necesitan la acción de otras con las que establecer estrechas relaciones para poder sobrevivir. Por ello, los primeros organismos que llegan a esos nuevos territorios, conocidos como pioneros, son fundamentales para la explosión de biodiversidad que sucederá más tarde en esas zonas.

Las coladas de lava de la erupción del Teneguía en 1971 cercanas a la costa, en la Punta de Fuencaliente, donde se aprecian individuos de la lechuga de mar (los verdes más brillantes con toques amarillos). / Alberto J. Coello

Pioneras tras la lava

Una de esas especies pioneras que podemos encontrar en abundancia creciendo sobre los depósitos de las coladas de lava del Teneguía es la lechuga de mar o servilletero (Astydamia latifolia). Esta especie de la familia Apiaceae vive en las costas de todas las islas del archipiélago canario y llega a alcanzar incluso la costa de Marruecos. Es una planta de hojas suculentas de un color verde muy brillante y con unas flores amarillas muy vistosas, que forma unos reconocibles paisajes de hasta kilómetros de extensión.

A pesar de que la Punta de Fuencaliente, al extremo más al sur de La Palma, no cuenta con un gran número de especies, la lechuga de mar es la más abundante, lo que deja patente su capacidad colonizadora en estos ambientes. De hecho, los análisis genéticos de esta especie han revelado que se ha movido múltiples veces entre las islas de todo el archipiélago. Esta gran capacidad colonizadora parece guardar relación con las estructuras de sus frutos.

La lechuga de mar (Astydamia latifolia) en El Cotillo, Fuerteventura. / Alberto J. Coello

Por un lado, presentan un ala que les permite moverse fácilmente por el aire, lejos de la planta en que se formaron. Por otro, cuentan con tejido corchoso, de tal manera que, una vez caen en el agua del océano, pueden mantenerse a flote y conservar la viabilidad de las semillas tras ser expuestas a la salinidad del agua. La capacidad que tiene la lechuga de mar de sobrevivir al agua marina es fundamental para especies que, como ella, viven en zonas de litoral. Esto le permite moverse entre islas con bastante más facilidad que otras plantas que no cuentan con este tipo de estructuras.

Con todo ello queda claro que la lechuga de mar posee una capacidad de supervivencia y colonización enormes, lo que la convierte en una importante especie pionera de nuevos ambientes como el que podemos encontrar tras las erupciones volcánicas en Canarias, y parece una gran candidata a ser de las primeras plantas en crecer sobre la lava de Cumbre Vieja. Solo el tiempo desvelará si estamos en lo cierto, pero los antecedentes permiten apostar por ella. De lo que no hay duda es que habrá vida después del volcán.

 

*Alberto J. Coello es investigador del Real Jardín Botánico (RJB) del CSIC. Este texto es un extracto del artículo ‘Habrá vida después del volcán’ publicado en El Diario del Jardín Botánico.

El cambio climático y la guerra en Ucrania están en nuestro plato

Por Daniel López García (CSIC) *

¿Cómo va a impactar la guerra de Ucrania en nuestra alimentación? La respuesta dependerá de las medidas que tomemos. Y también de si estas tienen en cuenta los efectos que el cambio climático está teniendo sobre el sistema alimentario y la relación entre cambio climático y sistema productivo. Trataré de explicarlo en las siguientes líneas.

Gurra contra la naturaleza

Traspasar las tensiones sociales a la naturaleza

Durante las últimas décadas, las desigualdades sociales se han tratado de aliviar facilitando el acceso a bienes de consumo baratos a toda la población. Esto ha supuesto un incremento creciente de la producción intensiva y el consumo desmesurado, que se ha asentado en una mayor presión sobre los recursos naturales. Por ello podemos decir que las desigualdades se han aliviado en buena medida gracias a traspasar la tensión social hacia la naturaleza… y eso a pesar de que esas desigualdades no han dejado de crecer.

El problema es que la naturaleza está mostrando un elevado nivel de agotamiento: cuanta más presión introducimos, más se desequilibra, lo que a su vez genera nuevas tensiones sociales. La guerra en Ucrania es una buena muestra de ello: un conflicto relacionado con el control de los recursos naturales –el gas ruso atraviesa Ucrania, un territorio rico en minerales y productos agrícolas– provoca un alza de precios y desabastecimiento que dan lugar a tensiones sociales en todo el planeta, como las recientes movilizaciones del sector agrícola y del transporte que hemos vivido en España. Algo similar ocurre con el cambio climático y la pandemia de COVID19, dos fenómenos que tienen su origen en la creciente presión humana sobre los recursos naturales y que han producido ya tensiones sociales a escala global: desempleo, empeoramiento de la calidad de vida, estancamiento de la actividad económica, migraciones, etc.

Un modelo agrícola en crisis

En estos bucles de insostenibilidad social e insostenibilidad ecológica nuestra alimentación juega un papel relevante. Por un lado, la producción de alimentos a gran escala se encuentra en crisis por su elevada dependencia de materias primas que han alcanzado o se encuentran cerca de su pico de extracción: el petróleo que mueve la maquinaria o el gas, los nitratos y los fosfatos que se utilizan en la producción de fertilizantes y pesticidas. Por otro lado, los rendimientos agrícolas generan y a su vez se ven afectados por algunos de los procesos ecológicos y geológicos en los que los límites planetarios están desbordados en mayor grado, como el cambio climático, la pérdida de biodiversidad, el agotamiento de los ciclos geoquímicos de nitrógeno y fósforo o el cambio en los usos del suelo. Y, por último, los flujos globales de alimentos baratos entre unas partes del mundo y otras han quedado en entredicho después de que la pandemia dificultara los transportes internacionales y el alza de precios del petróleo los haya encarecido sobremanera. Todo ello amenaza nuestra seguridad alimentaria, algo que se deja ver en parte en el alza de los precios de los alimentos.

En este contexto, ¿cómo deberíamos gestionar los impactos de la guerra en Ucrania sobre nuestra alimentación? Para intentar que el sector alimentario europeo no colapse, algunas voces están proponiendo rebajar los estándares ambientales en la producción de alimentos. Se plantea, por ejemplo, importar piensos transgénicos y alimentos cultivados con pesticidas prohibidos en la UE; o incrementar las superficies de cultivo en detrimento de los barbechos.

Esto supone un auténtico paso atrás con respecto a la estrategia “De la granja a la mesa”, aprobada en 2020 por la Comisión Europea tras un arduo debate, y que entre otras cosas establece reducciones en los usos de antibióticos en ganadería y de fertilizantes y pesticidas químicos en agricultura, así como el objetivo de que un 25% de la superficie cultivada europea en 2030 sea de producción ecológica. No nos podemos permitir retrasar los cambios a los que ya estamos llegando tarde, como evidencia el último informe del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC), que asigna un tercio de las emisiones de efecto invernadero al sistema alimentario, o las elevadas cifras de enfermedades no transmisibles (y el gasto sanitario asociado), relacionadas con pesticidas y con dietas insostenibles y poco saludables.

La hora de actuar

El cambio climático será (y en buena medida ya lo está siendo) mucho más destructivo que una guerra, y sus impactos durarán mucho más que la guerra más larga. El último informe del IPCC, presentado el 28 de febrero, hace hincapié en la necesidad urgente de adoptar medidas inmediatas y más ambiciosas para hacer frente a los riesgos climáticos. “Ya no es posible continuar con medias tintas”, asegura su presidente.

La gravedad del cambio climático y los últimos informes del IPCC han alentado a parte de la comunidad científica a movilizarse para demandar cambios urgentes. Durante la segunda semana de abril de 2022, científicos y científicas de todo el mundo llevarán a cabo acciones de desobediencia civil aliados con diversas organizaciones ambientalistas, como Extinction Rebellion.

La comparación entre cambio climático y guerra es muy clarificadora. A lo largo de los últimos siglos, y especialmente desde el siglo XX, nuestras sociedades han entendido la relación con la naturaleza a través de la dominación, como una guerra contra la naturaleza que ahora parece que vamos perdiendo. Pero ni la naturaleza está en guerra contra la humanidad ni esa guerra es posible, porque somos parte de la naturaleza y esta vive en cada uno de nosotros y nosotras. De hecho, para poder superar ambos problemas –la guerra en Ucrania y el cambio climático– será necesario salir del escenario bélico entre sociedad y naturaleza, plagado de ‘daños colaterales’, como la idea de que para enfrentar los impactos de la guerra podemos presionar más sobre los recursos naturales. Esta idea de guerra sociedad-naturaleza solo generará nuevas crisis que se solaparán con las actuales.

El caso es que hay un consenso elevado acerca de qué camino tomar respecto a la alimentación entre los estados nacionales y las instituciones globales, como la UE, el IPCC o las agencias de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), el Medio Ambiente (UNEP) o la Salud (OMS). Recientes informes y acuerdos globales coinciden en que es urgente, posible y necesario alimentar al mundo a través de sistemas alimentarios agroecológicos; basar nuestra alimentación en alimentos locales, frescos, sostenibles (ecológicos) y de temporada; y modificar la dieta para reducir la ingesta de carnes (y limitarla a aquellas procedentes de la ganadería extensiva) y de alimentos procesados. La combinación de crisis sociales y ecológicas que hoy nos asola debe servir para iniciar ya los cambios necesarios, y no para seguir echando leña al fuego.

* Daniel López García es investigador del CSIC en el Instituto de Economía, Geografía y Demografía (IEGD-CSIC).

FOTCIENCIA18: descubre en un minuto las mejores imágenes científicas de 2021

Por Mar Gulis (CSIC)

Una dalia artificial de carbonato cálcico, la intrincada red de nanofibras de una mascarilla FFP2 o el volcán de colores creado por un singular organismo conocido como ‘huevas de salmón’ son algunos de los temas retratados en las imágenes seleccionadas en la 18ª edición de FOTCIENCIA, una iniciativa organizada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) con el apoyo de la Fundación Jesús Serra.

En esta edición, a las modalidades de participación habituales –Micro, General, Alimentación y nutrición, Agricultura sostenible y La ciencia en el aula– se ha sumado una modalidad especial para recoger imágenes que hayan plasmado la importancia de la ciencia y la tecnología frente al COVID. Un comité formado por doce profesionales relacionados con la fotografía, la microscopía, la divulgación científica y la comunicación ha valorado y seleccionado las imágenes más impactantes y que mejor describen algún hecho científico.

De izquierda a derecha y de arriba abajo: ‘Ser o no ser’, ‘Jeroglíficos del microprocesador’, ‘Volcán de mixomicetos’, ‘Pequeña Gran Muralla’, ‘Metamorfosis floral’, ‘El bosque de parasoles’, ‘El arcoíris digital’ y ‘Todo es polvo de estrellas’.

De izquierda a derecha y de arriba abajo: ‘Ser o no ser’, ‘Jeroglíficos del microprocesador’, ‘Volcán de mixomicetos’, ‘Pequeña Gran Muralla’, ‘Metamorfosis floral’, ‘El bosque de parasoles’, ‘El arcoíris digital’ y ‘Todo es polvo de estrellas’.

Los transistores con forma de jeroglífico de un microprocesador, la transformación de las flores de girasol en frutos o el envés de la hoja del olivo son otros de los temas retratados. El objetivo es acercar la ciencia a la sociedad a través de fotografías que abordan cuestiones científicas mediante una perspectiva artística y estética.

Con estas imágenes, que puedes ver en el vídeo que acompaña a este texto, y una selección más amplia de entre las 556 recibidas en esta ocasión, próximamente se realizará un catálogo y una exposición itinerante, que será inaugurada en primavera de 2022 y recorrerá diferentes salas expositivas por toda España a lo largo del año.

En esta 18ª edición, FOTCIENCIA se ha sumado nuevamente a los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible declarados por Naciones Unidas. Más información en www.fotciencia.es

Para saber más sobre las imágenes escogidas, pincha aquí.

Imágenes seleccionadas:

Modalidad Micro:

– ‘Ser o no ser’. Autoría: Isabel María Sánchez Almazo. Coautoría: Lola Molina Fernández, Concepción Hernández Castillo

– ‘Jeroglíficos del microprocesador’. Autoría: Evgenii Modin

Modalidad General:

– ‘Volcán de mixomicetos’. Autoría: José Eladio Aguilar de Dios Liñán

– ‘Todo es polvo de estrellas’. Autoría: David Sánchez Hernández Modalidad

La ciencia frente al COVID:

– ‘Pequeña gran muralla’. Autoría: Alberto Martín Pérez. Coautoría: Raquel Álvaro Bruna, Eduardo Gil Santos

Modalidad Alimentación y nutrición:

– ‘Metamorfosis floral’. Autoría: David Talens Perales

Modalidad Agricultura Sostenible:

– ‘El bosque de parasoles’. Autoría: Enrique Rodríguez Cañas

Modalidad La ciencia en el aula:

– ‘El arcoíris digital’. Autoría: Carlota Abad Esteban, Lourdes González Tourné

Olas monstruo eléctricas: el fenómeno que explica el riesgo de un gran apagón

Por Antonio Turiel* y Mar Gulis

A lo largo de los tiempos, los marinos han relatado historias de enormes olas que aparecen de la nada en mar abierto, se elevan 10 o 20 metros, recorren uno o dos kilómetros y desaparecen tras arrasar todo lo que encuentran a su paso. Sin embargo, hasta la década de los 90 del siglo pasado, las olas monstruo no fueron objeto de estudio científico. Pertenecían al terreno de las leyendas urbanas… o, mejor dicho, marinas. La mayoría de la gente creía que solo eran fabulaciones de viejos y ebrios lobos de mar, y las compañías de seguros que eran historias inventadas para encubrir negligencias causantes del hundimiento o la desaparición de barcos. Hasta que las imágenes de cámaras instaladas en navíos, plataformas marinas y satélites acabaron por dar la razón a los marinos: las olas monstruo existen.

Las causas del fenómeno son complejas, pero no hay duda de que en algunos casos ocurre simplemente porque es estadísticamente posible. En el mar hay muchas olas. La mayoría están generadas por el viento, aunque en su formación también intervienen otros factores, como tormentas lejanas o el relieve del suelo marino. Normalmente, esas olas se propagan en diferentes direcciones, cada una con una amplitud, una frecuencia y una longitud de onda diferente, algunas más rápido, otras más lento… Pero a veces, por puro azar, durante un pequeño periodo de tiempo se sincronizan, llegan todas a la vez al máximo, y se genera una auténtica pared de agua que se lleva todo por delante.

Algo parecido puede ocurrir en los sistemas eléctricos. Mucha gente piensa que la electricidad es como el agua, que fluye de forma continua por las tuberías. Pero no es así; la corriente de la red eléctrica es alterna: oscila como una onda. Por eso es muy importante que todos los sistemas que vuelcan electricidad en la red estén sincronizados. Por decirlo así, todos tienen que subir y bajar al mismo tiempo. Cuando esto no ocurre, se empiezan a propagar ondas de forma desordenada, como en el mar, que pueden acabar provocando daños graves en la infraestructura eléctrica.

Si la frecuencia no está perfectamente afinada en la red, puede darse el caso de que en determinados sitios la tensión baje a cero de golpe –lo que produce apagones en cascada– y en otros que la potencia se junte por completo, se sincronice y sea 10 o 20 veces mayor de lo que tendría que ser. Cuando esto ocurre, no hay nada que lo resista: literalmente las líneas de alta tensión y las estaciones transformadoras se desintegran.


Los peligros de una gran red interconectada

Obviamente, la formación de este tipo de turbulencias es un riesgo que Red Eléctrica Española y el regulador europeo siempre están vigilando. El problema es que las posibilidades de que ocurran eventos de este tipo han ido en aumento a medida que se han ido instalando más y más sistemas renovables en una red cada vez más grande e interconectada.

Los mecanismos de protección de la red eléctrica europea (en la que la frecuencia es de 50 hercios) están pensados para un modelo de grandes centrales –hidroeléctricas, térmicas, nucleares, de ciclo combinado, etc.– que suministran mucha potencia. Cuando una anomalía supera el umbral de los 0,2 hercios durante más de dos minutos, el sistema desconecta la parte de la red en la que se está produciendo la perturbación. Lo que pasa es que ahora, además de grandes centrales, tenemos un gran número de unidades de producción que generan menos cantidad de energía –paneles solares y turbinas eólicas, fundamentalmente–en una red que se ha integrado a escala europea y que, por tanto, es mucho más grande. En este esquema, las anomalías se producen con mayor frecuencia y se propagan en tiempos mucho más cortos, por lo que el umbral de tolerancia establecido resulta excesivamente relajado. Esto está generando problemas continuamente. De hecho, el 8 de enero de este año hubo un incidente grave: una subfrecuencia en Croacia se combinó con una superfrecuencia en Alemania y no hubo más remedio que separar la red en dos.

Si los problemas suceden sobre todo en Europa Central no es por casualidad. Alemania en 20 años ha pasado de producir un 6% de su electricidad con energías renovables a un 38%. Además, ha integrado su red de alta tensión con la de sus vecinos de forma mucho más intrincada que en otras partes del continente.

Desde el punto de vista económico, resultaba muy interesante integrar todas las redes del continente lo máximo posible para transportar la energía intermitente de las renovables. Si el viento sopla en Polonia, pero no en Galicia, ¿por qué no llevar la energía de un lugar al otro? Lo que pasa es que en Europa Central este planteamiento se ha llevado a cabo sin instalar sistemas adicionales de estabilización, que hubieran encarecido el coste de la implantación de las energías renovables.

Por fortuna, actualmente España está relativamente a salvo de este riesgo. Como nuestra red eléctrica está poco interconectada con la del resto del continente, en caso de que se produzca una ola monstruo eléctrica en Europa, será relativamente sencillo desconectarnos mientras dure el peligro. En cualquier caso, esto debería hacernos reflexionar y ser más previsores a la hora de implantar nuevos sistemas renovables en nuestro territorio.


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Antonio Turiel es investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar. Su trabajo se centra en la oceanografía por satélite, pero es también un experto en recursos energéticos. En el blog The Oil Crash y el libro Petrocalípsis analiza el agotamiento de los combustibles fósiles y las dificultades de la transición a un modelo ‘eléctrico’ de renovables.

La expansión del océano: un descubrimiento de la Guerra Fría

Por Luis Carcavilla Urquí (IGME-CSIC)*

A mediados de los años 50 del pasado siglo, las dos superpotencias del momento mantenían un tenso equilibrio político y militar. La URSS y Estados Unidos se enfrentaban en un conflicto no bélico, la Guerra Fría, por demostrar su supremacía mundial. Con el fin de rebajar la tensión y frenar la imparable carrera armamentística nuclear, rusos y estadounidenses acordaron una suspensión parcial de las pruebas nucleares a principios de los años 60.

Se prohibieron las pruebas en la atmósfera y bajo el agua, pero quedaron permitidas las realizadas bajo el subsuelo, que son como terremotos artificiales: en vez de producirse la vibración por la rotura de las rocas, se produce por una explosión nuclear.  Sin embargo, el grado de desconfianza era tal entre ambas partes que el ejército norteamericano decidió vigilar el cumplimiento del acuerdo por parte de los soviéticos y, de paso, saber la frecuencia de sus ensayos nucleares subterráneos. Para ello, instalaron una red global de sismógrafos, el aparato utilizado habitualmente para detectar vibraciones de la tierra y, por tanto, terremotos.

Mapa del fondo oceánico elaborado en 1974 por la American Geographical Society con apoyo de la Armada norteamericana.

Al margen de su aplicación militar, este sistema de seguimiento permitió obtener por primera vez una visión completa de la distribución de los terremotos en todo el planeta. Esta información llevó a un descubrimiento sorprendente: los terremotos se alineaban perfectamente dibujando estrechas franjas que parecían partir la superficie terrestre en varios bloques o placas. En realidad, desde mediados del siglo XIX esto ya se sabía, pero solo para los continentes, porque no se tenían datos de lo que ocurría en los lechos oceánicos. Ahora, con la información marina, se tenía una primera perspectiva global.

Un geólogo contra los submarinos nazis

No era la primera vez que el uso de las técnicas geofísicas con fines militares arrojaba interesantes descubrimientos científicos. Durante la Segunda Guerra Mundial, el geólogo norteamericano Harry H. Hess utilizó geófonos –instrumentos que convierten el movimiento del suelo en señales eléctricas– para detectar las posiciones de los submarinos alemanes en el Atlántico norte. El sistema no pudo ser más eficaz: en tan solo dos años, la amenaza por este tipo de ataque fue neutralizada. Así que enviaron a Hess donde se desarrollaba entonces la gran batalla submarina: el Pacífico. Allí participó en cuatro grandes batallas marinas, incluida la de Iwo Jima.

Su misión incluía cartografiar el fondo marino para diseñar la estrategia militar, así que tras la guerra Hess dispuso de información topográfica detallada de amplias regiones oceánicas. Resultó que el fondo marino no era plano ni homogéneo, sino que tenía largas cordilleras submarinas llamadas dorsales y profundas fosas de más de diez kilómetros de profundidad.

Localización de epicentros de terremotos registrados entre 1963 y 1998. / NASA

La exploración marina continuó y, en 1956, se descubrió que la dorsal medioatlántica era, en realidad, una cordillera sin fin, pues enlazaba con otras y continuaba a lo largo de 75.000 kilómetros. Pero lo más importante fue descubrir que en el eje de la dorsal se situaba un interminable valle estrecho en el que se concentraban los terremotos y que mostraba una intensa actividad térmica. En palabras del propio Hess, ese descubrimiento “sacudía los cimientos de la geología”, pues era la pieza que faltaba para dar sentido a los datos del fondo oceánico que había recopilado durante décadas.

De los terremotos submarinos al crecimiento oceánico

Entre otras cosas, Hess se había percatado de que el escaso espesor de los sedimentos que cubren el fondo oceánico demostraba que este es mucho más reciente que los continentes, donde se llegan a acumular miles de metros de materiales sedimentarios. Además, el espesor de esos sedimentos se incrementaba cuanto más lejos estuvieran de la dorsal oceánica. Eso significaba que las dorsales eran más modernas que el resto del fondo oceánico, pero también, y eso era aún más difícil de explicar, que en las dorsales se estaba creando nuevo fondo oceánico que hacía cada vez más ancho el océano. Pero, ¿cómo? Las alineaciones de focos de terremotos parecían indicar que el fondo oceánico se ‘partía’ a través de estas líneas, y el descubrimiento del valle en el eje de la dorsal en el que se detectaba calor fue la clave para confirmarlo.

Así, en 1962 Hess propuso que rocas fundidas procedentes del interior terrestre ascendían a través de las dorsales y salían a la superficie en el valle del eje de la dorsal, y este material solidificado creaba nuevos fondos oceánicos. A este proceso de crecimiento del océano desde la dorsal lo llamaron “expansión oceánica”.

Harry Hess en 1968 mientras explica el ciclo de la corteza oceánica.

Este descubrimiento tuvo aún más repercusiones: Hess se dio cuenta de que el fondo oceánico que se creaba en unas regiones debía destruirse en otras o, si no, la Tierra estaría creciendo. Propuso que las profundas fosas oceánicas eran los lugares donde el fondo marino se hundía en el interior terrestre. Los epicentros de los terremotos confirmaban esta teoría: los profundos se situaban en zonas coincidentes con fosas marinas –lo que evidenciaba que se introducían en profundidad– y los superficiales se ubicaban a lo largo de las dorsales –lo que reflejaba que la actividad volcánica creaba nueva corteza–.

Hacia la tectónica de placas

El hallazgo de Hess se vio confirmado solo un año después por Frederick John y Drummond Hoyle Matthews, que observaron el comportamiento magnético del lecho marino. Así descubrieron que la polaridad de las rocas variaba de una forma muy particular: existían extensas franjas perpendiculares a la dorsal con una polaridad normal y otras con una polaridad invertida, que se alternaban como en la piel de las cebras. Lo más llamativo era que el dibujo que describían esas franjas era simétrico a uno y otro lado de la dorsal.

Eso solo podía tener una explicación. Las rocas generadas en el fondo marino se magnetizan según la orientación del campo magnético terrestre, que cambia cada cierto tiempo. Por tanto, las rocas que emergían en el centro de la dorsal debían tener siempre la misma polaridad, aunque se situaran del lado europeo o americano. Las rocas situadas en los distintos lados de la dorsal se irían distanciando a medida que se fuera formando nuevo lecho oceánico y, en el momento en que cambiase el campo magnético terrestre, aparecería entre ellas una franja de rocas con distinta polaridad.

Registro de los cambios de polaridad magnética en las rocas del fondo oceánico en expansión. / Dr. T (CC3.0-By-SA)

Las piezas encajaban y la expansión oceánica era un hecho. Gracias a esta evidencia, pronto Tuzo Wilson acabaría por armar el puzle de la tectónica de placas y demostrar, tras décadas de encendidas polémicas, la existencia de la deriva continental, pero esa es otra historia.

 

* Luis Carcavilla Urquí es investigador del Instituto Geológico y Minero de España, adscrito al CSIC, y autor del libro de divulgación Montañas (IGME-Catarata), del que ha sido extractado este texto.

Almacenamiento geológico de carbono: el patito feo de la descarbonización

Por Víctor Vilarrasa (CSIC)*

Ahora que aprieta el calor, no puedo dejar de pensar en el cambio climático. Los registros nos indican que aumenta el número de olas de calor, de noches tropicales y de episodios de gota fría o DANAs –depresiones aisladas en los niveles altos de la atmósfera que provocan fuertes tormentas–. Para mitigar estos y otros efectos del cambio climático, debemos conseguir un balance neto de emisiones de dióxido de carbono (CO2) igual o menor que cero en un futuro cercano. Es decir, la cantidad de CO2 que emitamos a la atmósfera tendrá que ser igual o inferior al CO2 que extraigamos de ella. En España, con unas emisiones de gases de efecto invernadero de 334 millones de toneladas equivalentes de CO2 en 2018, todavía nos queda un largo camino para conseguirlo. Aunque las hemos disminuido un 25% con respecto a 2005, siguen siendo un 15% mayores que las de 1990, año que se toma como referencia para cuantificar las reducciones en las emisiones.

Planta de almacenamiento de carbono. / Pexels

Planta de almacenamiento de carbono. / Pexels

Descarbonizar la economía

El primer paso para la neutralidad de carbono consiste en descarbonizar todos los sectores de la economía. El sector que emite más CO2 es el energético, ya que en la actualidad el 85% de la energía que consumimos se genera a partir de hidrocarburos. Las grandes petroleras y empresas energéticas se están comprometiendo a lograr el balance neto de emisiones de CO2 igual a cero en 2050. Esta transición implica basar la producción de energía en fuentes renovables; mayoritariamente las energías solar, eólica e hidroeléctrica, pero complementadas por la geotérmica, la mareomotriz (que aprovecha las mareas) y la undimotriz (que se obtiene del movimiento de las olas). También se plantea sustituir los hidrocarburos por biomasa en la producción de electricidad, dado que el carbono que se emitiría al quemarla sería el mismo que habrían capturado previamente las plantas. Igualmente, la energía nuclear, que no tiene emisiones de CO2 asociadas, seguirá formando parte del mix energético con gran probabilidad.

Esta transformación es más compleja que instalar una capacidad de producción igual a la demanda, dado que las fluctuaciones que se producen en la mayoría de las fuentes de energías renovables (luz solar, viento, caudal hidrológico, etc.) requieren la capacidad de almacenar cantidades ingentes de energía para compensar los déficits de producción con los excedentes. Cómo almacenar esta energía no es trivial, dado que las baterías no tienen suficiente capacidad y la producción de combustibles sin carbono para su uso posterior, como el hidrógeno, conlleva una eficiencia bastante baja. A pesar de estos retos, se considera que la descarbonización del sector energético es viable.

Al sector energético le siguen en emisiones de CO2 los sectores del transporte e industrial. Para reducir sus emisiones, estos sectores se tendrán que electrificar, lo que aumentará la demanda del sector energético. No obstante, al contrario que el sector de la energía, estos sectores difícilmente se podrán descarbonizar por completo. En el sector del transporte, el transporte marítimo y, sobre todo, el aéreo no cuentan, por el momento, con combustibles alternativos a los actuales. Por otra parte, aunque el sector industrial se abastezca de energías renovables, seguirá emitiendo millones de toneladas de CO2, porque la fabricación de ciertos productos, como el cemento, el acero y el etanol, conlleva la emisión de CO2 por las reacciones químicas que tienen lugar en su proceso de producción. En algunos casos, la investigación, desarrollo e innovación (I+D+i) podrá permitir la descarbonización de alguno de estos procesos mediante procedimientos alternativos, como en el caso del acero, que en la actualidad es responsable del 8% de las emisiones de CO2 a escala global. Sin embargo, otros procesos industriales solo se podrán descarbonizar mediante la captura del CO2 antes de ser emitido a la atmósfera y su posterior almacenamiento geológico. En España, 16 millones de toneladas de CO2 al año (Mt/a) son emitidas por 23 industrias que, a largo plazo, solo se podrán descarbonizar con la captura y almacenamiento de CO2 (CCS, por sus siglas en inglés); y 53 Mt/a, por 38 plantas de producción de energía, en las que se podría aplicar CCS a corto plazo para acelerar la transición hacia la neutralidad de carbono.

Devolver el carbono al subsuelo

El almacenamiento geológico de carbono tiene como objetivo devolverlo a su lugar de origen: bajo tierra. Tecnológicamente, este procedimiento está probado con éxito con caudales de inyección de 1 Mt/a. El Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) estima que la cantidad de CO2 almacenado en formaciones geológicas profundas debe aumentar de los 40 Mt/a actuales a 8.000 Mt/a en 2050. Esto implicaría tener unos 8.000 pozos inyectando 1 Mt/a de CO2. Puede parecer un número muy grande, pero es pequeño en comparación con los 8 millones de pozos que se han perforado para extraer gas y petróleo. No obstante, multiplicar por 200 el almacenamiento de CO2 en 30 años es sin duda un gran reto que implica un aumento del CO2 almacenado del 6% anual.

Víctor Vilarrasa

Víctor Vilarrasa

El almacenamiento se realiza a profundidades mayores de 800 metros en acuíferos salinos o en yacimientos agotados de gas o petróleo. A medida que aumenta la profundidad, como el subsuelo está saturado, es decir, los poros de las rocas están llenos de agua, la presión del agua que llena estos poros aumenta de forma equivalente al peso de la columna de agua que hay por encima. De manera similar, la temperatura también aumenta con la profundidad una media de 30°C por kilómetro. A profundidades mayores de 800 metros, la presión y la temperatura son suficientemente elevadas para que el CO2 se encuentre en su estado supercrítico. A pesar de lo extraño que pueda parecer el nombre de este estado, lo que nos indica es que el CO2 tiene propiedades tanto de un gas como de un líquido. Por un lado, su viscosidad es como la de un gas, es decir, muy baja, por lo que va a poder fluir con facilidad. Por otro, su densidad es como la de un líquido, es decir, elevada, y, por lo tanto, su almacenamiento va a ser eficiente porque ocupará un volumen relativamente pequeño. A pesar de presentar una densidad elevada, el CO2 es más ligero que el agua, por lo que tiende a flotar. Por este motivo, se necesita la presencia de una roca impermeable ubicada encima de la formación almacén, que se conoce como roca sello y que impide que el CO2 vuelva a la superficie. La formación almacén, al contrario que la roca sello, se caracteriza por una alta permeabilidad y porosidad, para albergar grandes cantidades de CO2 sin generar sobrepresiones elevadas.

Las posibilidades del CO2 almacenado

Socialmente, el almacenamiento geológico de carbono no acaba de estar bien aceptado, al menos en algunos países. Existe el efecto NIMBY (no en mi jardín trasero, por sus siglas en inglés), por el que se puede llegar a rechazar el desarrollo de proyectos de este tipo en ciertas zonas. Una posible solución es el almacenamiento en alta mar, como sucede en Noruega, donde llevan 25 años inyectando CO2 con éxito en acuíferos marinos, lo que convierte al país nórdico en líder mundial en almacenamiento de este gas. La manera en que esta tecnología es vista por la sociedad también puede mejorar cuando se aplica al CO2 que se genera en la combustión de biomasa para producir electricidad, ya que de esta forma conseguimos extraer CO2 de la atmósfera, en lo que se conoce como BECCS (por sus siglas en inglés).

Otra estrategia que puede ayudar a mejorar la imagen del almacenamiento geológico de carbono es utilizar el CO2 inyectado de alguna forma, para darle valor y que el proceso no se limite a deshacerse de un residuo. La opción más viable consiste en utilizar el CO2 inyectado para producir energía geotérmica, dado que, por sus propiedades, es un fluido mucho más eficiente que el agua en la extracción del calor de las profundidades de la Tierra. El CO2 inyectado se calienta cuando entra en contacto con la roca almacén, por lo que, si se extrae, se puede aprovechar la alta temperatura que ha adquirido para producir electricidad. Este ciclo es muy eficiente porque apenas se requiere energía para bombear el CO2: como tiende a flotar, sube hasta la superficie por sí solo. El CO2, una vez enfriado después de aprovechar la energía geotérmica, puede reinyectarse junto con más CO2 para su almacenamiento geológico. De esta forma, se reduciría la cantidad de CO2 en la atmósfera y se generaría energía limpia.

El tratamiento del CO2 debe seguir una evolución similar a la que ha tenido la gestión de nuestros residuos domésticos. Antiguamente se desechaban en cualquier parte, que es lo que hacemos ahora con el CO2. Posteriormente se recogían y se llevaban a vertederos, que es lo que se está empezando a hacer con el almacenamiento geológico de carbono. En la actualidad, reciclamos la mayoría de nuestros residuos y solo una fracción pequeña va a parar a los vertederos. En un futuro próximo deberemos hacer lo mismo con el CO2: almacenarlo y utilizarlo para conseguir que el balance neto de emisiones sea cero y así podamos mitigar los efectos del cambio climático.

 

* Víctor Vilarrasa es investigador del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC) y del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA, CSIC-UIB). Actualmente dirige un proyecto del European Research Council (ERC) para conseguir que los recursos de la Tierra contribuyan a la descarbonización.

Incendios forestales: la geometría del fuego

Por Serafín J. González Prieto (CSIC)*

Tradicionalmente se ha considerado que tanto el inicio como la propagación del fuego son una cuestión de triángulos. Para que se inicie un fuego son necesarios tres factores: combustible, comburente y fuente de ignición. Los dos primeros son casi omnipresentes en condiciones naturales, en forma de vegetación y oxígeno de la atmósfera, y el tercero surge con frecuencia variable a partir de rayos o erupciones volcánicas, por ejemplo. La propagación del fuego también está controlada por tres factores: el combustible disponible, la topografía y las condiciones meteorológicas (humedad, viento, temperatura).

Sin embargo, con demasiada frecuencia se olvida que desde hace miles de años a los triángulos anteriores les ha crecido un ‘cuarto vértice’, que condiciona decisivamente a los otros tres vértices en la mayor parte del planeta: las actividades humanas. Con el dominio del fuego los humanos pasamos a ser la principal ‘fuente de ignición’ en la naturaleza. Con la extinción de los mega-herbívoros silvestres en amplísimas zonas (en parte sustituidos por ganado), la agricultura y ciertas plantaciones forestales masivas –con especies pirófitas de interés económico, como eucaliptos y pinos– pasamos a controlar la cantidad y continuidad del combustible, es decir, las posibilidades de inicio y propagación del fuego. Sobre estas posibilidades de inicio y propagación inciden también el cambio climático que estamos provocando y las labores de extinción de los incendios cuando y donde nos interesa, incluso cuando estos son naturales. Por último, con la imparable expansión, a menudo caótica, de las áreas urbanizadas y las infraestructuras, nos hemos metido, literalmente, en la ‘boca del fuego’ que nosotros mismos atizamos. Así, además de la sexta extinción masiva de especies, la actividad humana está generando lo que ya se denomina mega-incendios de sexta generación: humanamente imposibles de apagar; humana y ecológicamente devastadores.

Ilustración: Irene Cuesta (CSIC)

Los riesgos de las quemas controladas o ‘pastorear’ el fuego

Llegados a este punto, ¿qué podemos hacer? Pensando solamente en el primero de los triángulos mencionados, algunos aseguran que únicamente podemos gestionar el ‘combustible’ y propugnan realizar quemas controladas o prescritas, ‘pastorear’ el fuego. Antes de optar por esta alternativa, conviene recordar que la sabiduría popular nos advierte que, si jugamos con fuego, es probable que acabemos quemándonos. Debemos tener presente que tanto las quemas prescritas como los incendios tienen efectos sobre la salud humana, la economía, la atmósfera, el agua, el suelo, la vegetación, la fauna e, incluso, el patrimonio cultural. Estos efectos pocas veces, o nunca, son tenidos en cuenta adecuadamente y en su conjunto.

Como realizar quemas prescritas con las necesarias garantías es laborioso y costoso, con relativa frecuencia se hacen mal y afectan a más superficie de la prevista, llegando incluso a convertirse en grandes incendios forestales. Pero, aún siendo técnicamente bien realizadas y de baja severidad, las quemas controladas o prescritas provocan pérdidas elevadas de nutrientes y organismos del suelo (lo que disminuye su fertilidad) y reducen su capacidad para actuar como una gigantesca ‘esponja’ que se empapa cuando llueve. Gracias a esta función de ‘esponja’, un suelo sano y rico en biodiversidad reduce las inundaciones y libera lentamente el agua después, lo que reduce las sequías.

Pérdida de áreas forestales por la erosión del terreno tras incendio (Ourense, Galicia)

Además, ya sea en un incendio forestal o en una quema prescrita, la combustión incompleta de materia orgánica de los suelos y vegetación genera inevitablemente hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) tóxicos, que la erosión arrastra a embalses y zonas costeras y que afectan a la potabilidad del agua, la riqueza pesquera y marisquera, y, una vez más, a la biodiversidad. Las cenizas suelen también contener concentraciones demasiado elevadas de algunos micronutrientes y metales pesados, con riesgos aún no evaluados para los lugares donde se sedimentan.

Sedimentos de cenizas en costas gallegas

Pastoreo sí, pero de ganado extensivo y sostenible

Entonces, ¿qué otras cosas podemos hacer? En primer lugar, convencernos de que actualmente la figura geométrica del fuego, más que a un triángulo, se parece a un rombo, en cuyo vértice superior está la actividad humana influyendo decisivamente sobre el inicio y la propagación de los incendios. Los datos oficiales indican que el 78% de los incendios en España son de origen antrópico (quemas deliberadas, accidentes y descuidos). Por tanto, nada conseguiremos si no actuamos sobre la principal ‘fuente de ignición’ en los incendios forestales, grandes y pequeños: la actividad humana.

Salamandra calcinada por un incendio (Galicia)

Para dificultar la propagación y facilitar la extinción de los incendios debemos actuar sobre la biomasa vegetal, mal llamada combustible: aunque arde, nadie en su sano juicio llama combustible a una biblioteca, a un retablo barroco o a los tejados de Notre Dame. Una superficie continua de hierba seca, matorral, eucaliptos, pinos o acacias puede facilitar mucho la propagación de un incendio. Para reducirla, debemos generar discontinuidades y crear un mosaico de hábitats diferentes que, además, es muy beneficioso para la biodiversidad. Para eso disponemos básicamente de tres herramientas: diente, hierro y fuego; pastorear, rozar y quemar. Más allá de unos puestos de trabajo coyunturales, las quemas prescritas y el ‘pastoreo de incendios’ no producen bienes o riqueza y tienen en contra los mayores efectos ambientales. En circunstancias parecidas están las rozas, pero con menor impacto ambiental. Y luego está el pastoreo real, trashumante o con ganado en régimen extensivo o semi-extensivo, es decir, en el que este pasa la mayor parte de su vida en libertad. Al suplir a los grandes herbívoros salvajes que hemos diezmado o extinguido, el ganado en semi-libertad controla el crecimiento de la biomasa vegetal, contribuye a conservar un mosaico diverso de hábitats, genera puestos de trabajo estructurales, ayuda a mantener la población rural y produce alimentos.

Por todo ello, la solución del grave problema de los incendios forestales en nuestro país pasa por actuar cuanto antes sobre las causas de origen humano, promocionar un pastoreo semi-extensivo bien gestionado y recurrir a desbroces mecánicos donde sea necesario. Y solo cuando el número, extensión, severidad y frecuencia de los incendios sea más o menos natural podremos plantearnos no extinguir o ‘pastorear’ los incendios naturales.

* Serafín J. González Prieto es experto en restauración de suelos tras incendio e investigador del CSIC en el Instituto de Investigaciones Agrobiológicas de Galicia (IIAG-CSIC).