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El planeta Tierra no está aún terminado, pero se está en ello
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Adolfo Marroquín Santoña | 20-02-2017 | 09:42| 0

Es curioso como “el hombre”, que no es más que una pequeña parte de la biosfera, actúa como dueño y señor del planeta, cuando, en realidad, su papel en la historia del mismo ha sido insignificante. Si se rodara una película, digamos de 100 horas de duración, sobre la creación y evolución de nuestro planeta, el hombre aparecería en pantalla no más de los 3 o 4 minutos finales, pese a lo cual está convencido de ser el actor principal y verdadero protagonista de la película. Es evidente que deberíamos ser más modestos.

Durante las eras geológicas iniciales, nuestro planeta no se parecía en nada, o se parecía muy poco, al actual aspecto de la Tierra; de hecho, ni siquiera tenía ese nombre, sino que se le ha denominado Columbia, una enorme masa que agrupaba a los que serían los futuros continentes, formada hace más de 1.500 millones de años (m.d.a, para abreviar), era un único supercontinente inicial prehistórico, del que fueron desgajándose, a lo largo de millones de años, como si se tratara de un inmenso puzle, los continentes, dando al planeta el aspecto actual, que conocemos bien.

Pero ese proceso que llevó al planeta desde Columbia, hasta la actual Tierra, pasando por etapas con formatos intermedios, como fueron Rodinia, hace unos 1.100 m.d.a., o Pannotia, hace más de 500 m.d.a., hasta llegar a Pangea, el último supercontinente, formado hace “nada más” que unos 250 m.d.a., ese proceso digo, no está terminado, de forma que las fuerzas geológicas siguen y seguirán en ello, buscando siempre el equilibrio, como ha venido haciendo la naturaleza desde antes de que el mundo fuera este mundo.

La hipótesis que los astrofísicos consideran más probable sobre la formación de nuestro Sistema Solar es la teoría de la condensación, según la cual, hace 4.500 m.d.a. una enorme masa intergaláctica, incandescente y giratoria, se transformó en el Sol, cuando se alcanzaron las temperaturas necesarias, de varios millones de grados, para que se produjeran las primeras reacciones de fusión nuclear, que aún continúan activas en el interior del Sol.

En la zona periférica de esa masa giratoria, donde no se alcanzaron las temperaturas necesarias para la formación de una estrella, se constituyeron pequeñas masas, de algunos cientos de kilómetros que, a medida que se alejaban del Sol, se iban enfriando y agrupando, acumulando masa, formándose las actuales esferas planetarias.

Pero, pese a ese enfriamiento exterior, el interior del planeta Tierra mantiene aún una elevada temperatura, que algunas recientes investigaciones han establecido en torno a los 6.000 ºC. Este calor es, en parte, debido al que tenía en el momento en que se produjo la formación del planeta, junto al desprendido por la desintegración de los elementos radiactivos, presentes en las capas profundas.

 

El interior de la Tierra está dividido en tres capas según los materiales que componen cada una de ellas:

1.- El núcleo: Es la parte más profunda de la Tierra, pudiéndose distinguir el núcleo interior y el exterior. El núcleo interior es sólido, probablemente debido a las grandes presiones internas a que está sometido. El núcleo exterior se encuentra en una fase líquida y está compuesto fundamentalmente por hierro y níquel.

2.- El manto: La capa intermedia de la Tierra, es de naturaleza semilíquida y en esa capa predominan el olivino y los silicatos de hierro y de magnesio. Esta capa se ha podido estudiar con más detalle porque de ella procede el magma que aflora a la superficie cuando un volcán entra en erupción.

3.- La corteza: Es la capa más superficial de la Tierra, y en su parte sólida está formada fundamentalmente por silicatos ricos en aluminio.

Tomando como referencia el radio de la Tierra, las dos partes del núcleo se sitúan desde los 2.900 km de profundidad hasta el centro del planeta, a los 6.378 km que, como valor medio, nos marca su radio. El manto se extendería desde una profundidad que oscila entre los 10 y los 50 km, (según el tipo de corteza bajo la que midiéramos), hasta los 2.900 kilómetros, en que comienza el núcleo.

En la corteza de la Tierra, que va desde la superficie hasta una profundidad de 10 a 50 km, según que midamos en áreas llanas o muy montañosas respectivamente, se encuentra dividida en fragmentos denominados placas tectónicas. Éstas placas encajan entre sí como en un rompecabezas, presentando áreas que se elevan sobre el nivel del mar, formando los continentes, y otras bajo el nivel del mar, que constituyen los lechos submarinos.

Estas placas se han estado moviendo, desde el principio de la formación del supercontinente inicial, y de hecho ese movimiento es el que ha dado lugar a los sucesivos supercontinentes y al estado actual de los continentes que presenta el planeta; movimiento que continúa, aunque a nosotros nos resulte imperceptible. En sus bordes, las placas chocan, se empujan unas a otras y se superponen, originando relieves como las montañas y los volcanes, e incluso provocando los terremotos.

Son varias las causas por las que las placas tectónicas continúan y continuarán con su movimiento; por una parte el calor de las profundidades, que crea corrientes de convección en el manto, por lo que los materiales ascienden y descienden en función de la temperatura, empujando con ello a las placas, que a veces se acercan entre sí y a veces se alejan. Aunque en el caso de alejarse el movimiento de separación de dos placas en una zona, provoca que en otra zona otras dos placas se acerquen y se empujen. Y, en ese caso, la placa más densa, más pesada, se hundirá bajo la menos densa, la más ligera.

Estos movimientos, lentos pero constantes, de las placas tectónicas, además de la formación o destrucción de relieve, tiene otras consecuencias geológicas muy importantes, como son los terremotos. El choque entre placas supone que una de ellas se eleva y fuerza a la otra a descender. De este modo, grandes masas de roca colisionan y originan fricciones y tensiones muy fuertes en ese punto, desencadenando movimientos sísmicos. El punto donde se ha producido la liberación de energía se llama hipocentro, y el lugar de la superficie terrestre situado encima del hipocentro se denomina epicentro. Como decimos estos movimientos de placas son constantes, por lo que sus consecuencias también lo son; de hecho, cada año se detectan en el planeta unos 500.000 movimientos sísmicos, si bien de ese enorme número, afortunadamente pocos alcanzan niveles de peligrosidad, coincidiendo con zonas habitadas.

Por otra parte, las rocas de la placa que se deslizan hacia abajo por su mayor densidad se convierten en magma, debido a las fuertes presiones y a las altas temperaturas. A su vez, el magma se escapa hacia la superficie al encontrar grietas y fisuras en las capas internas, dando lugar entonces a las erupciones volcánicas.

 

Desde el supercontinente inicial, hasta hoy, la historia de la Tierra es como una película en la que cada fotograma representa millones de años; el actual aspecto de los continentes, lo que llamamos mapamundi es, en realidad un fotograma más en esa película. Película que sigue rodándose y a la que le quedan muchos millones de años, de forma que, dentro del suficiente número de años podrá observarse cómo América del Norte se traslada para chocar contra Asia, y el continente que hoy conocemos cómo Europa se fragmentará en algunos nuevos continentes, y veremos cómo en África Central se formará un océano, y cosas así.

Y lo curioso es que ese tipo de movimientos, que son lentísimos, están asociados y acompañados por indicadores a los que acompañan movimientos tan vertiginosos como los seísmos y las erupciones volcánicas. Pero lo cierto es que la Tierra cambia. Y esa realidad nos resulta evidente cuando vemos los efectos producidos por una erupción volcánica o por un terremoto, cuando una tormenta se lleva una playa o una riada arrasa el fondo de un barranco.

Son también muy evidentes las actuaciones humanas como la construcción de un embalse o un túnel, el trazado de una carretera, un viaducto o un ferrocarril. Todas estas actuaciones suponen cambios notables en la superficie terrestre. Y otra actuación humana, que lleva camino de dejar una profunda huella en nuestro planeta, es el conocido calentamiento global, compañero inseparable del cambio climático, que dejará una importante huella sobre nuestro planeta.

Todos estos hechos, tienen en común que son percibidos por el hombre, al ser procesos muy rápidos, enormemente rápidos a escala geológica, puesto que se miden en días, meses o años, es decir en nuestra propia escala de tiempo; mientras que, a esa escala, la separación de los continentes o el crecimiento de las montañas nos parecen procesos lentísimos.

Para entender cómo funciona la Tierra hay que cambiar de escala y extenderla a los 4.500 millones de años que tiene nuestro planeta. A esa nueva escala, es decir a la llamada escala geológica, una erupción, un terremoto o una obra civil son un tan brevísimos, que prácticamente ni existen en el tiempo. Para nosotros, la caída de un meteorito de gran tamaño sobre la Tierra es un suceso instantáneo, que es posible, pero cuya probabilidad es casi cero. Sin embargo, para la Tierra, la caída de grandes meteoritos es un hecho que se da por seguro, puesto que han caído en el pasado y caerán en el futuro.

Una pregunta que podemos hacernos hoy es ¿Seguirá la Tierra cambiando en el futuro como ha venido haciéndolo hasta ahora? La respuesta evidente es que sí, pero con una novedad respecto del pasado, y es que ahora nuestra especie, a través de las actividades humanas, puede jugar un papel fundamental en esos nuevos cambios, como antes decíamos.

En efecto, puesto que el clima ha jugado, desde el comienzo de la vida de nuestro planeta, un papel importante, como sabemos por los estudios de geomorfología climática, que han analizado la influencia del clima en el desarrollo del relieve planetario, y puesto que el hombre está conduciendo al planeta hacia un nuevo cambio climático, parece obvio que ese cambio, salvo que se revierta antes de alcanzar el conocido como “punto de no retorno”, influirá también en los futuros cambios de la geomorfología de nuestro planeta.

Personalmente, como he dicho en otras ocasiones, estoy seguro de que, para salir de la actual situación de anómalos efectos climáticos, directos, indirectos y circunstanciales, en que nos hemos metido nosotros solitos, bastaría con dejar en paz a la Naturaleza, así con mayúscula, para que ella resuelva las cosas y conduzca al planeta a la senda de evolución deseable. AMÉN.

Adolfo Marroquín Santoña

Fuentes: hiru.eus, Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco.  Proyecto Biosfera, del Ministerio de Educación, Gobierno de España.

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Machu Picchu, piedras llenas de preguntas
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Adolfo Marroquín Santoña | 05-02-2017 | 21:11| 0

Algunas preguntas que se presentan al estudiar las características de muchos monumentos megalíticos son las de “para qué, quién y cómo” se construyeron aquellas descomunales obras. En dos artículos anteriores “Grandes enigmas que nos plantean las grandes piedras” y “El misterioso ajuste de las piedras poligonales” comentaba algunos aspectos relacionados con esas preguntas en obras megalíticas construidas hace siglos, e incluso milenios, pero que siguen guardando las respuestas a esas tres preguntas, como misterios no resueltos.

En el caso de las ruinas de Machu Picchu, que permanecieron ocultas y abandonadas, durante 400 años, rodeadas de selva y en medio de impresionantes picos andinos, las preguntas quedan flotando en el aire de aquellas alturas. Cuando a comienzos del siglo XX fue redescubierto este lugar, no se encontraron en él registros escritos o grabados, ni nada que pudiera arrojar luz sobre su historia; de forma que, a diferencia de otras grandes obras megalíticas, como las pirámides de Guiza, en las que aparecen numerosas inscripciones, en Machu Picchu hay que basarse, casi exclusivamente, en suposiciones.

No se sabe siquiera cuál sería el nombre original de estas ruinas, aunque se especula con que ese nombre podría haber sido Llaqtapata; sin embargo, el nombre por el que es conocido en la actualidad, el de Machu Picchu, proviene simplemente de su orografía y tamaño; la traducción más exacta se refiere al tamaño, significando Machu Picchu, el pico más grande y Huayna Picchu, el pico más pequeño.

Lo cierto es que el conjunto está considerado como una obra maestra de la arquitectura y la ingeniería, con algunas características que llaman la atención, como su sistema de drenaje, que comentaremos después, y la manera perfecta de encajar cada piedra con las que le rodean. Es destacable que las piedras en los muros eran trabajadas de manera individual, recurriendo para ello al método de las piedras poligonales, que ya comentamos en un artículo anterior, adaptando los bordes y ángulos a los variables formatos e inclinaciones de los lados correspondientes a las piedras vecinas.

Todo el conjunto se construyó en un área situada a una elevación del orden de 2.400 metros sobre el nivel del mar, y en la proximidad de la zona existen dos fallas geológicas, que apuntan al riesgo de potenciales movimientos sísmicos, pese a lo cual las edificaciones han permanecido piedra sobre piedra, si bien algunas de estas piedras, como se muestra en la figura, han sufrido los efectos de los sismos, pudiendo apreciarse grandes grietas, a diferencia del perfecto encaje original de las piedras próximas no afectadas.

 

Las construcciones en Machu Picchu presentan recintos rectangulares, muchos de los cuales conservan sólo las paredes, siendo esas paredes frecuentemente diferentes entre sí, incluso aquellas que formaban parte del mismo recinto; las cubiertas de estas construcciones, a modo de techado, se hacían con troncos de árbol, ramas y paja. Las puertas y ventanas estaban construidas con formas trapezoidales, más anchas en la base que en el dintel, siendo ese dintel de madera o de piedra, y muy a menudo de un solo gran bloque.

No se ha conservado ninguna techumbre original, pero se está de acuerdo en que la mayoría de las construcciones tenían tejados a dos o cuatro aguas, y estaban formados por una armazón de troncos amarrados y cubierto por capas de paja. La fragilidad del tipo de paja y la copiosidad de las lluvias en la región hizo necesario que estas techumbres tuvieran grandes pendientes, de más de 60º, con lo que la altura de los techos duplicaba con frecuencia la altura del resto del edificio.

En el interior de los recintos era frecuente preparar nichos en las paredes, donde se colocarían ídolos u otros objetos; asimismo, bloques cilíndricos o rectangulares sobresalían a menudo de los muros, como si fueran grandes percheros, dispuestos en forma simétrica entre las hornacinas, los nichos y las ventanas, cuando las había.

El área edificada en Machu Picchu es de unos 530 metros de largo por 200 de ancho e incluye al menos 172 recintos. El complejo está dividido en dos grandes zonas: la zona agrícola, formada por conjuntos de terrazas de cultivo; y la zona urbana, que es donde vivieron sus ocupantes y donde se desarrollaron las principales actividades civiles y religiosas. Ambas zonas están separadas por un muro, un foso y una escalinata.

Una parte apreciable de las ruinas que se pueden ver en la actualidad son en realidad reconstrucciones recientes, como se aprecia al comparar las imágenes obtenidas en la década de 1910, durante su redescubrimiento, con las actuales.

 

La materia prima de todas las construcciones conservadas era el granito, de color blancuzco, que procedía de las canteras situadas en el entorno del propio complejo incaico y que fue trabajado con barras y otras herramientas de bronce, puesto que no se usaban herramientas de hierro en el antiguo Perú, y con martillos hechos con rocas más duras, siendo alisadas por abrasión, utilizando arena.

Las terrazas de cultivo de Machu Picchu tienen el aspecto de grandes escalones construidos sobre la ladera. Son estructuras formadas por un muro de piedra y un relleno de diferentes capas de material que facilitan el drenaje, evitando que el agua se estanque en ellos, lo que provocaría el desmorone de su estructura. Este tipo de construcción permitió que se cultivara sobre esas terrazas, mientras que otros andenes de menor ancho, que se encuentran en la parte baja de Machu Picchu, alrededor de toda la ciudad, no tenían fines agrícolas, sino que servían como auténticos muros de contención del conjunto.

 

Por otra parte, como decíamos, la gran pluviometría de la zona, en la que se registran cantidades de precipitación que superan incluso los 2.000 litros por metro cuadrado al año, obligaron a construir muchas y empinadas terrazas, dotadas de un magnífico drenaje, que evitara la acumulación del agua, y que además permitieran canalizar el agua sobrante, que era dirigida para aportar permanentemente agua a las numerosas fuentes construidas en distintos puntos del área.

Existen en la ciudad más de 600 terrazas, limitadas por un muro de piedra, y conteniendo en su interior las diferentes capas que garantizaban el necesario drenaje; en la base inferior había un relleno de piedras grandes, que aportaban estabilidad al conjunto, y sobre ese relleno se situaban una capa de piedras más pequeñas, otra capa de grava y otra de arena. Finalmente el conjunto se cubría con tierra de cultivo, con un espesor del orden de un metro, tierra que solía proceder del valle, al pie de la montaña.

 

Otra obra de magnífica ingeniería, dentro del recinto de Machu Picchu, es la canalización del agua, procedente, por una parte de un manantial situado a 2.458 metros de elevación, y por otra de la infiltración de las aguas de lluvia, directamente o a través de los sistemas de drenaje de las terrazas. La distribución del agua se hizo mediante un sistema de 16 caídas artificiales de agua, la mayoría de las cuales están cuidadosamente talladas en bloques poligonales, y rodeadas de canaletas labradas en la roca para dirigir el agua.

 

En la actualidad, desde 1983, Machu Picchu forma parte de la Lista de Lugares Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO, como parte de todo un conjunto cultural y ecológico conocido bajo la denominación de Santuario Histórico de Machu Picchu. Más recientemente, el 7 de julio de 2007, fue declarada una de las nuevas siete maravillas del mundo moderno en una ceremonia celebrada en Lisboa (Portugal).

Esas nuevas siete maravillas del mundo moderno se eligieron por votación popular bajo criterios estéticos, económicos, turísticos y recreativos más que por su importancia histórica o su mérito artístico; no obstante, la distinción cuenta con gran eco, lo que deriva en un importante reclamo mundial para la captación de turismo. De hecho, Machu Picchu constituye hoy en día el principal destino turístico del Perú con más de 600.000 visitantes al año, siendo uno de los destinos más deseados por los viajeros de todo el mundo.

Adolfo Marroquín Santoña

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El agua crea vida y ayuda a mantenerla
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Adolfo Marroquín Santoña | 25-01-2017 | 19:33| 0

El agua y en general el conjunto de los recursos hídricos del planeta, son ya esenciales en la actualidad, pero pueden pasar a ser nuestro único medio de supervivencia y de desarrollo sostenible a medida que avanza el siglo XXI.

Aparentemente el agua es un fluido enormemente simple, cuya molécula (H2O) está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, elementos muy simples a su vez, de forma que la estructura química del agua parece en efecto muy sencilla. Por otra parte, el agua es la sustancia que más abunda en la Tierra y es la única que se encuentra en nuestro planeta, de forma simultánea, en los tres estados, líquido, sólido y gaseoso.

Esto resulta ya una propiedad no muy frecuente, pero si profundizamos un poco más en “las cosas del agua”, encontramos aspectos que hacen de éste elemento un fluido esencial para la vida, a pesar de que su comportamiento a menudo difiera bastante de lo que podría considerarse un fluido “normalito”. De hecho, actualmente se conocen decenas de anomalías en la composición, estructura y comportamiento del agua. Una de esas anomalías, muy útil por cierto, es el hecho de que su máxima densidad se presenta a una temperatura de 4 ºC, gracias a lo cual los peces y muchos otros seres vivos pueden sobrevivir en ríos, mares o lagos helados, puesto que el hielo flota en la superficie, mientras que el agua en estado líquido queda al fondo.

 

A la presión atmosférica normal (1013 milibares o 760 mm de mercurio) el punto de fusión del agua pura es de 0ºC, cristalizando en el sistema hexagonal, presentándose como nieve o hielo, que son dos aspectos de la misma cosa; al congelarse aumenta de volumen, por lo que su densidad como hielo es menor que la del agua líquida, flotando por tanto sobre ésta.

Como decíamos, el agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4 ºC, siendo esa densidad de 1 gramo por centímetro cúbico, y su capacidad calorífica es muy alta, con un calor específico de 1 caloría/gramo, gracias a lo cual una masa de agua puede absorber o desprender grandes cantidades de calor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia en el clima de nuestro planeta, donde las grandes masas de agua de los océanos tardan más tiempo en calentarse y enfriarse que el suelo terrestre, jugando por ello un importante papel en el clima terrestre.

 El calor latente de evaporación o condensación del agua, es decir la energía necesaria para pasar de líquido a vapor o de vapor a líquido, es de 540 calorías por gramo (cal/g) y el calor latente de congelación o fusión  del agua,es decir la energía necesaria para pasar de líquido a sólido o de sólido a líquido, es de 80 cal/g. Ambos valores resultan ser excepcionalmente elevados y excepcionalmente útiles a la hora de formar las nubes, de recargarlas de energía y de transportar esa agua y esa energía, de unas áreas a otras del planeta.

 

Otro ejemplo de lo raro que es el comportamiento del agua (sin impurezas), es el hecho de que puede alcanzar temperaturas extremadamente bajas en estado líquido y sin congelarse, pudiendo llegar hasta los -47 ºC, dentro de una planta, permaneciendo en estado líquido, y en el laboratorio se puede llegar hasta los -92 ºC, sin que el agua llegue a congelarse; ciertamente son estados metaestables, es decir estados del sistema que se encuentran un en equilibrio aparente, pero que cambiarán a un estado más estable, ante cualquier pequeña modificación de su entorno, pero, mientras eso no ocurre, la naturaleza lo aprovecha.

 De entrada, simplemente observando su aspecto, nadie diría que el agua líquida, el hielo y el vapor de agua son la misma cosa, la misma sustancia. En efecto, comparando un salto de agua como el de unas cataratas, con un glaciar, o con la cumbre nevada de una montaña, se podría pensar que se trata de cosas diferentes. Y sin embargo es prácticamente la misma composición química molecular, las mismas moléculas de agua, con su hidrógeno y su oxígeno, variando “casi únicamente” su aspecto final.

Hasta el siglo XVIII se creyó que el agua era en sí un único elemento, y fue el químico ingles Cavendish quien obtuvo agua a partir de una combustión de aire e hidrógeno; sin embargo, los resultados de este experimento no fueron interpretados hasta años más tarde, cuando Lavoisier concluyó definitivamente que el agua no era un elemento simple, sino un compuesto formado por dos elementos simples, oxígeno e hidrógeno.

Como queda dicho, el agua es absolutamente esencial para la vida; de hecho, cuando el hombre trata de encontrar vida por el espacio, en cualquiera de los planetas de nuestro sistema solar o en los exoplanetas, exteriores a nuestro sistema, empieza por buscar agua o bien huellas de las que se pueda deducir que al menos hubo agua allí, alguna vez.

Lo cierto es que, a pesar de ser un elemento esencial y enormemente abundante, que está presente casi por doquier, formando parte de casi todos los seres y objetos, vivos o inanimados, a pesar de ello digo, escasea en muchas y grandes áreas de nuestro planeta, y lamentablemente es escasa para millones de personas en todo el mundo.

Los desastres naturales relacionados con el agua como sequías, inundaciones, tormentas tropicales, tsunamis, etc., tienen una enorme repercusión en la vida del día a día de nuestro planeta. Gran importancia tiene, en estos aspectos, la forma bajo la que se presenta el agua. Sabemos que, bajo la forma líquida, la ausencia o la excesiva presencia de este elemento nos crea bastantes problemas, puesto que la sequía azota periódicamente a muchos países, entre ellos algunos de los más pobres del planeta y, por otra parte, las inundaciones provocan grandes daños, a veces en esos mismos países. Estos aspectos perjudiciales de ausencias o excesos del agua, en su fase líquida, están básicamente ligados al clima y a la meteorología, respectivamente y, si lo ampliamos a la fase sólida, con el agua bajo la forma de nieve o hielo, resulta que su importancia sobre nuestras vidas y haciendas crece enormemente.

La acumulación de nieve puede servir como depósito de bienestar (“Año de nieves, año de bienes”, dice el refrán), pero también puede ser fuente de serios problemas si se acumula en las poblaciones o en las carreteras, o si se funde rápidamente y a destiempo, puesto que daría lugar a inundaciones. Por otra parte, evidentemente su caída, en forma hielo, desde las nubes al suelo tiene aspectos muy negativos para los cultivos agrícolas, e incluso para la integridad de las casas y de las cosas, terrazas, tejados, cubiertas, vehículos, etc.

Al mismo tiempo, el papel del agua, una vez depositada sobre el terreno, bajo su forma sólida, juega un papel absolutamente esencial en el clima de nuestro planeta; pensemos que los mayores depósitos de hielo que existen en la Tierra, la Antártida, el Ártico y los glaciares, son, junto con las corrientes oceánicas (también agua; aunque esta vez en fase líquida),los auténticos rectores del clima.

Prácticamente todas las reacciones químicas que ocurren en el organismo humano, y en los de la mayoría de los seres vivos, tanto animales como vegetales, utilizan el agua como solvente. En las diferentes funciones vitales de su cuerpo, el hombre pierde grandes cantidades de agua, que deben ser recuperadas; de ahí las frecuentes recomendaciones de tomar agua cada día, aparte de la que ya ingerimos a través de los diferentes alimentos.

 

Otro aspecto, de los muchos que podríamos seguir añadiendo a la importancia fundamental del agua en nuestro planeta, es el hecho de que, más allá de cubrir las necesidades básicas del ser humano, en muchas partes del mundo, el agua constituye una de las principales fuentes de energía, a través de la producción hidráulica. Pero, a no mucho tardar, es muy probable que esta ayuda energética del agua, se vea aumentada notablemente.

La dramática disminución de las reservas mundiales de petróleo llevará en pocos años, si no se encuentra antes una solución alternativa, a una crisis energética sin precedentes que obligaría a cambiar drásticamente el actual modelo energético, y con él nuestro modo de vida. Llegados a esa situación, todo parece indicar que el futuro de la energía pasa por el hidrógeno, el combustible más limpio que existe, muy versátil y eficaz, que puede transformar las relaciones sociales y económicas en todo el mundo, al tiempo que supone una esperanza en la conquista de una economía energética sostenida y sostenible.

Las ventajas de la utilización del hidrógeno como carburante son evidentes: es una fuente de energía abundante y su combustión sólo origina vapor de agua como residuo, siendo un sistema energético absolutamente no contaminante.

Un problema es que no existen yacimientos de hidrógeno en los que acceder directamente a él, pero sabemos que éste se encuentra en la madera, el carbón, el petróleo, el gas, etc., y sobre todo en el agua, de la que la manera más simple y limpia de extraer ese hidrógeno es por medio de la llamada electrólisis, que separa el hidrógeno del oxígeno mediante una corriente eléctrica. En la línea de proteger el medio ambiente sería muy deseable que esa corriente eléctrica provenga de fuentes de energía renovables, como las instalaciones solares fotovoltaicas o bien de los parques eólicos, con la gran ventaja de que, al ser el hidrógeno un gas, podría almacenarse, ayudando así a resolver uno de los mayores problemas de la energía, como es la acumulación para poder disponer de ella, cuando y donde se necesite.

Así las cosas, como decíamos al principio, los recursos hídricos del planeta, que ya son esenciales en la actualidad, pueden pasar a ser uno de los pocos medios de supervivencia y de desarrollo sostenible a lo largo del actual siglo XXI.

Adolfo Marroquín Santoña

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El misterioso ajuste de las piedras poligonales
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Adolfo Marroquín Santoña | 14-01-2017 | 21:07| 0

En un artículo anterior trataba de exponer algunos de los grandes enigmas que plantean las grandes piedras, muchas de ellas con un peso de varias toneladas, y que “algunos alguienes” parecían manejar, hace cientos y hasta miles de años, con una facilidad que hoy día, con todos los avances de la moderna tecnología, no seríamos capaces de hacer, e incluso tendríamos serias dificultades simplemente para cortar, tallar y pulir tales bloques.

Me preguntaba entonces, y me sigo preguntando ahora, para qué, quién y cómo hicieron aquellas descomunales obras, del tipo de los centenares de pirámides y otras construcciones repartidas por medio mundo. Pero cuando las cosas toman un cariz ofensivo para nuestros hipotéticos avances tecnológicos, por parte de aquellos “alguienes”, es cuando, en plan casi de exhibición, se permiten tallar los grandes bloques sobre la marcha, a medida que se iban necesitando en la obra, haciéndolo además a mano y con herramientas rudimentarias.

Juzguen ustedes mismos…

 

La imagen de la izquierda corresponde a la conocida como “Piedra de los 12 ángulos”, cuéntenlos y verán el porqué del nombre, que es una de las que más llama la atención y probablemente la más fotografiada por los visitantes de estos muros megalíticos, que pueden verse en la ciudad de Cuzco, a 1.105 km de Lima (Perú). Lo que más llama la atención es que esa enorme piedra se ensambla, ajustándose perfectamente, a once piedras periféricas, cuatro en la base, dos en cada lado y tres en la parte superior, lo que nos obliga a concluir que todas ellas fueron talladas “en la obra”.

La piedra de la derecha en la imagen es otra piedra también famosa, próxima a la anterior, pero que “solo” tiene diez ángulos, y está conectada a cuatro piedras en su base, una en cada uno de sus lados y cuatro en la parte superior, en total  diez piedras, diez ángulos.

La perfección con que eran capaces de ajustar, los autores de aquella obra, la forma de cada piedra a la de las demás que la rodeaban en la construcción, era tal que entre un bloque y otro no cabe ni la hoja de una navaja, e incluso los bordes de unión entre bloques están biselados, presentando el necesario rebaje oblicuo en todo el contorno. Resulta un verdadero enigma cómo se pudo conseguir esa perfección en el tallado, dado que las herramientas, en el caso concreto de la época de los incas, eran “martillos” de piedra, como se presentan en la figura, de manejo manual, y cuya dureza era solo ligeramente mayor que la de la roca a tallar.

 

El sacerdote jesuita José de Acosta, que viajaba por Perú con los conquistadores, escribió en 1589: “Los edificios y fábricas que los Incas hicieron en fortalezas, en templos, en caminos, en casas de campo y otras, fueron muchos y de gran trabajo (…) y no usaban de mezcla, ni tenían hierro ni acero para cortar y labrar las piedras, ni maquinas, ni instrumentos para traerlas; y con todo eso están tan sólidamente labradas, que en muchas partes apenas se ve la juntura de unas con otras.

Fíjense en el perfecto ajuste entre los cinco bloques, a la izquierda de la imagen superior, y reparen en que para que los dos bloques de la fila superior encajaran como lo hacen, con los de la fila inferior, la base de los de arriba tuvo que ser tallada antes de subirlos y ensamblarlos; sin que fuera posible utilizar el clásico método de “prueba y error”, puesto que eso hubiera obligado a desmontar lo ya montado, cada vez que hubiera un error. La verdad es que resulta difícil de entender esa precisión en la ejecución del trabajo, sin maquinaria alguna y contando con las herramientas que contaban, pero allí están los miles de bloques en cientos de obras.

Y, para acabar de completar el misterio, todas esas piedras están estrechamente unidas, sin argamasa, y no sólo han soportado los ataques humanos y las agresiones medioambientales, sino también los frecuentes terremotos de la región.

En un manual donde se anuncia la maravilla que constituye Machu Picchu, se incluyen precisamente unas líneas sobre las construcciones de piedras poligonales, de hecho, se dice, aún se tienen muchas dudas sobre cómo lo hicieron para que esas piedras, perfectamente talladas, encajen con tal precisión, sin ningún tipo de pegamento que las sujete entre sí.

Existen muchas dudas generadas por la falta de información, o de crónicas y archivos antiguos, sobre el uso de estas técnicas, si bien existen algunas hipótesis, dentro de las posibilidades lógicas. La más aceptable, indica un comienzo con paredes normales, que empiezan, como es natural por la parte más baja, y donde las filas superiores se van complicando, siendo las más difíciles de armar, puesto que las piezas de piedra debían encajar perfectamente, con las demás, con las ya colocadas, que las sustentaban y rodeaban.

Esta técnica que es posible encontrar en muchas zonas de Cusco, donde se tallaban las caras inferiores de los bloques a superponer a los ya colocados, golpeando esas caras ligeramente con pequeños martillos de piedra, tallándolas para que ajustaran esa superficie inferior a la superior de la capa ya instalada. Esta labor sería relativamente simple cuando se tratase de piedras pequeñas, porque podían ponerse y quitarse aplicando el antes citado método de “prueba y error”; pero la cosa se complicaba enormemente al hacerlo con piedras de varias toneladas de peso.

Los estudios sugieren, que los constructores incas, usaron maquetas, hechas con materiales ligeros, quizá arcilla, que posiblemente reproducían exactamente el estado de la bancada en que se estaba trabajando; el uso de este método habría facilitado mucho los trabajos, incluso con rocas enormes.

Gran parte de las piedras de los muros incas, sobre todo las de bloques no demasiado grandes, presentan una especie de abultamiento en la parte inferior, que podría servir como asa, para sujetar y manejar mejor el bloque, durante la construcción. Pero sigue siendo un misterio cómo se sujetaban y manejaban los grandes bloques, de cientos y hasta miles de kilos.

Adolfo Marroquín Santoña

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Grandes enigmas que nos plantean las grandes piedras
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Adolfo Marroquín Santoña | 20-12-2016 | 19:35| 0

Desde siempre he tenido curiosidad, y me han resultado intrigantes, los para qué, los quién y los cómo de los muchos monumentos megalíticos que pueden encontrarse a lo largo y ancho de nuestro planeta Tierra. Aclaremos que, al referirme a esos monumentos, utilizo el adjetivo megalítico en el sentido de “Construido con grandes piedras sin labrar”, ampliado por mi cuenta a “o incluso labradas”, para incluir todas aquellas construcciones, humanas o no (que eso está por aclarar), en las que se han utilizado enormes piedras.

Como consecuencia de lo anterior he encontrado, buscando por aquí y por allá, mucha información sobre este tipo de monumentos, pero la mayor parte de esa información era puramente descriptiva, es decir se cuenta lo que allí hay, acompañando la descripción con interesantes fotografías, que suscitan, pero no aclaran, enormes dudas sobre las tres cuestiones que antes planteaba (para qué, quién y cómo).

Las ideas y teorías que flotan sobre casi todas las informaciones encontradas, plantean que son enigmas, misterios, etc., o bien se tiran a la piscina de las elucubraciones y tratan de explicar alguna de las tres cuestiones, sobre todo la del cómo, mediante algunas hipótesis difíciles de entender, y más difíciles aún de aceptar. Entre esas hipótesis una muy frecuentemente utilizada es la de la intervención en esas obras de extraterrestres, a lo que habría que preguntarse si la intervención consistió en “echar una o varias manos (tal vez tuvieran más de una)”, o bien si su fuerza era tan descomunal que podían mover esos bloques con facilidad, o bien si disponían de herramientas muy avanzadas que les permitían mover bloques de piedra, con pesos de decenas de toneladas; claro que entonces la pregunta sería si esos viajeros llevaban las herramientas en sus naves interestelares, para arreglar esas cosillas que podían presentarse. En fin, que la hipótesis extraterrestre sería cómoda pero muy difícil de entender.

Otra hipótesis manejada, ésta más bien referida a las pirámides de Centro y Sudamérica, era que los indígenas conocían el secreto de enigmáticos “mejunjes”, obtenidos de algunas plantas de aquellos territorios, que dotaban a los bloques a los que se les aplicaba de una plasticidad tal, que se podían manejar como si fueran de plastilina. Pero entonces, aun admitiendo que tal mejunje existiera y estuviera dotado de tales propiedades, permanece la cuestión de cómo se las arreglaban para transportar esos enormes bloques, fueran de sólida roca o de piedra fluidificada, hasta las alturas en las que se encuentran en muchos de los emplazamientos.

El caso más conocido, o al menos el más popular, de esos monumentos megalíticos es el de las famosas pirámides de Egipto, sobre todo las tres pirámides de la meseta de Giza, que son las construidas, o eso se cree, por los faraones Keops, Kefrén y Micerino. Pero en otras zonas del planeta existen cientos o miles de pirámides, distribuidas por muchos otros países, que plantean los mismos o muy parecidos enigmas a la hora de responder los antes planteados para qué, por quién y cómo de sus construcciones.

En las pirámides egipcias, otra de las hipótesis manejadas es que transportaban los enormes bloques mediante trineos que hacían deslizarse sobre la arena, bien directamente o bien utilizando rodillos de madera, que se iban colocando delante del trineo o plataforma de transporte. Una vez llevados los bloques “a pie de obra”, el subirlos hasta la altura de las hileras en que debieran integrarse se haría, según otras teorías, mediante enormes rampas de arena alrededor de la pirámide. De esto, lo único evidente es que sí que tenían a mano arena suficiente para hacer esas inmensas rampas, pero sigue sin quedar claro cómo cortar y preparar los bloques en las canteras, recordemos que estamos hablando de cuatro o cinco mil años atrás, y que las herramientas eran de piedra, de madera o como mucho de cobre.

 

Pero admitamos que, con un poco de suerte (¿?) y con aquellas herramientas, fueron capaces de cortar los millones de bloque que se necesitaron para levantar aquellas pirámides, y ahora pensemos que había que transportarlos por tierra (arena) o por agua (Nilo), y tengamos en cuenta que los bloques de las pirámides de Giza tienen pesos que van de los dos mil a los cuarenta mil kilos. Pero admitamos que, con un poco de suerte (¿?) y con plataformas o trineos de madera, fueron capaces de llevarlos “a pie de obra”. Bueno, pues ahora hay que ascender, a lo largo de cientos de metros, por las rampas de arena, no compactada, hasta llevarlos a su lugar de encaje y anclaje, lo que pudo hacerse por arrastre puro y duro sobre la arena, o mediante rodillos de troncos, que sin duda se hundirían en ella.

¿Han intentado ustedes caminar y arrastrar un objeto pesado por la arena seca y suelta de una playa? Es difícil, muy difícil y tanto más cuanto más seca esté la arena y más pesado sea el objeto a arrastrar. Por el contrario, arrastrar ese mismo peso sobre la arena húmeda de la orilla de la playa resulta mucho más llevadero. Pues, para tratar de entender cómo podrían haberlo hecho los egipcios, echemos una ojeada a la reconstrucción de la representación encontrada en la tumba de Dyehutyhotep, antiguo monarca del Alto Egipto, en la que se muestra cómo, un gran número de obreros egipcios, distribuidos en cuatro cordadas, tiran del trineo sobre el que se asienta una colosal estatua.

 

En la representación que se ofrece, llama la atención la figura que se encuentra sobre el trineo, a los pies de la estatua, que parece que está “echando algo”, justo por delante de la zona por la que se va a deslizar el trineo. Pues bien, ese algo con el que se empapa la arena sobre la que ha de deslizarse el pesadísimo trineo, debía ser agua o mejor aún aceite, con lo que se conseguiría, incluso mejorándola, mayor solidez del apoyo y suavidad al deslizamiento, que la que citábamos antes para la arena húmeda de la orilla.

Esta idea se sustenta en las pruebas realizadas por un grupo de físicos de la Universidad de Ámsterdam, liderado por el profesor Daniel Bonn, que se dispuso a comprobar científicamente la teoría construyendo una pequeña versión de laboratorio de estos trineos (debajo a la derecha en la figura siguiente). Colocaron los trineos sobre arena, cargándolos con pesos proporcionales a los que debieron soportar los egipcios con los bloques de piedra sobre ellos, y calcularon cómo variaba la fuerza de tracción necesaria para arrastrarlos, frente a la resistencia que oponía la arena, y cómo variaba esa fuerza a medida que se iba humedeciendo ésta.

Así demostraron que la fuerza necesaria para tirar del trineo decrecía proporcionalmente al grado de rigidez de la arena. Y para lograr que la arena fuera más rígida, echaron agua sobre ella para endurecerla, obteniendo como resultado una clara disminución de la fuerza necesaria en el arrastre. Sin ese aporte de agua, la resistencia de la arena era el doble que con ella, de forma que los egipcios hubieran necesitado prácticamente el doble de trabajadores para arrastrar los pesados bloques de piedra.

 

Por dar algunos datos, aunque sean solamente como cifras orientativas, si nos fijamos por ejemplo en la pirámide de Keops, tal vez la más famosa de los cientos o miles de pirámides que pueblan el planeta, estaríamos hablando de unos tres millones de bloques de piedra, con pesos entre dos y cuarenta toneladas, y recubierto todo el conjunto de losas de caliza, de hasta dieciséis toneladas de peso, perfectamente pulidas.

Y todo esto había que hacerlo a lo largo de la vida del faraón correspondiente, con lo que echando unas cuentas elementales, encontramos que era necesario extraer de las canteras, transportar y encajar en su sitio, 357 bloques por día, lo que para una jornada laboral de 12 horas diarias, supone el suministro y manipulación de un bloque, de unas veinte toneladas de peso, cada dos minutos, y con una precisión casi milimétrica, tanto en su tallado como en su colocación.

De forma que lamento informarles que aquellas pirámides no se pudieron construir y que por tanto no existen, sencillamente porque, conocidos los datos, aquello no era posible, humanamente hablando. Ahora bien, dado que no hay nada tan terco como la realidad, y dado que esos monumentos megalíticos están allí, en Egipto, en Perú, en China, en México, en Sudán, y en tantos otros sitios, no habrá más remedio que admitir que se hicieron,… y no sólo se hicieron las pirámides, sino cientos de otros monumentos, llenos de enigmas y misterios que sin duda merecen que se les eche una ojeada inquisitiva, llena de admiración y de dudas. ¡Debemos hacerlo, y… lo haremos!

Adolfo Marroquín Santoña

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Catatumbo, la electricidad al acecho
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Adolfo Marroquín Santoña | 07-12-2016 | 12:38| 0

 

Las descargas eléctricas no son simples exhibiciones de fuerza por parte de la naturaleza, por muy impresionantes que resulten, sobre todo para quien se encuentre próximo a ellas, sino que son el resultado de la búsqueda del equilibrio eléctrico entre las nubes, el suelo y la atmósfera de su entorno. El camino preparatorio de la descarga entre una nube y la tierra, o entre dos nubes, comienza dentro de las propias nubes de tormenta; con chorros de cargas negativas (electrones), que saliendo de la zona negativa (centro-inferior) de la nube se van acercando hacia tierra o hacia la zona positiva (superior) de otra nube, dando lugar a la llamada guía escalonada, que va trazando potenciales caminos de descarga.

En el caso de descargas nube-suelo, en el suelo, bajo la nube, se ha producido la acumulación de cargas positivas (iones), que han sido atraídas por las negativas de la base de la nube. Se sabe que en las nubes de tormenta la parte superior posee cargas positivas, mientras que en la parte central e inferior de la nube predominan las cargas negativas, con lo que la nube tomaría forma de “dipolo eléctrico”. Pero, frecuentemente se presenta también un pequeño centro, con cargas positivas, en la base de la nube, pasando por tanto a formarse un “tripolo eléctrico”.

Desde la tierra, las cargas positivas intentan también cerrar el circuito eléctrico, alzándose hacia la nube, dando lugar a las sondas de conexión que van subiendo, aunque con mucha más lentitud y “torpeza” que las cargas negativas que están bajando.

Cuando la guía descendente enlaza con la sonda ascendente, tiene lugar el contacto y se produce la primera descarga de retorno, que va de suelo a nube, descarga que es mucho más potente, intensa y brillante que los tramos en zigzag descendentes. Posteriormente se repetirán varias réplicas, descendiendo de nube a suelo las cargas negativas y ascendiendo de suelo a nube las positivas, continuando el proceso hasta quedar neutralizadas las cargas.

Ahora bien, cuando las circunstancias del entorno hacen que la carga eléctrica de las nubes presentes se regenere y mantenga, prácticamente continua, entonces el proceso de descarga se hace también prácticamente continuo, dando lugar a tormentas eléctricas recargadas y reiteradas, cuya duración puede llegar a ser de varias horas. Estos casos no son inusuales, dentro de ciertos límites, pero los que sí resultan extraordinarios son los casos como el que ocurre en Catatumbo (Venezuela)

 

Catatumbo es un rincón de Venezuela donde caen nada menos que 1,6 millones de rayos por año; tras las investigaciones del porqué Catatumbo es un punto con tanta actividad de descargas eléctrica, se ha llegado a la conclusión de que los vientos cálidos y húmedos en niveles bajos, próximos al suelo, procedentes del Mar Caribe y la presencia de los Andes y las sierras de Perijá que rodean al lago Maracaibo, crean condiciones ideales para recargar las tormentas eléctricas, especialmente en la zona suroccidental de la cuenca del lago. Las altas montañas pueden conducir al desarrollo y la persistencia de grandes nubes, que se recargan cuando los vientos sostenidos aportan más y más humedad a la zona.

El origen de este fenómeno está en el efecto orográfico de estas cordilleras que encierran y frenan a los vientos del noreste produciéndose nubes de gran desarrollo vertical, concentradas principalmente en la cuenca del río Catatumbo. Este fenómeno es muy fácil de ver desde cientos de kilómetros de distancia, es decir, desde el propio lago por lo que también se conoce el fenómeno como el Faro de Maracaibo, ya que las embarcaciones que surcaban la zona podían navegar durante la noche sin problemas en la época de la navegación a vela.

Este singular fenómeno meteorológico consiste en una sucesión de tormentas, casi continuas, con abundantes descargas nube-nube, nube-tierra y viceversa, formando un arco voltaico semipermanente a media altura de la zona de desarrollo de las nubes de tormenta, a unos cinco kilómetros sobre el terreno, con una gran carga eléctrica que se mantiene “al acecho” sobre los cielos del Estado de Zulia, en Venezuela, estimándose que se producen descargas eléctricas sobre la desembocadura del rio Catatumbo entre 240 y 260 noches al año, con flashes de sus relámpagos que pueden verse durante 7 o 10 horas cada noche, lo que supone una actividad eléctrica en su atmósfera muy por encima de lo normal en el resto del planeta.

El estatus de Catatumbo como capital de las tormentas eléctricas del mundo fue reconocido oficialmente en enero de 2014, cuando fue incluido en el Libro Guinness de los Récords como el lugar con más alta concentración de relámpagosen el mundo,estimados en 250 por kilómetro cuadrado al año. El récord anterior lo tenía la región de Kifuka, en la República Democrática de Congo, con 152 relámpagos por kilómetro cuadrado al año.

 

Al fenómeno constituido por todos los relámpagos que se producen en aquella zona, considerado como el conjunto de tormentas eléctricas que ocurren a lo largo del año en toda la cuenca del Lago de Maracaibo, lo que supone un número global del orden de 250 por kilómetro cuadrado, se le denomina “Relámpago del Catatumbo”, porque avistándose desde lejos las distintas tormentas y sus descargas parecen ser una sola, tendiendo a situarse con mayor frecuencia cerca de la desembocadura del río Catatumbo, en el suroeste del Lago. Como decíamos antes, al fenómeno se le denomina “Relámpago de Catatumbo”, si bien ocasionalmente se les suele denominar también “Faro de Maracaibo”, dado que su permanencia en la zona ha servido de guía a navegantes, pescadores y viajeros.

Hace aproximadamente unos 500 años que existen referencias a estas descargas, observándose la ocurrencia de este fenómeno electro-atmosférico de características singulares, y desde hace ya algunos decenios, la observación satelital y el estudio detallado de las condiciones del contorno, ha permitido poner en marcha modelos de predicción a medio y largo plazo, orientados a la explotación del fenómeno como atracción turística, a lo largo de una extensa zona de la costa suroeste del Lago de Maracaibo.

Adolfo Marroquín Santoña

 

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Vigilando riesgos en el planeta desde el espacio
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Adolfo Marroquín Santoña | 19-11-2016 | 18:22| 0

Recientemente diversas partes del planeta han sufrido lamentables catástrofes, de origen geofísico (meteorológico o geológico), como enormes tormentas, huracanes, erupciones volcánicas y violentos terremotos, que han puesto en riesgo a la población residente en las zonas afectadas, provocando a veces lamentables pérdidas de vidas humanas. Pues bien, con tantos satélites orbitando permanentemente la Tierra, tanto desde órbitas polares como desde órbitas geoestacionarias (ecuatoriales), disponemos de unas herramientas de observación que sería imperdonable no aprovechar para la vigilancia de riesgos.

Pero, antes de seguir adelante, repasemos algunas de características de estas extraordinarias herramientas de observación. Un satélite puede permanecer en la misma órbita durante un largo periodo de tiempo ya que la atracción gravitatoria de la Tierra se contrarresta con la fuerza centrífuga debida a la velocidad del giro del satélite en su órbita; por otra parte, como esas órbitas están fuera de la atmósfera, no les afecta la resistencia del aire, por lo que no existe ninguna fuerza exterior sobre el satélite, de forma que, de acuerdo con la Primera Ley de Newton, o ley de inercia, que establece que un objeto en movimiento mantiene su velocidad si no se aplica ninguna fuerza sobre él, resulta que la velocidad del satélite se mantiene constante, y puede girar alrededor de la Tierra durante muchos años.

Básicamente son dos los tipos de nuestros satélites, según sea la órbita en que naveguen, los geoestacionarios (ecuatoriales) y los polares. Los geoestacionarios se sitúan sobre el Ecuador terrestre, en una órbita a unos 36.000 kilómetros de altura sobre la superficie de la Tierra, permaneciendo siempre en la vertical de un punto determinado del planeta y acompañando a éste en su movimiento de rotación, de forma que el satélite siempre ve la imagen de la Tierra desde la misma posición, por lo que puede registrar series de imágenes de dicha zona a breves intervalos de tiempo. Esto es enormemente útil para observar las condiciones meteorológicas y su evolución, pero tiene el inconveniente de que al estar las cámaras (radiómetros) del satélite a tan gran distancia de la Tierra, se reduce la resolución espacial que se puede lograr, con lo que no se pueden obtener pequeños detalles en las imágenes. Éste es el caso del conocido Meteosat, situado prácticamente sobre el punto de coordenadas (0,0), es decir en la vertical de la intersección del meridiano cero y el Ecuador, desde el que se obtienen imágenes de los continentes europeo y africano.

En cuanto a los satélites polares, podemos decir que sus órbitas pasan por la proximidad de la vertical de ambos polos terrestres, y que la altura de dichas órbitas es relativamente baja, entre 300 y 1.500 kilómetros sobre el suelo, de forma que permite observaciones con mucha más resolución que los satélites ecuatoriales, es decir detalles mucho más pequeños. Cada vez que el satélite da una vuelta se escanea una nueva franja de la superficie de la Tierra y, pasado un cierto número de vueltas, se habrá obtenido una imagen de toda la superficie de la Tierra, con una precisión de imagen que permitirá un elevado nivel de vigilancia.

De los satélites ecuatoriales, como el citado Meteosat, es bien conocido su papel como vigilantes de la meteorología del planeta, y cada día los medios de comunicación nos muestran imágenes que permiten ver, con suficiente detalle la formación, el desarrollo y el desplazamiento de los sistemas meteorológicos que recorren el mundo.

La detección del nacimiento de los huracanes, de las formaciones nubosas que les acompañan, y el conocimiento de las características físicas de la atmósfera y sobre todo de los océanos, son características proporcionadas también por los satélites de observación, y que, en el caso de los océanos, miden sobre todo la temperatura del agua, que es lo que va a alimentar esas perturbaciones. Todo esto ha permitido grandes avances en la predicción de la intensidad y las trayectorias de estos peligrosos fenómenos. La vigilancia y los avisos que pueden hacerse llegar a las poblaciones en riesgo, con hasta varios días de antelación, son de gran ayuda para minimizar los potenciales daños.

Pues bien, el nivel de detalle que se puede conseguir mediante los satélites polares, permite estudiar también los riesgos asociados a volcanes y terremotos. En la actualidad, la ESA (la Agencia Espacial Europea), está vigilando desde el espacio, tanto las potenciales zonas sísmicas, como los volcanes más activos de la Tierra. El proyectoCopernicus, antes conocido como GMES (Monitoreo Global para el Medio Ambiente y la Seguridad), es el Programa Europeo creado para el establecimiento de una red europea para la observación de la Tierra, con fines de vigilancia y prevención, lo que permitiría emitir avisos de terremotos o de erupciones, como ya se está haciendo con los fenómenos meteorológicos adversos que se consideran peligrosos.

La ESA está desarrollando una nueva familia de misiones llamada Sentinels (Centinelas) específicamente para las necesidades operacionales del programa Copernicus (Copérnico), que agrupa, estudia y obtiene las conclusiones del conjunto de todos los Centinelas.

Cada misión de un Centinela, se compone de dos satélites trabajando de forma sincronizada, para cumplir los requisitos de cobertura adecuada, proporcionando suficientes y valiosos datos, para ser estudiados por los Servicios de Copérnico. Cada una de estas misiones lleva instrumentos del tipo radar y radiómetros multi-espectrales.

Las secuencias de imágenes obtenidas mediante los satélites polares, facilitan elegir las partes en las que se desea profundizar el estudio de que se trate; como ejemplo, en la imagen siguiente, vemos a la izquierda un satélite de órbita polar tomando imágenes a lo largo de su trayectoria, y a la derecha una selección de los pixeles (partes componentes de la imagen global) formada por las zonas que se quieren estudiar; el tamaño de estos píxeles puede ser tan pequeño como cuadrados de 200 metros de lado.

En este caso, las áreas seleccionadas son zonas del sur de España, parte de Marruecos, Argelia y Túnez, así como de Italia, Grecia, Turquía, etc., regiones en las que se han producido movimientos sísmicos y de las que se dispone de mediciones satelitales simultaneas de los movimientos del terreno, producidos antes, durante y después del seísmo.

 

Se espera que el estudio de todos estos datos, conduzca a establecer modelos que permitan en un futuro, esperemos que no muy lejano, emitir avisos sobre la probabilidad de ocurrencia de movimientos sísmicos, detallando en lo posible las zonas presuntas de influencia y la intensidad esperada del fenómeno, lo que permitiría tomar las medidas necesarias para evitar daños a las personas en aquellas zonas.

Un claro ejemplo del nivel de precisión que puede obtenerse mediante el uso de la observación satelital son las imágenes adjuntas, referidas al reciente terremoto registrado en el centro de Italia, en las que pueden verse los valores de los datos, medidos desde el satélite, del desplazamiento del terreno en centímetros, tanto en desplazamiento vertical, como en la dirección Este-Oeste.

Estos Centinelas de la ESA están también observando los volcanes terrestres activos; como ejemplo, en la imagen siguiente vemos el volcán Colima de México, cuya erupción continúa y de la que, en estos momentos, se está realizando un seguimiento tanto por los instrumentos en tierra, como desde el espacio.  En la actualidad, este volcán Colima es uno de los 22 volcanes activos en todo el mundo, que están siendo monitoreados por satélites.

 

En estas tres imágenes puede verse, a la izquierda, la obtenida por el canal infrarrojo del satélite, en la que se aprecia la elevada temperatura del terreno que rodea el cráter, en el centro una imagen del cono del volcán y sus alrededores, tomada por el canal visible y finalmente, a la derecha, una fotografía, tomada desde tierra, del penacho de humo, cenizas y aerosoles emitidos. Se han seleccionado estos 22 volcanes de entre los alrededor de 1.500 volcanes terrestres potencialmente activos, para tratar, en base a sus datos, de desarrollar modelos que permitan obtener información suficiente para emitir avisos, a partir de los datos satelitales, de erupciones potencialmente peligrosas.

De la importancia de este proyecto de vigilancia, modelización y generación de avisos da idea el hecho de que son más de 500 millones de personas en todo el mundo, que se estima viven dentro del área de exposición potencial de alguno de los volcanes que van a ser monitorizados.

Y, como decía al comenzó de este artículo, ya que actualmente disponemos de unos avances en tecnología aeroespacial que nos permiten acceder a esas extraordinarias herramientas de observación, sería imperdonable no aprovecharlas para la vigilancia de riesgos, por tanto ahora tenemos que ponernos a la tarea de analizar los millones de datos de que ya se dispone y de los que están entrando de forma continua, minuto a minuto, estudiarlos, interpretarlos y conseguir llegar, cuanto antes, a la fase operativa de emisión de avisos de riesgos, para prevención de los mismos.

Adolfo Marroquín Santoña

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Quita y no pon, se acaba el montón
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Adolfo Marroquín Santoña | 02-11-2016 | 15:45| 0

Tengo un especial cariño a este refrán, porque recuerdo habérselo oído decir a mi madre en algunas ocasiones; con él se recomienda, ser previsor, una recomendación que conviene no olvidar nunca, a todas las escalas, desde la doméstica hasta la planetaria, y en todos temas, desde la economía hasta los recursos naturales. Como ejemplo, dedicaré éste artículo a mostrar la validez de este refrán, en varios aspectos que nos rodean en nuestro día a día, desde el agua hasta los recursos en general, pasando por ejemplo por la energía.

Lo primero que debemos tener muy en cuenta para poder hacer previsiones de futuro, es precisamente la previsión de la población futura, recordemos que a mediados del siglo en curso, se estima que el planeta Tierra alcanzará la cifra de 10.000 millones de habitantes; sería absolutamente insensato plantearnos un modelo y un ritmo de vida, basados en un desarrollo insostenible, es decir aquel que va tomando lo que necesita, e incluso más de lo que necesita, de “los montones” que la naturaleza pone a nuestra disposición, sin pararnos a pensar en la diferencia esencial que supone el que esos montones sean de algo renovable o de algo finito y por tanto perecedero.

Si se trata de algo renovable, como es el caso de ciertas energías (solar, eólica, hidráulica, mareomotriz, etc.), o como las producciones agrícolas, ganaderas, piscícolas, etc., que también podrían considerarse como algo renovable, naturalmente si se procede a una cuidada reposición, en tiempo, forma y lugar. En estos casos no existiría el riesgo de acabar el montón, puesto que la cuota de reposición de la propia naturaleza hará que el montón no se resienta al seguir tirando de él.

Pero, en el lado contrario están esos otros montones, que son de algo evidentemente finito, como es el caso de las extracciones mineras de cualquier tipo de minerales o materiales, incluyendo claro está los combustibles fósiles. En este tipo de montones, todas las extracciones son irreversibles, irrecuperables y no renovables, por lo que una primera medida debería ser el tratar de reducir al mínimo, y si es posible a cero, toda “quita”, toda extracción, de esos montones.

Empezando por algo tan elemental como esencial el agua, un elemento absolutamente imprescindible para la vida, resulta que “tenemos la que tenemos”, que en realidad no es poca en opinión de la mayoría de los expertos mundiales en la materia, pero eso siempre y cuando mejoremos su gestión, puesto que en caso contrario entraremos en conflicto. Para arrojar luz sobre este tema, recurriremos al concepto de huella hídrica, que básicamente es un indicador que permite determinar el volumen de agua usado para la producción de un bien o de un servicio, teniendo en cuenta tanto el volumen de agua consumido, como el que ha sido contaminado en el proceso.

Como ejemplo, vamos a fijarnos en las cantidades de agua utilizada en los procesos necesarios para la obtención de determinadas cantidades de algunos de nuestros alimentos; en el siguiente cuadro aparecen algunos de esos valores, que muestran el despilfarro actual de agua.

 

Multipliquen ustedes estas cifras por los miles de millones de habitantes del planeta, y llegarán a la conclusión de que, si queremos asegurar nuestro futuro, es esencial mejorar la eficiencia de los procesos que estamos utilizando hoy en día, para ir rebajando esa huella hídrica.

Fijándonos ahora en el caso de la producción textil por ejemplo, el hecho aislado de utilizar una simple camiseta de algodón tiene también su impacto en el medioambiente; el cultivo de la materia prima, la fabricación del tejido, el transporte del mismo y, cómo no, un lavado tras otro una vez que llega a nuestras manos… ¿saben qué huella hídrica arrastra?, pues teniendo en cuenta que el cultivo de algodón es el mayor consumidor de agua en la cadena de suministro de materia prima para prendas de vestir, y que el algodón se utiliza en el 40 % de toda la ropa en el mundo, conviene saber que esa simple camiseta de algodón supone 2.700 litros de agua. Por tanto, debemos aumentar la eficiencia hídrica de este proceso.

También en el tema de la energía, si guardamos tendremos, pero si seguimos tirando de la que está bajo tierra, acabaremos agotándola. Sin duda el ahorro es una gran virtud, pero no se trata ahora de ahorrar ¡que también!, sino de no olvidar que los combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas, etc.) son finitos y por tanto agotables si, como hemos hecho hasta ahora, nos dedicamos al “quita y no pon”, donde al hombre se le da muy bien el quitar, pero de poner no tiene ni idea, puesto que en esta materia la encargada de poner, fue, desde tiempos inmemoriales, la naturaleza.

Al mismo tiempo, una ayuda también podría ser el ir tratando de guardar cuando sobra para cuando falta. Si estamos hablando de energía, eso es tan simple, y a la vez tan complicado, como resolver eficaz y eficientemente el tema del almacenamiento.

Analicemos, como un simple ejemplo, el problema de la climatización (frío-calor) de nuestras viviendas o de todos nuestros recintos de ocio o detrabajo, individual o colectivo, y consideremos los ciclos meteorológicos (día-noche) o los climáticos (verano-invierno). ¿No sería una magnífica solución utilizar el fresco de las noches estivales para hacer más llevaderos los calores de los días? ¿No sería estupendo guardar el calor del verano para calentar nuestro invierno, o el frío de éste para resolver el agobio de aquel?

 

Lo malo es que “guardar energía térmica” directamente pasa por almacenarla y esa energía guardada requiere grandes volúmenes y además tiende a escaparse por todas partes. No debemos por tantopensar en almacenar energía térmica, sino que se debe recurrir a los llamados “vectores energéticos”, que se pueden definir como sustancias o dispositivos que almacenan energía, de tal manera que ésta pueda liberarse posteriormente de forma controlada.

Un vector de energía, bien conocido, es el hidrógeno, y la combinación de las energías renovables, la generación de hidrógeno a partir de ellas y la posterior utilización de células de combustión, podría ser una interesante ayuda para conservar lo poco que va quedando del enorme montón de energía fósil que nos entregó la naturaleza.

Y ¿qué decir de los recursos minerales del planeta Tierra? , pues que los estamos explotando como si no hubiera un mañana, o más bien deberíamos decir… como si el mañana fuera nuestro, sin pensar para nada en los miles de millones que vendrán después de nosotros.

 

Es muy probable que la futura demanda de recursos minerales, siga en adelante siendo alta, e incluso que crezca con el paso de los años, para poder satisfacer las nuevas necesidades del aumento de la población mundial, y para atender los crecientes niveles de vida de la población de aquellos países que se incorporan al desarrollo.

Son centenares los minerales (hierro, aluminio, cobre, manganeso, níquel, cromo, estaño y un largo etcétera) que estamos arrancando cada día de las entrañas de la Tierra, en grandes cantidades. Minerales que, formando montones, han sido puestos ahí a nuestra disposiciónpor la naturaleza, pero montones que son finitos frente a la ávida extracción humana. Poco importa que el agotamiento de algunos de esos montones tarde en llegar decenios o siglos; lo cierto es que su final llegará, puesto que son casos paradigmáticos del “quita y no pon”.

En la actualidad, nos encontramos frente a una escalada en la demanda de bienes y servicios del planeta en todo el mundo; necesitaremos más agua, más alimentos, más energía y más recursos, minerales y de todo tipo. Y estas demandas se van a incrementar precisamente en un momento en el que la actividad humana y el cambio climático están mermando los recursos naturales disponibles, como el volumen de agua potable accesible, las energías convencionales, la superficie de tierra agrícolamente productiva (a la baja por la aridez y la desertificación), y los recursos minerales.

Visto lo visto, en mi opinión, y espero que también en la de ustedes, no son sólo los gobiernos, sino también los propios productores y consumidores de todos los países y de todos los productos, que arrastran esas grandes deficiencias de reposición, deberían concienciarse y jugar un papel importante para alcanzar una mejor gestión global de los recursos disponibles, retrasando todo lo posible que… PUEDAN IRSE ACABANDO MUCHOS DE LOS MONTONES QUE LA NATURALEZA NOS CONFIÓ.

Adolfo Marroquín Santoña

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El arco iris, su belleza y su porqué
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Adolfo Marroquín Santoña | 16-10-2016 | 16:26| 0

En realidad, deberíamos haber titulado “Los arcos iris, …”, puesto que siempre van de dos en dos, aunque a veces es difícil ver al pobre secundario, con lo que pasa desapercibido, tal como les pasa a tantos secundarios en muchos aspectos de la vida real…

La belleza del arco iris ha llamado la atención a muchos pintores, que han intentado plasmarla en sus lienzos, y digo intentado porque, no es fácil captar toda la belleza de los espectáculos que nos regala la naturaleza cada día, como el amanecer o el ocaso, con sus contraluces, las formaciones nubosas y los reflejos del sol en ellas, la electricidad de las tormentas, o simplemente estos humildes arcos iris.

Rebuscando en las pinacotecas de algunos de los más famosos museos del mundo, pueden encontrarse pinturas, como la que aparece a la derecha de la imagen superior, obra del pintor francés Jules Breton (1827-1906), titulada “Arco iris en el cielo” (1883), en la que los personajes parecen estar comentando algo sobre la tormenta y el arco iris que están dejando atrás, al tiempo que se van alejando de la oscuridad del fondo; lo que bien podría interpretarse como un poético escape hacia la esperanza.

 

En estas otras dos obras podemos ver, a la izquierda, “The Rainbow”, obra de Clarence Whaite (1828-1912), en la que el arco iris circunda, alejándose, la mayor parte de la escena. Mientras que el cielo azul sugiere un brillante día de comienzo de la primavera, la sombra en la media distancia parece indicar la presencia de lluvia sobre el terreno, en los momentos anteriores a haberse formado el arco iris.

A la derecha la obra “The Rainbow Landscape”, de Peter Paul Rubens (1577-1640), presenta una luz dorada idílica, típica de los paisajes que Rubens pintó en los alrededores de su casa en Bélgica, en la obra se muestra a los campesinos y al ganado en torno a una pequeña corriente recién alimentada por la lluvia. El arco iris nos lleva a través de las diferentes partes del campo y sugiere la bendición de Dios sobre sus habitantes.

 

Aquí, en la figura superior, presentamos a la izquierda la obra “Salisbury Cathedral from the Meadows”, de John Constable (1776-1837), con la catedral situada en un cielo de tormenta, donde la precipitación precedente ha oscurecido la piedra hasta un negro impresionante y dramático. Este cuadro fue pintado poco después de la muerte de la esposa del autor, lo que probablemente influyó en el resultado. El paso de la tormenta, el arco iris, y la torre de la iglesia, que parece penetrar, a través de la nube, en un cielo brillante, allá en lo alto, podría sugerir toda la fe de Constable, que buscaba esperanza y apoyo tras la pérdida de su esposa.

A la derecha la pintura “The Wreck of the Hope”, de Francis Danby (1793-1861), en la que el autor muestra cómo la humanidad parece insignificante e impotente ante la fuerza de la naturaleza. Un barco naufragado se tambalea hacia un lado, a punto de ser hundido por el mar tormentoso, o estrellado contra las rocas que se intuyen a la derecha.

Lo que he tratado de reflejar con estas cinco muestras, que me he permitido comentar, es que la dificultad del pintor al intentar capturar la belleza que ofrecen los arcos iris, queda resuelta con creces por la aparente facilidad con que el artista traslada a la obra, no solamente su visión de esa belleza, sino además un toque de sus propios sentimientos.

Pues bien, pasando ahora a la física que hay detrás de esa belleza, intentaré explicar lo que ocurre, echando mano del bien conocido adagio “una imagen vale más que mil palabras”:

 

En la imagen, los rayos de la luz del sol, luz blanca compuesta por la suma de todas las longitudes de onda componentes (los siete colores del espectro visible: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta), se encuentran con las gotitas de agua presentes en la atmósfera, procedentes fundamentalmente de las precipitaciones habidas; cada rayo de sol sufre entonces tres procesos ópticos, una refracción, una reflexión y otra nueva refracción, que provocan que los rayos de sol no sólo cambien de dirección, sino que además se separen las distintas longitudes de onda (los siete colores).

La consecuencia es que al observador que se encuentra con el sol a su espalda el rayo de luz que le llega está a 42º (grados de ángulo) por debajo del que llegaba del sol y con todos los colores componentes desplegados. Y esto para todo el arco que el ojo es capaz de ver, bajo el mismo ángulo, desde su posición de observación.

 

Una vez entendido lo que ha ocurrido en la formación del arco iris primario, es ya fácil entender la aparición del arco secundario, que como antes decía “siempre está ahí”, pero que no siempre resulta visible. En este caso el rayo de sol incidente, como he tratado de explicar en el texto incluido en la propia figura, ha sufrido, antes de salir de la gotita de agua, una nueva reflexión, y la consecuencia es que ha perdido parte de su energía, por eso no siempre es visible, y además ha cambiado el ángulo bajo el que se dirige al observador, pasando de 42º a 52º (grados de ángulo), de forma que el secundario está siempre por fuera del primario, y finalmente, como consecuencia de la nueva reflexión, ha cambiado el orden de los colores en el rayo de salida, que en el primario es, de fuera hacia dentro: rojo, naranja, … , añil y violeta, y en el secundario será, visto también de fuera hacia dentro: violeta, añil, … , naranja y rojo.

¡Toda una orgía de colores, que además es gratuita, tal como nos ofrece siempre la naturaleza su belleza!

Adolfo Marroquín Santoña

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Nos urge la energía del Sol, es decir la fusión nuclear
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Adolfo Marroquín Santoña | 01-10-2016 | 08:30| 0

Una de las principales causas del actual deterioro del medioambiente, así como del cambio climático a que nos ha llevado, es la generación de energía a gran escala a partir de combustibles fósiles. Con frecuencia se habla ahora de salir de ese agujero ambiental en que nos hemos metido, recurriendo para ello a energías alternativas, lo que está muy bien, pero aclarando antes que no se debe confundir energía alternativa con energía renovable.

El propio diccionario de la RAE (Real Academia Española), que acierta cuando define la energía renovable como “aquella energía cuyas fuentes se presentan en la naturaleza de modo continuo y prácticamente inagotable, p. ej., la hidráulica, la solar o la eólica.”, se equivoca después, al poner el ejemplo, tras definir la energía alternativa, como “aquella energía procedente de fuentes distintas a las habituales como el carbón, el petróleo o el gas; p. ej., la energía eólica.”, puesto que la energía eólica que es una magnífica fuente de energía renovable, no es, sin embargo, una energía alternativa. En efecto el propio citado diccionario define una alternativa como lo que es “capaz de alternar algo con función igual o semejante.”, y resulta totalmente evidente que ni la eólica sólo, ni siquiera el conjunto de todas las energías renovables que hoy conocemos, serían capaces de alternar, con función igual, con el actual modelo energético global.

Dicho lo anterior, la que sí sería una energía alternativa es la energía nuclear de fusión, pero que nadie se alarme, puesto que esta energía tiene muy poco que ver con la nuclear de fisión, que es la que ahora se maneja todos los reactores en funcionamiento. En efecto, la fusión es una importante fuente de energía alternativa a largo plazo, que puede solucionar gran parte de nuestros problemas energéticos.

Hace ya bastante tiempo, concretamente el 11 de marzo de 1992, publicaba el Diario HOY de Extremadura, una entrevista que amablemente me hicieron con motivo del regreso de uno de mis viajes a la Antártida, y en aquella entrevista decía, entre otras cosas que mantengo hoy, lo que figura en el recorte de prensa que adjunto en la columna de la izquierda.

La fusión nuclear es el proceso que genera la energía del sol y de las estrellas. Desde que la ciencia se dio cuenta por primera vez, en los años veinte del siglo pasado, cuál era el verdadero origen de la cantidad ingente de energía que irradia el Sol, ha sido un sueño de la humanidad aprender a controlar esta fuente de energía en la Tierra. Al inicio de los estudios sobre la fusión nuclear se predijo que un reactor basado en la fusión podría entrar en funcionamiento en unos veinte años, pero esta estimación se ha mostrado demasiado optimista. Reconozco que yo mismo decía, en la entrevista antes mencionada de 1991, que para el año 2030 estarían en funcionamiento los primeros reactores comerciales basados en la energía nuclear de fusión, pero habrá que seguir esperando.

En un reactor de fusión se fusionan núcleos de átomos ligeros (isótopos de hidrógeno), liberando mucha energía en el proceso. La reacción de fusión se produce a temperaturas extremas, del orden de decenas de millones de grados centígrados. Cuando se calienta la materia a estas temperaturas, se encuentra en el estado de plasma, que es el término que se usa para un gas caliente de partículas cargadas eléctricamente (iones). Un plasma se puede contener (“confinar”) en un reactor en forma de anillo, mediante campos magnéticos, para así evitar que el plasma caliente entre en contacto con la vasija que lo rodea.

A partir de ahí, la enorme cantidad de energía que se libera en las reacciones de fusión puede usarse para generar electricidad, como forma más sencilla para ser distribuida a través de las redes eléctricas, con importantes ventajas medioambientales y de seguridad. Seguridad que se basa en que la reacción de fusión no es una reacción en cadena, por lo que no es posible que se pierda el control de la misma.

En cualquier momento se puede parar la reacción, cerrando sencillamente el suministro de combustible, cuyos componentes serían deuterio y litio, disponibles en cualquier parte, y hay suficiente materia combustible para la generación de energía durante millones de años. Además, la fusión no produce gases que contribuyan al efecto invernadero. La reacción en sí sólo produce helio, un gas inofensivo, usado habitualmente para inflar los globos de los niños, que flotan así en el aire.

La meta de la investigación internacional sobre este tipo de nueva-vieja energía está puesta en diseñar un prototipo de central de generación de energía de fusión, que cumpla con los requisitos que exige y necesita la sociedad, es decir que sea segura, fiable, sostenible, sin dañar el medioambiente, y económicamente viable.

En la energía nuclear de fusión, pese a los tradicionales retrasos que venimos arrastrando en alcanzar la fase comercial de esta fuente de energía, tenemos puestas nuestras esperanzas de disponibilidad, prácticamente ilimitada de energía y sin los riesgos de la nuclear de fisión, garantizando además la limitación del aumento de las emisiones de los Gases de Efecto Invernadero (GEI) y con ello el freno al calentamiento global del planeta y al cambio climático asociado.

Adolfo Marroquín Santoña

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Algunas preguntas y respuestas, sobre el ambiente que nos rodea
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Adolfo Marroquín Santoña | 15-09-2016 | 11:06| 0

Durante el pasado mes de agosto, mi amigo José Manuel Gordillo, competente periodista de la Cadena COPE y hombre multidisciplinar donde los haya, me propuso mantener algunos diálogos, bajo el formato Pregunta-Respuesta, dentro del espacio Las mañanas de la COPE, dirigido por él. Puesto que los temas tratados durante aquellas entrevistas me parecieron de interés general, me animo a publicar un resumen de lo tratado, con el mismo formato con el que se emitieron:

¿A QUÉ SE DEBE EL ACTUAL CALENTAMIENTO GLOBAL DEL PLANETA?

. – La energía que nos llega del Sol no ha variado en siglos e incluso milenios, manteniéndose en la conocida como constante solar, que son 1.367 vatios por metro cuadrado (w/m2), y ANTES, gran parte de esa energía alimentaba los procesos del Sistema Climático (atmósfera, litosfera, hidrosfera, criosfera y biosfera), y el resto, es decir lo que el planeta no necesitaba, se devolvía al espacio. Pues bien, AHORA esa devolución está frenada por los Gases de Efecto Invernadero (GEI).

. – La concentración de CO2 en la atmósfera ha aumentado, desde mediados del s. XIX, por la actividad humana, debido fundamentalmente al uso de combustibles fósiles y a la deforestación.

. – Las concentraciones actuales de los citados GEI: CO2, CH4 (metano) y N2O (óxido nitroso) son muy superiores a los últimos 800.000 años, sobre los que se dispone de datos, procedentes de los testigos de hielo obtenidos de los glaciares continentales y, sobre todo, antárticos. Superándose en la actualidad las 400 partes por millón en volumen (ppmv).

. – Los océanos se han calentado y ese calentamiento llega hasta los 2.000 m de profundidad, lo que supone un enorme almacenamiento de calor. El nivel medio del mar ha aumentado 20 cm, desde el comienzo del siglo XX y la temperatura media del planeta ha aumentado más de 1 ºC y crece cada vez con mayor rapidez.

¿CUÁLES HAN SIDO LAS ANOMALÍAS TÉRMICAS MÁS RECIENTES?

. – Cada una de las últimas tres décadas ha sido más cálida que las anteriores desde 1850, siendo la primera década del siglo XXI la más cálida de todas, y todo parece indicar que la segunda lo será aún más. Según la NASA, la temperatura media en los primeros seis meses de 2016 superó en 1,3 °C, los valores de comienzos del siglo XX, lo que supone un auténtico record.

. – Por otra parte, en 2016 todos y cada uno de los meses se batieron récords, tanto de temperaturas, como en la menor extensión mensual del hielo en el Ártico.

¿CUÁLES SON LAS PREVISIONES PARA EL PLANETA, EN EL S. XXI?

. – Cambios en las variables climáticas: incremento de la temperatura, disminución de las áreas de hielo y nieve, subida del nivel del mar, irregular distribución de las precipitaciones, por ejemplo, disminuciones del 20% en algunos países de la Cuenca Mediterránea, pudiendo alcanzarse hasta el 40% en la Península Ibérica.

. – Aumento del número de tormentas y su intensidad.

. – Mayor presencia de riadas e inundaciones, con largos períodos de sequía intermedios.

. – Mayor frecuencia de incendios forestales.

. – Extensión de plagas y enfermedades hacia nuevas zonas, debido a los cambios de las variables del clima.

. – Pérdida de capacidad productiva agrícola e incremento de la erosión del suelo.

¿CUÁNTAS CUMBRES DEL CLIMA SE HAN CELEBRADO Y CÓMO VAN LOS RESULTADOS?

. – Aunque con diferentes nombres van ya unas 16 Cumbres o Reuniones Globales sobre el Clima, con resultados más bien escasos; y la última la llamada “Acuerdo de París”, de diciembre del 2015, hay que admitir que aparentemente plantea grandes soluciones y expectativas, pero personalmente abrigo algunas dudas, como pueden ser:

1.- Todos los países (196) acordaron mantener el aumento de la temperatura mundial por debajo de 2 ºC y, si es posible, no llegar a 1,5 ºC respecto al comienzo del s. XX; lo que me parece muy difícil, en primer lugar porque ya ha aumentado 1 ºC y además porque, en mi opinión, el Acuerdo presupone un elevado “buenismo” de los firmantes, que la realidad vivida hasta ahora demuestra que es muy dudoso.

2.- Por ejemplo, el Acuerdo crea mecanismos voluntarios de revisión. Los países deberán presentar un primer balance en el 2023 y, después cada cinco años. Pero los compromisos de reducción de GEI (Gases de Efecto Invernadero), por los países no serán jurídicamente vinculantes, es decir tal como solicitó Estados Unidos.

 3.- Los países firmantes se comprometen a alcanzar el máximo de emisiones de GEI “tan pronto como sea posible”, para después reducirlas. O sea, cada uno a su aire. Además, a las potencias emergentes como China e India no se les obliga a reducir emisiones y sólo se les pide que hagan esfuerzos. También se excluyen del tratado las emisiones de la aviación y el transporte marítimo, pese a que suponen un 8% de las emisiones mundiales de GEI.

¿A MEDIO Y LARGO PLAZO SE VA A NOTAR MUCHO EL CALENTAMIENTO GLOBAL? ¿EN TODO EL PLANETA? ¿Y EN EXTREMADURA?

. – Sí, el calentamiento será efectivamente global y afectará por tanto a todo el planeta, pero en algunos países para BIEN (Canadá, norte de EEUU, Noruega, Suecia, etc., y en general altas latitudes, tanto en Hemisferio Norte como en el Hemisferios Sur);  y en otros para MAL (caso de España en general y de Extremadura en particular); p. ej. en el caso de BADAJOZ, una subida MEDIA de 2 ºC, nos llevaría en ENE y FEB a disfrutar de unas temperaturas máximas medias que pasarían de los 14 ºC actuales a los 16 ºC , lo que resultaría agradable, pero en JUL y AGO esas temperaturas medias pasaría de los 34 ºC actuales a los 36 ºC, lo que ya no sería tan agradable, pero además daría lugar a días de temperaturas máximas absolutas por encima de los 46 ºC, muy desagradables.

¿QUÉ SON LAS GLACIACIONES Y CUÁNDO LLEGARÁ LA PRÓXIMA?

. – Las glaciaciones, son secuencias de miles de años durante los que el planeta ha permanecido casi cubierto de hielo. Son épocas en las que los hielos polares, tanto del Ártico como en el Antártico, se extienden hasta cubrir gran parte del planeta. Desde hace millones de años se han producido numerosas glaciaciones, cada una de ellas de unos 100.000 años de duración y con una variación de la temperatura media, del orden de 10 ºC.

. – Algunas posibles causas de las glaciaciones son, entre otras: Los cambios en la composición de la atmósfera (GEI); los cambios en la órbita terrestre (ciclos de Milankovitch); los movimientos de la corteza terrestre; las variaciones en la propia actividad solar; la dinámica orbital Tierra-Luna; el impacto de meteoritos de grandes dimensiones; y por supuesto las erupciones volcánicas.

. – La última glaciación terminó hace unos 10.000 años, y en condiciones normales, deberíamos estar ya camino de la próxima, y así estaba ocurriendo, puesto que en los últimos milenios la temperatura media del planeta estaba disminuyendo a razón de  -0,1 a -0,2 ºC cada 1.000 años, hasta que hace poco más de 150 años, hemos cambiado la tendencia, pasando de un enfriamiento a un calentamiento de  +1º a +2 ºC cada 100 años.

SI LLEVÁBAMOS MÁS DE 1.000 AÑOS CAMINO DE OTRA GLACIACIÓN ¿POR QUÉ CAMBIÓ LA TENDENCIA?

Algunas causas de los cambios de esa tendencia de las temperaturas, de valores decrecientes a crecientes, fueron:

. – En el siglo XVIII el invento de la máquina de vapor, por Newcomen y Watt, máquina que resultaría fundamental para el desarrollo de la revolución industrial en todo el mundo.

. – En el siglo XIX, el petróleo, conocido hacía siglos, pero poco utilizado, se convirtió en fuente combustible, vía gasolina, para millones de vehículos que proliferaron a partir de entonces.

. – En los siglos XX y XXI, el masivo consumo de combustibles fósiles (petróleo, carbón, gas), que ha acompañado al desarrollo insostenible, que estamos viviendo.

YA QUE NOSOTROS NO LO ARREGLAMOS ¿PODRÍAN LAS ERUPCIONES VOLCÁNICAS AYUDARNOS CON EL CLIMA? ¿SERVIRÍAN PARA REBAJAR EL CALOR GLOBAL?    

. – La inyección de aerosoles (cenizas y otras partículas, en la estratosfera), por grandes erupciones volcánicas cada vez más frecuentes, es capaz en efecto de enfriar el planeta. Los aerosoles, hacen disminuir la irradiación solar incidente, durante semanas y hasta años.

. – La litosfera, parte sólida del planeta, ayuda así al sistema climático en su conjunto. Existen muchas referencias desde mediados del siglo XVIII, sobre el papel de los aerosoles en el balance radiativo del planeta, reduciendo la entrada de la radiación y con ello el calentamiento de la Tierra.

. – Se conoce bien el efecto de algunas erupciones históricas de los siglos XIX y XX, sobre las temperaturas. Algunas de estas enormes erupciones fueron, entre otras,  las de TAMBORRA (Indonesia) en 1815, la del KRAKATOA (Indonesia) en 1883, la del SANTA HELENA (EEUU) en 1980, o la de EL CHICHÓN (Méjico) en 1982.

. – Los datos climáticos históricos planetarios demuestran que 15 de los 16 veranos más fríos ocurrieron después de grandes erupciones volcánicas.

Adolfo Marroquín Santoña

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Trozos de naturaleza como mascotas
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Adolfo Marroquín Santoña | 02-09-2016 | 12:05| 0

En principio, cuando hablamos de mascotas, tendemos a pensar en gatos, perros o algún tipo de animal más o menos de ese estilo, pero lo cierto es que, de acuerdo con el Diccionario de la RAE (Real Academia Española) una mascota es una persona, animal o cosa que trae buena suerte. Es curioso que la RAE no diga “que se cree que trae buena suerte”, sino que afirma categóricamente que trae buena suerte. Parece evidente que, aparte de la gran dificultad que supondría acometer una comprobación científica de esa afirmación, lo que está claro es que la subjetividad tiene mucho que decir en este asunto.

Lo cierto es que son muchas las personas que disponen de amuletos, y que aseguran que los mismos tienen la virtud de alejar el mal y atraer el bien. Algunos de esos amuletos más frecuentes son la herradura, a la que se asigna la capacidad de ahuyentar el mal de ojo; la pata de conejo, con miles de años de ejercicio como talismán prácticamente en todos los continentes del mundo; el trébol de cuatro hojas, símbolo de la buena suerte que no es fácil de encontrar porque su frecuencia de aparición es de uno por cada 10.000 ejemplares de tres hojas; recientemente se utiliza cada vez más como talismán el Maneki-Neko o gatito de la fortuna, que es de origen japonés y no chino, como se afirma a veces.

 

Un caso interesante, sobre el que escribí un artículo hace tiempo, es la planta conocida como “Rosa de Jericó” (Anastatica Hierochuntica), considerada por muchos como un auténtico talismán viviente, con propiedades en las que podemos creer o no. Por mi parte, la primera vez que vi un ejemplar de esta planta, hace de ello unos 40 años, fue porque mi mujer, muy aficionada a todo tipo de plantas y flores, la había comprado en un puesto que encontró por la calle, donde el avispado vendedor le contó las muchas virtudes de la planta en cuestión y su beneficiosa influencia para el entorno donde se la cultivaba.

Lo cierto fue que, al verla metida en una bolsa y absolutamente seca, me pareció lo que era, es decir un hierbajo seco en forma de bola, sin mucho interés. Aunque admito que mi interés aumentó bastante al ver que dos horas después, tras ponerla sobre un plato con agua, el hierbajo seco se había transformado en una planta de un verde brillante que, desplegando sus ramas, cubría todo el plato.

 

Cuenta la leyenda que estando Jesús orando en el desierto, la Rosa de Jericó seguía sus pasos movida por el viento, lo que en efecto debía ser cierto, dado que como casi no tiene raíces, puede ser fácilmente levantada por el viento y llevada por éste a través del desierto. Cuenta también que la Rosa se detenía una y otra vez a los pies de Jesús y le acompañaba durante el día, rodando bajo la forma de bola que adopta cuando está seca. Después, al amanecer, la planta se abría con la humedad del rocío y ofrecía al Maestro las gotas de agua posadas sobre sus ramitas, en las que Jesús, sediento tras una noche de oración, calmaba su sed tomando con sus dedos el agua que le ofrecía la planta.

Y, sigue contando la leyenda que, agradecido el Señor, por haberle apagado la sed, la bendijo, por lo que, en muchos pueblos alrededor del mundo, se cree que quien adopta y cuida una Rosa de Jericó atrae para sí mismo y para los suyos, paz, fuerza, felicidad, suerte en los negocios, energías positivas, habilidad en el trabajo y bienestar económico.

 

Otros trocitos de naturaleza que muy frecuentemente son adoptados como mascotas y fuentes de buenas vibraciones son las gemas, pero no las gemas de primera división, sino más bien las de segunda o tercera. A grandes rasgos, podemos considerar que las gemas se dividen en dos grandes grupos: las piedras preciosas y las piedras semipreciosas. Se consideraban preciosas las cuatro principales gemas: Diamante, rubí, zafiro y esmeralda. Y las semipreciosas, mucho más abundantes como es natural, son entre otras: amatista, ágata, turquesa, topacio, ópalo, jade, ámbar, lapislázuli, malaquita, el cuarzo y sus variedades, etc.

El cuarzo en particular es conocido por su propiedad “piezoeléctrica”, por la que produce impulsos eléctricos al aplicarle una fuerte presión. Dado que toda corriente eléctrica lleva aparejado el correspondiente campo electromagnético, y que estos campos se asocian frecuentemente a procesos curativos, se ha extendido la idea de que el cuarzo posee vibraciones internas naturales mediante las que canaliza las buenas vibraciones externas hacia quienes lo tienen a mano. De hecho, la gemoterapia, es decir la sanación mediante las gemas, es conocida y practicada desde hace muchos años para diferentes enfermedades.

Se dice que el cuarzo y sus muchas variedades, así como otras piedras entre las que citábamos antes, nos hablan y, cuando son las adecuadas para una persona, se ofrecen a trabajar para esa persona, por lo que lo aconsejable es no comprar nunca una de esas piedras si antes no te ha elegido ella a ti. Es decir, que cuando estés delante de uno de esos expositores en los que con frecuencia se muestran, elige aquella que te entre por los ojos… y por los oídos.

Adolfo Marroquín Santoña

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Intercambio solar entre África y Europa
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Adolfo Marroquín Santoña | 19-07-2016 | 14:39| 0

 

El Sol proporciona una energía 7000 veces mayor que la demanda energética global de todo el planeta Tierra, y en el caso concreto de la irradiación solar, que cae inmisericorde sobre el desierto africano, permitiría, una vez transformada en electricidad, sustituir las contaminantes centrales eléctricas europeas, alimentadas por carbón, o por combustibles fósiles en general, e incluso podría llegar a desplazar también  a las actuales centrales nucleares, basadas en la energía nuclear de fisión, con todos sus problemas de riesgos potenciales y reales de sus residuos.

Hasta que, dentro de… ¿varios decenios?, los nuevos reactores nucleares de fusión alcancen la fase comercial y puedan suministrarnos energía limpia de calidad y en cantidadcasi ilimitada, Europa podría abastecerse de un depósito que cada día recibe y no aprovecha, cantidades ingentes de energía, y que está ahí mismo al sur del Mediterráneo. Para la soleada África esto supondría una gran oportunidad, puesto que África, a menudo es noticia por la falta de alimentos, educación y bienestar, pero hay algo de lo que África tiene de sobra: SOL.

Y recordemos que el Sol es el origen de casi todas las energías, evidentemente lo es de las renovables, como la solar térmica y la fotovoltaica, pero también de la eólica, puesto que el viento es consecuencia del calentamiento solar, de la biomasa, cuya materia prima nace y se desarrolla gracias a la energía solar, de la energía de las olas, de la de las mareas, etc., todas ellas con origen en el Sol.

 De hecho el Sol está también en el origen de los combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas, etc.), e incluso es el modelo en que se basa la futura energía de fusión, que podría resolver el problema del suministro de la creciente demanda. No olvidemos que el Sol es precisamente un reactor nuclear de fusión por confinamiento gravitatorio.

Esa formidable máquina energética que es el Sol emite radialmente hacia el espacio la barbaridad de 396 000 000 000 000 000 000 000 kilovatios por segundo. De esa cantidad  la Tierra recibe apenas “media milmillonésima parte”, es decir el 0,0000000005 %, lo que por otra parte supone la nada despreciable cifra de 1367 W/m2 (vatios por cada metro cuadrado) sobre el “disco receptor” que presenta nuestro planeta.

 

La imagen satelital, a la derecha de la figura superior, nos lleva a plantearnos algunas cuestiones; por una parte la avidez de Europa, brillando en la noche, por consumir más y más energía, sin disponer de fuentes energéticas propias que permitan garantizar ese ritmo de consumo, y por otra parte que el norte de África, sin brillo y sin consumo, es sin duda el mayor y mejor colector solar a gran escala que puede encontrarse en nuestro paneta. Por tanto, parece lógica la pregunta ¿sería posible resolver el problema energético de Europa y arrojar luz al mismo tiempo sobre la oscuridad energética que padece África, como queda patente en la imagen del satélite?

Más aún, dado que las carencias de los pobladores de la franja desértica del norte africano, no son sólo energéticas, que también, sino además de muchos otros órdenes ¿no sería beneficioso para ambas partes, Europa y África, utilizar como “granjas energéticas solares” las superficies necesarias para abastecer a ambos continentes, instalando las grandes superficies de captación y transformación en áreas que no tuvieran otra posible utilidad, ni económica ni social?

Y, puestos a hacernos preguntas ¿no podría contribuir esta idea a resolver, o al menos ayudar en lo posible, en el problema de la emigración hacia Europa de los miles de desplazados subsaharianos? Parece evidente que, esa producción masiva de electricidad podría resolver también grandes problemas en África, donde más de 500 millones de personas no disponen de suministro continuo de energía eléctrica, lo que dificulta su desarrollo social y económico. Hoy día allí los costes de producción son más elevados que en otros lugares, lo cual penaliza la competitividad de los países africanos en el mercado mundial.

Una energía solar abundante y económica podría y debería posibilitar, una clara mejoría en las condiciones de vida de los países receptores de las instalaciones, de los centros de transformación y de las vías de salida de los paquetes energéticos hacia Europa, y con ello naturalmente el conseguir mejores servicios sanitarios, comunicaciones, información y educación, y un largo etcétera, para África.

Por otra parte, en la actualidad el consumo per cápita en Europa es sin duda bastante superior al de África, pero se prevé que el crecimiento de la población de los países en desarrollo será  bastante mayor que el de los países desarrollados, lo que, junto con la absolutamente legítima aspiración de aquellos en alcanzar las cotas de bienestar de estos, dará como consecuencia una clara tendencia conjunta al aumento de la demanda energética.

 

Pero además, a las consideraciones anteriores hay que añadirle el nada despreciable problema del cambio climático global, con su indudable correlación con la generación y el consumo de energía procedente de fuentes no renovables. También hay que tener en cuenta que, en la figura anterior, la IEA (Agencia Internacional de la Energía, de sus siglas en inglés) señalaba que el gran aporte energético, no contaminante y verdaderamente alternativo, a partir del 2050 sería la Fusión, refiriéndose a la energía nuclear de fusión.

Sin embargo, me permito dudar de que para ese año estén ya instalados y en operación comercial los suficientes reactores de fusión, como para suministrar aproximadamente un tercio de la energía mundial demandada a final del siglo. De forma que la fusión que aparece en la figura debería ser la proveniente de la fusión interior del Sol.

Pero la idea de instalar enormes granjas solares en suelo africano requiere echar números para determinar la superficie requerida. Debido a la fuerte irradiación solar existente en muchos países africanos, ese continente ofrece condiciones especialmente favorables a la captación de energía solar, de forma que la instalación de centrales solares que cubrieran “tan sólo” el 2% de la superficie del Sáhara podría satisfacer por completo, no sólo las necesidades de Europa, sino incluso la demanda mundial.

 

Los cuadrados azules que se han dibujado en la figura, serían, de izquierda a derecha, las áreas en las que la energía solar incidente sería suficiente para cubrir las necesidades del mundo, de Europa, de Alemania y de toda África respectivamente. Y a la hora de establecer la superficie de terreno realmente necesaria, teniendo en cuenta el rendimiento, en la transformación de la energía solar en energía, bien energía eléctrica, o bien algún vector energético del tipo hidrógeno, que permita el transporte hasta Europa, la superficie realmente necesaria sería tres o cuatro veces mayor que el correspondiente cuadro azul de la figura.

En mi opinión, esta idea que ha sido planteada hace años y estudiada por diversos organismos multinacionales, es algo que merecería la pena materializar, aunque no fuera al completo en una sola fase, sino en varias etapas, puesto que los beneficios de todo tipo, para todas las partes, superarían con mucho los inconvenientes.

Adolfo Marroquín Santoña

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El Sol que nos da calor, podría darnos frío
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Adolfo Marroquín Santoña | 02-07-2016 | 16:45| 0

Cada día, el Sol, la más fantástica fuente de energía que conocemos, nos hace llegar sus rayos solares, y con ellos entrega a la Tierra de forma continua y permanentemente la nada despreciable cifra de 1.367 w/m2 (vatios por metro cuadrado), sobre cada metro de toda la superficie del disco terrestre situado en cada momento frente al Sol. Y dado que la radiación solar es la principal, por no decir la única, fuente de energía que mantiene en funcionamiento el Sistema Climático de nuestro planeta, es lógico que exista un claro paralelismo para cada territorio, entre la energía solar recibida y las temperaturas alcanzadas en él.

 

Esto resulta evidente en la comparación, simplemente visual, de los valores de irradiación solar registrada en la Península Ibérica durante el verano (junio, julio, agosto), imagen de la izquierda en la figura, y las medias de las temperaturas máximas registradas en los meses más duros del calor (julio y agosto), imágenes de la derecha en la figura, obtenidos del Atlas de Radiación Solar en España y del Atlas Climático Ibérico, publicado por Aemet el primero, y resultado de la cooperación entre Aemet y el Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA), el segundo.

Queda claro que los mayores calores en España, consecuencia de las mayores irradiaciones, corresponden a Andalucía, Extremadura y buena parte de Castilla-La Mancha, lo que, por otra parte es sobradamente conocido por los sufridos residentes en esas comunidades, que sin duda recibirían con satisfacción la noticia de la conversión del calor “sobrante” en frío, o al menos “fresquito”, con el que poder suavizar los estíos sureños.

Pues bien, la realidad es que EL CALOR PUEDE PRODUCIR FRÍO, de forma que cuanto más caliente el Sol, más frío podríamos generar para utilizarlo en climatización. De hecho, podríamos decir que hay dos posibles soluciones para la refrigeración solar, una pasiva es la utilización de la arquitectura bioclimática para producir acondicionamiento ambiental, jugando con la forma, materiales y orientación del edificio, evitando la entrada de los rayos solares, y otra activa consistente en el acondicionamiento de aire mediante equipos convencionales, pero adaptados para ser alimentados por la energía solar.

La arquitectura solar bioclimática es una forma de refrigeración en la que se utiliza el propio diseño estructural de la edificación, así como materiales y procesos como la evaporación del agua en forma directa, o indirecta a través de plantas y vegetación, y favorecer la irradiación nocturna del edificio; todas estas acciones se pueden combinar de manera inteligente en una edificación para poder provocar enfriamiento de la envolvente del edificio y también una mejor climatización dentro del edificio. Estos sistemas son considerados como pasivos, en el sentido que en ellos no hay nada en movimiento, todos son elementos que están quietos pero que actúan según los principios de la termodinámica.

Como complemento de los métodos pasivos, existen los sistemas activos que también pueden funcionar con energía solar. Tal vez el método más desarrollado entre las tecnologías para la producción de frío solar, es la refrigeración por absorción. La máquina de absorción es una bomba de calor, es decir, un equipo que permite transportar energía de una fuente a baja temperatura a otra fuente a alta temperatura con un pequeño consumo de energía convencional. A diferencia de las bombas de calor eléctricas, la energía necesaria es térmica, por lo que resultan adecuadas para asociarlas con colectores solares.

Como figura orientativa, mostraré un esquema del principio de la refrigeración solar por absorción, de una de las muchas empresas existentes en España que facilitan e instalan este tipo de equipos, previstos para su funcionamiento en base a la energía solar. Puede accederse a las características de diferentes equipos y marcas en el enlace de la empresa autora de este esquema (Absorsistem).

En principio existen dos tipos de máquinas de absorción, las de simple efecto, que pueden funcionar con agua caliente entre 80 y 95 ºC, y las de doble efecto, que requieren agua sobrecalentada, o vapor, a temperaturas entre 120 y 190 ºC.

En el caso de las máquinas de simple efecto la utilización de los clásicos colectores planos ofrecen un buen aprovechamiento de la energía solar, y el coste respecto a otras tecnologías es significativamente más económico, pudiendo ser competitivos frente a sistemas de compresión eléctrica convencionales Sin embargo, para la conexión a máquinas de doble efecto es preciso utilizar tubos de vacío o colectores cilindro-parabólicos, con seguimiento solar, con lo que existe un sobrecoste en la inversión, que las hacen menos competitivas, si bien las ventajas energéticas y medioambientales son significativas.

La opción de refrigeración por absorción hace que sean viables, técnica y económicamente, instalaciones grandes, con elevada superficie de colectores solares, puesto que disponer de frío solar en verano permite una amortización del sistema mucho más rápida que si se utilizara la instalación sólo para calefacción y agua caliente sanitaria.

 

Los sistemas de refrigeración solar tienen la gran ventaja de que se utilizan cuando coinciden los niveles máximos de demanda y de producción, ya que, como antes veíamos, las necesidades de climatización de un edificio se producen en la época de más radiación solar. Son especialmente eficientes y adecuados para edificios que precisan de refrigeración y calefacción intensivas, como es el caso del sector residencial y terciario, como hoteles, centros comerciales, oficinas, viviendas unifamiliares, etc.

Pero además, hay que tener en cuenta que para las épocas del año en las que no sea necesario el aporte de frío solar, el sistema de colectores instalado, planos, tubos de vacío o cilindro-parabólicos, podrán ser utilizados para aportar agua caliente sanitaria, así como apoyo a la calefacción, en las épocas en las que ésta se requiera, precalentando el fluido calefactor y reduciendo con ello el coste de funcionamiento.

Para este tipo de climatización, resulta muy interesante a la hora de la distribución, tanto de frío como de calor, la utilización de fancoils, que encajan bien con las preinstalaciones que suelen hacerse en muchos edificios, o mucho mejor aún, sobre todo si se trata de obra nueva, la utilización de suelo y/o paredes radiantes, tanto para frío como para calor.

 

El IDAE (Instituto para La Diversificación y Ahorro de la Energía) ha realizado un estudio de viabilidad técnico-económica sobre la incorporación de energía solar de concentración en aplicaciones térmicas, en concreto en redes urbanas de calefacción y frío centralizadas.

El objetivo de este estudio es ampliar el conocimiento sobre la utilización de energía solar de concentración en aplicaciones térmicas en general y, en especial, probar su viabilidad y promover su incorporación en redes de climatización.

Para el estudio se ha tomado como referencia una red de climatización en la provincia de Jaén, por su ubicación geográfica, dado que allí la disponibilidad de irradiación solar directa es significativa, y porque existe la posibilidad de abastecer con energía solar las demandas de calor y frío simultáneamente, mediante equipos de absorción.

De los resultados obtenidos por el estudio del IDAE, se deduce que la incorporación de instalaciones solares de concentración en redes de climatización es una alternativa viable y atractiva que resulta competitiva a nivel técnico y económico.

Estamos pues de enhorabuena los sufridores de los rigores estivales del sur de España, puesto que el Sol que nos da tanto calor, también podría darnos frío.

Adolfo Marroquín Santoña

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Belleza eléctrica en tormentas y volcanes
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Adolfo Marroquín Santoña | 17-06-2016 | 15:08| 0

Puede resultar raro aplicar el concepto de belleza a dos fenómenos violentos y agresivos, como son las tormentas y los volcanes en erupción, pero a la idea que cada uno tiene de la belleza le es de aplicación aquello de que “sobre gustos no hay nada escrito”; como ocurrió en un examen de un espabilado alumno de química, que al ser preguntado por las propiedades físicas del ácido sulfhídrico (gas con un apestoso olor a huevos podridos) respondió que era un gas de olor agradable, y al ser cuestionada su respuesta por el profesor, se limitó a manifestar “Bueno, a mí me gusta”.

En el catálogo de muestras naturales que atesora la naturaleza, ésta suele presentarnos aspectos muy diferentes, a veces suaves y hasta melancólicos, como en los amaneceres o atardeceres. Pero otras veces la naturaleza nos muestra directamente fenómenos violentos, como en el caso de los huracanes, tornados, grandes tormentas, o enormes erupciones volcánicas, aunque siempre con la belleza (“Bueno, a mí me gusta”) acompañando a esas exhibiciones naturales de enorme potencia.

De hecho, he de confesar que esa afición y admiración hacia la enigmática belleza de las tormentas eléctricas, me viene de muy antiguo, y me han llevado a hacer cosas que ustedes no deben hacer nunca, por ser muy peligrosas. Por ejemplo, cuando era un muchachito impúber, hace de ello bastantes decenios, y barruntaba que se acercaba una buena tormenta, abandonaba la seguridad de mi casa y me encaramaba a las ramas superiores de un enorme nogal situado en lo alto de una colina próxima, para poder “disfrutar de la tormenta casi desde dentro”. Pero por mucho que intentara trepar al máximo, las ramas y hojas del nogal me impedían ver bien el espectáculo.

Decidí por tanto buscar una nueva plataforma de observación, y la encontré no lejos de la colina del nogal, en la torre de una iglesia, coronada por una pequeña plataforma, sin obstáculos, candidata por tanto a sitio ideal para verlo todo. Esa torre no tenía escalera de acceso, pero se podía llegar hasta lo más alto trepando por un grueso cable, que estaba bien anclado al muro, precisamente el cable del pararrayos.

 

Y desde aquel privilegiado y arriesgado observatorio contemplé decenas de tormentas, acompañadas de notable aparato eléctrico. El hecho de que tras aquellas insensatas expediciones siga razonablemente indemne, y pueda estar contándoles esto a ustedes, deja claro que Dios estaba vigilando mis andanzas y disculpando mi atrevimiento al desafiar las leyes de la física y hasta los más elementales dictados de la lógica.

Hablando de las leyes y fundamentos de la física, conviene explicar que las descargas eléctricas no son simples exhibiciones de fuerza por parte de la naturaleza, sino que el resultado que busca es restablecer las condiciones de equilibrio eléctrico entre la nube, el suelo y la atmósfera de su entorno. El camino preparatorio de la descarga entre la nube y la tierra, comienza dentro de la nube; con chorros de cargas negativas (electrones), que saliendo de la nube se van acercando hacia tierra, dando lugar a la llamada guía escalonada, que va trazando potenciales caminos de descarga, con tramos de entre 2 y 50 metros que se van acercando a su objetivo, el suelo.

Estos tramos sucesivos en zigzag, van preparando el camino de mínima resistencia para la corriente eléctrica. Al mismo tiempo, en el suelo, bajo la nube, se ha producido la acumulación de cargas positivas (iones), que han sido atraídas por las negativas de la base de la nube. Desde la tierra, esas cargas positivas intentan también cerrar el circuito eléctrico, alzándose hacia la nube, dando lugar a las sondas de conexión que van subiendo, aunque con mucha más lentitud y “torpeza” que las cargas negativas que están bajando.

Cuando la guía descendente enlaza con la sonda ascendente, tiene lugar el contacto y se produce la primera descarga de retorno, que va de suelo a nube, descarga que es mucho más potente, intensa y brillante que los tramos en zigzag descendentes. Posteriormente se repetirán varias réplicas, descendiendo de nube a suelo las cargas negativas y ascendiendo de suelo a nube las positivas. Con lo que de paso queda contestada una pregunta que se hace con frecuencia: ¿La descarga eléctrica, el rayo para entendernos, baja de la nube hacia el suelo, o sube del suelo hacia la nube? Pues, como queda dicho, la respuesta es “las dos cosas”, pero siendo mucho más potente la segunda.

 

Volviendo a la belleza del espectáculo, hay que hacer constar que de esa imponente belleza fueron también admiradores muchos magníficos pintores que, a través de los tiempos, plasmaron tormentas y sus efectos en sus cuadros, que pueden ahora admirarse en algunas de las mejores pinacotecas y museos del mundo.

 

Análogamente, los aficionados a la fotografía, algunos de ellos verdaderos artistas, cargados de paciencia, y por supuesto de moderna tecnología, han sido capaces de captar imágenes de espectaculares tormentas, en las que las descargas eléctricas se producen sobre, o muy cerca de, monumentos mundialmente conocidos, como el caso de la Torre Eiffel en París o de la Estatua de la Libertad en Nueva York.

 

Finalmente señalemos también que cuando la naturaleza quiere hacer una verdadera demostración de su fuerza a gran escala, recurre a fenómenos espectaculares del tipo huracanes, terremotos o maremotos, pero cuando no quiere ser tan destructiva, prefiere la pequeña escala, recurriendo entonces a combinar dos de sus recursos que presentan más belleza, erupciones volcánicas y descargas eléctricas, como en estas dos imágenes.

 

Estoy seguro que habrá a quien le guste más una puesta de sol al atardecer que esta combinación, pero… “Bueno, a mí me gusta”.

Adolfo Marroquín Santoña

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Adolfo Marroquín, Doctor en Física, Geofísico, Ingeniero Técnico Industrial, Meteorólogo, Climatólogo, y desde 1965 huésped de Extremadura, una tierra magnífica, cuna y hogar de gente fantástica, donde he enseñado y he aprendido muchas cosas, he publicado numerosos artículos, impartido conferencias y dado clases a alumnos de todo tipo y nivel, desde el bachillerato hasta el doctorado. Desde este blog, trataré de contar curiosidades científicas, sobre el clima y sus cambios, la naturaleza, el medio ambiente, etc., de la forma más fácil y clara que me sea posible.