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Ideas meteo-climáticas sobre el confort y la salud humana
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Adolfo Marroquín Santoña | 20-05-2017 | 19:58| 0

“Todo aquel que quiera estudiar medicina correctamente debe conocer las siguientes materias: Primero, debe tener en cuenta los efectos de cada estación del año, y las diferencias que existen entre ellas. En segundo lugar, debe estudiar los vientos fríos y los cálidos, tanto los que son comunes a todos los países, como los que son propios de cada región…” (Hipócrates, médico en la antigua Grecia, entre los años 460 a 370 a.C., en su Tratado de los aires, las aguas y los lugares).

En efecto, cuatro siglos antes de Cristo, ya señalaba Hipócrates la forma en que los vientos fríos y los cálidos afectan a las personas y la posible conexión entre las epidemias y las condiciones meteorológicas. Desde entonces, muchos estudios científicos han certificado de forma taxativa la enorme influencia que los fenómenos atmosféricos tienen sobre la salud humana. No es sólo que una ola de frío provoque episodios de hipotermia o de congelación; o que una ola de calor ocasione muertes por golpes de calor y deshidratación. Lo que los estudios llevados a cabo ponen de manifiesto es el aumento de enfermedades y de mortalidad que se deriva de dichos fenómenos como consecuencia, en gran número de casos, de agravamiento de enfermedades crónicas en personas vulnerables, en particular niños y, sobre todo, ancianos.

La variable más estudiada por ser, sin duda, la más importante en cuanto a efectos en enfermedades y mortalidad, ha sido la temperatura. No obstante, lo que actúa en un momento determinado sobre el organismo de una persona, no es sólo la temperatura, sino una determinada combinación de características de la atmósfera de la que forman parte variables meteorológicas, como la citada temperatura, la humedad, la fuerza del viento, la presión barométrica, etc., y otras no meteorológicas, pero muy relacionadas con ellas, como la contaminación química, la presencia de aerosoles, el contenido polínico del ambiente o la electricidad atmosférica, la existencia de iones, con cargas positivas o negativas, etc.. Todos estos factores son los que actuando conjuntamente sobre individuos con mayor o menor grado de vulnerabilidad a los mismos producen en ellos determinados efectos sobre su salud.

Pero, por simplificar, si nos fijamos sólo en la temperatura, que como decíamos es sin duda la más importante y estudiada, en su relación con el confort y salud humanas, llegando incluso, en casos extremos, a la mortalidad, se observa que presenta las tasas más altas para temperaturas mínimas muy bajas, a finales del otoño y comienzos del invierno en nuestras latitudes; y también tasas muy altas para temperaturas máximas muy elevadas, normalmente en los meses centrales del verano.

Lógicamente, en esto, como en tantas cosas de la vida, en el término medio suele estar la virtud, de forma que  las tasas de malestar más bajas, a causa de las temperaturas, se dan en días en que las temperaturas se sitúan alrededor de un punto medio, que es diferente de unas zonas a otras, y que depende del clima propio de cada lugar, puesto que corresponde a aquella temperatura que el organismo humano asume como” normal”, para esa zona y en esa época del año.

Otra magnitud importante, desde el punto de vista del confort humano, es la que suele denominarse “sensación térmica”, que no viene dada sólo por la temperatura, sino por una combinación de dicha temperatura con otras variables, como son la humedad o el viento, e incluso la presencia de iones eléctricos en la atmósfera; hasta el punto que la expresión sensación térmica, se ha hecho bastante popular a través de los medios de comunicación.

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Aclaremos que la temperatura que nos hacen llegar los citados medios de comunicación es la que marca un termómetro seco, es decir el normal que todos conocemos y que utilizamos en nuestras casas cuando tenemos fiebre; pero dado que por el contrario, la piel humana funciona a estos efectos, no como un termómetro seco, sino más bien como un termómetro húmedo (aquel cuyo bulbo se mantiene permanentemente humedecido), resulta que, en general, no coincidirá la temperatura que se nos dice en los medios con la que notamos sobre nuestra piel.

En consecuencia, la temperatura del aire que marca el termómetro seco en el exterior, no siempre es un indicador de confianza para conocer el frío o el calor que las personas sienten. La sensación térmica suele utilizarse para indicar el nivel de incomodidad que los humanos sienten a raíz de la combinación de la temperatura y la velocidad del viento en invierno y de la temperatura, la humedad y la velocidad del viento en verano. Todo ello para tratar de explicar los motivos por los que aunque la temperatura del aire sea la misma, unos días sentimos más calor y otros días sentimos más frío.

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La temperatura interna normal del cuerpo en reposo oscila entre los 36 y los 37,5 ºC mientras que la de la piel, en contacto con el exterior, es aproximadamente 0,5 ºC menor. La capacidad del organismo de mantener la temperatura corporal dentro de unos márgenes tan estrechos, a pesar de las amplias variaciones de la temperatura ambiental, es posible gracias a un sofisticado sistema regido por el centro termorregulador del hipotálamo que permite equilibrar los mecanismos de producción y pérdida de calor y mantener de esa forma constante la temperatura.

Básicamente, cuando la temperatura ambiental es elevada se ponen en marcha diversos mecanismos que permiten al cuerpo perder calor, como son:

1.- Aumento de la frecuencia cardíaca y dilatación de los vasos sanguíneos periféricos, lo que conlleva un incremento del flujo sanguíneo de la piel y la consiguiente pérdida de calor al exterior por irradiación.

2.- Sudoración. Al evaporarse el sudor se produce un enfriamiento corporal. Por cada gramo de agua que se evapora desde la superficie corporal se pierden calorías.

3.- Hiperventilación. Al incrementarse la frecuencia respiratoria aumenta la cantidad de calor y vapor, que expulsamos con el aire, en cada espiración.

Por el contrario, en caso de descenso de la temperatura exterior el sistema de termorregulación intenta mantener la temperatura corporal constante a través de:

1.- Aumento de la producción de calor mediante un aumento del metabolismo. El temblor (tiritona) no es sino un mecanismo reflejo mediante el que se desprenden grandes cantidades de calor en los músculos.

2.- Reducción de las pérdidas de calor mediante una vasoconstricción cutánea, lo cual disminuye la cantidad de calor que transporta la sangre desde el interior a la superficie del cuerpo.

A medida que la temperatura ambiente se aleja de esa zona de bienestar, por uno u otro lado, el sistema termorregulador aumenta su actividad y los ajustes que deben producirse a través de los mecanismos descritos se experimentan como sensación de malestar térmico. Puede llegar un momento en que si las temperaturas alcanzan valores extremos los mecanismos de termorregulación se vean desbordados, con el consiguiente riesgo para la salud que ello supone. Para cada individuo, en función de su edad, de su estado de salud previo y de algunas otras variables, aumenta o disminuye su fragilidad ante esa agresión.

La realidad es que, si la temperatura se encuentra entre 20º y 25 ºC; la humedad relativa del ambiente entre un 40% y un 70%; la velocidad del aire no es inferior a 0,15 m/s ni superior a 0,25 m/s; y la presión atmosférica está en torno a 1013,2 milibares y con ionización negativa… nos sentimos estupendamente. Esa franja de valores definen el confort ambiental, tanto en la calle, como dentro de casa, donde cuando nos separamos de dicha franja procuramos reestablecerla mediante la climatización, calefacción o refrigeración, según convenga.

Y como siempre que se trate del futuro de nuestro confort, salud, seguridad y temas afines, es prudente recordar que el indudable cambio climático al que asistimos, acelerado en las últimas décadas por el creciente aumento de GEI (Gases de Efecto Invernadero) presentes en la atmósfera, tendrá a lo largo del siglo en curso un impacto colosal sobre la salud de las personas, tanto de forma directa, al aumentar en frecuencia y duración los fenómenos extremos, como indirectamente al afectar al hábitat y las condiciones socioeconómicas de millones de seres humanos.

Adolfo Marroquín Santoña

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Sobre el clima y sus cambios se habla mucho y se hace poco
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Adolfo Marroquín Santoña | 04-04-2017 | 16:16| 0

Hace ya unos cuantos decenios, muchos más de los que me gustaría recordar, cuando este servidor de ustedes asistía, como joven y aplicado alumno, a las clases de Astrofísica y de Física del Aire que por aquel entonces impartían en la Universidad Complutense de Madrid los ilustres Profesores D. Enrique Gullón de Senespleda y D. Francisco Morán Samaniego, respectivamente, se me planteaba frecuentemente la duda de por qué perteneciendo ambas disciplinas al ámbito de las llamadas Ciencias Exactas, y siendo ambas tratadas con el mismo rigor y exactitud en los cálculos, los resultados eran, sin embargo, tan divergentes en cuanto a su capacidad de proyección hacia un futuro previsible.

Las cosas han cambiado poco desde entonces, de forma que hoy somos capaces de predecir con absoluta precisión la posición de cualquier cuerpo celeste en cualquier momento y en cualquier instante, actual o futuro, en este siglo o en siglos venideros, y sin embargo no somos capaces de predecir el valor que alcanzará una variable meteorológica cualquiera en un lugar determinado dentro de apenas unos días.

Las causas de esta aparente contradicción hay que buscarlas en la periodicidad de los fenómenos astronómicos, frente a la aperiodicidad de los meteorológicos. Pero además, mientras que en astronomía las condiciones iniciales, como la posición y demás características de estrellas, planetas, cometas, etc., pueden establecerse, en general, con una razonable exactitud y precisión, en meteorología las condiciones  iniciales, es decir el estado de la atmósfera en un instante dado, es prácticamente imposible de establecer para todo el planeta, de forma que hemos de aceptar como válidas unas condiciones aproximadas a partir de algunas observaciones, la mayor parte meramente superficiales, y de una serie de hipótesis de partida para asignar los valores que las variables meteorológicas toman en los infinitos puntos no coincidentes con los de la red de observación.

Únicamente la utilización de ordenadores cada vez con mayor capacidad y rapidez ha permitido desarrollar predicciones meteorológicas razonablemente fiables a un plazo de varios días. Sin embargo, la experiencia demuestra que el acierto de las predicciones suministradas por los modelos físico-matemáticos decrece a medida que el plazo es mayor, de forma que más allá de los cinco días, o hasta diez en el mejor de los casos, las predicciones resultan prácticamente aleatorias.

La cuestión que podemos plantearnos es ¿Existe alguna razón que impide extender las predicciones más allá de un cierto número de días? La respuesta hay que buscarla tal vez en la complejidad de la dinámica no-lineal subyacente en los fenómenos atmosféricos, y entonces las ciencias físicas y matemáticas sugieren el enfoque del caos determinista, cuyo rasgo más característico es su sensibilidad a las condiciones iniciales.

Se sabe que muchos sistemas deterministas representados por ecuaciones matemáticas aparentemente simples, pueden sin embargo comportarse de forma tan irregular y compleja que resulte imposible prever con precisión su evolución futura. El estudio de esta dinámica caótica fue desarrollado en principio por los matemáticos, pero en los últimos años ha invadido múltiples campos de la física. De hecho, el pionero fue el meteorólogo Edward N. Lorenz, quien al aplicar en 1963 este tipo de modelo a un problema físico encontró el comportamiento caótico del sistema, lo que posteriormente dio lugar a la actualmente denominada por algunos “Ciencia del Caos”.

Lorenz trataba precisamente de buscar respuesta a la pregunta ¿Por qué es mucho más difícil predecir el movimiento de la atmósfera que el de los cuerpos estelares del Universo? Ambos sistemas están gobernados por las leyes de Newton, de acuerdo con las cuales, si puede fijarse la posición y velocidad de un cuerpo en un instante dado, ambas quedan determinadas para siempre, de forma que, en teoría al menos, podríamos prever la posición y velocidad de ese cuerpo en cualquier momento del futuro.

Pero, puesto que tanto en las revistas científicas como en la prensa diaria aparecen con cierta frecuencia previsiones (reconozco que yo mismo he aportado algunas) de lo que va a ocurrir con las temperaturas o las lluvias en los próximos años o decenios, podría pensarse que el tema de la predicción a medio o largo plazo está ya resuelto científicamente y por tanto en fase “operativa”. Lamentablemente no es así, e incluso se está cuestionando que pueda alcanzarse algún día.

El clima (concepto por otra parte difícil de definir) tiene relación con la historia de los fenómenos meteorológicos a lo largo de todo el período de existencia del planeta y con la proyección de los mismos hacia el futuro, pero a decenios o siglos vista.

Con los conocimientos actuales, nuestra capacidad de predicción presenta una laguna temporal entre los cinco o diez días máximo que alcanza la predicción meteorológica y los varios años o decenios a que podemos establecer la predicción climática, de forma que, entre esos dos intervalos temporales, reina la incertidumbre, cuando no el caos. Ahora bien, en la física actual lo caótico, es decir lo relativo al caos, no está necesariamente unido al concepto clásico de confusión y desorden, sino más bien al de evolución imprevisible.

Para poder entender mejor lo que es y lo que puede conllevar el cambio climático, conviene concretar el significado de ese término, para lo cual lo recomendable es acudir a fuentes generalmente bien informadas sobre el particular, como es el IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático), que en una reciente publicación explica que el Cambio Climático es la variación del estado del clima, identificable en las variaciones del valor medio o en la variabilidad de sus propiedades, que persiste como mínimo durante decenios o períodos más largos.

El cambio climático puede deberse a procesos internos naturales o a forzamientos externos tales como modulaciones de los ciclos solares, erupciones volcánicas o cambios antrópicos (debidos al hombre) en la composición de la atmósfera o en el uso del suelo.

Por su parte, la CMNUCC (Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático), en su artículo 1, define el cambio climático como “cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera global y que se suma a la variabilidad natural del clima”. La CMNUCC diferencia, pues, entre el cambio climático atribuible a las actividades humanas que alteran la composición atmosférica y la variabilidad climática atribuible a causas naturales.

La imagen anterior presenta los cambios de temperatura registrados en el planeta, a lo largo del siglo XX y comienzos del XXI, pero para anticipar lo que puede ocurrir a lo largo de lo que queda del presente siglo, hay que trabajar con hipótesis sobre lo que vaya a hacer la humanidad con sus agresiones al medio ambiente y, en particular, con las emisiones de los GEI (Gases de Efecto Invernadero) altamente contaminantes.

Si, para simplificar la idea, nos fijamos nada más que en dos de los muchos escenarios posibles y los denominamos, de acuerdo con la nomenclatura del IPCC, RCP2,6 para un escenario con bajas emisiones de GEI y otro escenario RCP8,5 en el que las emisiones serían altas, las subidas de temperatura en el planeta a lo largo de los dos últimos decenios del actual siglo serían, respectivamente, las que aparecen en la siguiente figura.

Como se puede ver, en el caso de bajas emisiones, el aumento de la temperatura quedaría por debajo de los 2 ºC en todo el planeta, excepto en las zonas de elevada latitud norte, en el entorno del Ártico. Éste sería el escenario deseable y al que aspiran los acuerdos firmados en las últimas Cumbres Mundiales del Clima Internacionales, incluyendo el reciente Acuerdo de París, en el que están puestas muchas de las esperanzas para no traspasar el punto de no retorno que nos llevaría a un caos climático.

Ese caos climático, con efectos imprevisibles, pero desde luego no deseables, sería el correspondiente a unas emisiones más altas, con las que la temperatura global alcanzaría subidas por encima de los 6, 7, o más grados centígrados, en la mayor parte del planeta.

Tal como está el nivel de los Gases de Efecto Invernadero en la atmósfera, al ritmo actual de emisiones, que es del orden de 10.000 millones de toneladas anuales, sólo podemos emitir, como máximo, 300.000 millones de toneladas de carbono más, para que el calentamiento no sobrepase los 2 ºC. Es decir que, al ritmo actual de emisiones alcanzaremos el límite en apenas treinta años. De forma que, para permanecer por debajo de los 2 ºC debemos dejar que el 30% de las reservas de petróleo, el 50% del gas natural y un 80% del carbón se queden en el subsuelo.

Según el climatólogo James E. Hansen, sería posible extraer alrededor de cien mil millones de toneladas de carbono del aire mediante la reforestación masiva (limitando el uso de tierras en una medida suficiente para que los bosques puedan crecer de nuevo hasta cubrir una extensión como la que tenían antes de la deforestación humana). Esto, junto con la reducción de las emisiones de carbono, lo que es difícil pero no imposible, podría satisfacer el objetivo de la estabilización en los deseados 2 ºC.

Aun con innovación y economías de escala, en algún momento quizá tengamos que aplicar técnicas de “captura directa del aire” para extraer dióxido de carbono de la atmósfera, lo que sería caro, pero asumible, puesto que el coste descendería notablemente cuando se fabricaran en masa.

El coste de actuar, para conseguir que el cambio climático no se nos vaya de las manos, es solo la mitad del de no hacerlo, luego ¿podemos permitirnos estabilizar el calentamiento planetario por debajo de los dos grados? La respuesta más razonable a esta pregunta debería ser “Lo que no podemos permitirnos es no hacerlo”, pero ¿cuál será la realidad? La respuesta a esta pregunta es… ¡Dependerá de nosotros!

Adolfo Marroquín Santoña

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Necesitamos energía limpia y almacenable
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Adolfo Marroquín Santoña | 14-03-2017 | 17:31| 0

Una energía limpia es un sistema de producción de energía que excluye cualquier tipo de contaminación medioambiental, es decir que no provoca daños en la atmósfera, ni en los recursos hídricos, ni en el suelo o el subsuelo, etc. Son pues aquellas que no generan ningún tipo de residuos y en cuya producción no interviene ni la combustión, ni reacción química alguna.

Dicho lo anterior, es interesante hacer notar que los recursos capaces de producir este tipo de energía provienen de la propia naturaleza (el sol, el viento, el agua). Por tanto, no es casualidad que la mayor parte de energías limpias sean, además de limpias, renovables, es decir, recursos inagotables de los que siempre podremos disponer. En efecto, durante miles de millones de años, no hay que preocuparse de que el Sol vaya a apagarse, o de que un día deje de soplar el viento, o de que desaparezca el agua del planeta.

Aunque de momento, hoy por hoy, el conjunto de todas las energías renovables (solar, eólica, geotérmica, biomasa, hidroeléctrica, mareomotriz, etc.) no constituye una verdadera alternativa que nos permita prescindir de los combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural, esquistos bituminosos, etc.) o de la energía nuclear (reactores de fisión nuclear); eso no significa que no podamos, y hasta debamos, contemplar la posibilidad de un futuro modelo energético limpio y renovable.

En este punto nos encontramos con algunos serios problemas; el primero de ellos es que la demanda y el consumo de energía crece de forma alarmante, y eso a pesar de que los conocidos como países del tercer mundo, o países en vías de desarrollo, no han dado todavía el paso, al que tienen todo el derecho del mundo, de pasar a ser países desarrollados, en condiciones de igualdad con los del primer mundo. ¿Podría el mundo actual enfrentarse al escenario que supondría el que esos países nos llevaran a subir ese enorme escalón de consumo energético, sin suicidarnos globalmente, desde el punto de vista climático?

La respuesta es evidentemente NO, ni ahora ni dentro de varios decenios o incluso siglos. Pero planteemos otra pregunta ¿Podría ese mundo futuro abastecer el creciente consumo esperado y previsible, SÓLO con energías limpias y renovables? Nuevamente la respuesta, vista desde nuestros conocimientos actuales, sería NO, pero en este caso está en manos de la ciencia, y de su inseparable compañera la tecnología, el que esa respuesta se convierta en SI.

Un caso, en principio muy sencillo y evidente, pero que se lleva un importante porcentaje de consumo energético, es el tema de la climatización (frío-calor) de nuestras viviendas o, más en general, de todos nuestros recintos de ocio o de trabajo, individual o colectivo; consideremos los ciclos meteorológicos (día-noche) o los climáticos (verano-invierno) ¿No sería una magnífica solución utilizar el fresco de las madrugadas estivales para hacer más llevaderos los calores de las horas centrales de esos días? O pasando del caso diario al estacional ¿No sería estupendo guardar el calor del verano para calentar nuestros inviernos o el frío de esos inviernos para resolver el problema contrario en los veranos?

Pero lo malo es que “guardar energía térmica directamente” pasa por almacenarla y esa energía guardada requiere, en principio, grandes volúmenes y además tiende a escaparse por todas partes. No debemos por tanto pensar en almacenar energía térmica, sino que se debe recurrir a los llamados “vectores energéticos”, que se pueden definir como elementos “portadores de energía”, es decir que no son en sí una fuente de energía primaria, puesto que no se encuentran libres, y por tanto aprovechables directamente, en la naturaleza, pero sí son capaces de suministrarnos la energía a voluntad.

Ejemplos típicos de vectores energéticos son las baterías, las pilas, los condensadores, el hidrógeno, el agua contenida en una represa, y multitud de variantes más, como los volantes inerciales, o incluso los depósitos de aire comprimido o un simple resorte. Entre los citados, un ejemplo claro de vector energético es el hidrógeno, que puede obtenerse a partir de energías primarias.

A partir del agua (H2O) pueden separarse el hidrógeno y el oxígeno de sus moléculas por métodos electrolíticos, que se basan en la ruptura de la molécula de agua, según la reacción (Agua + Energía => Hidrógeno + Oxígeno) y posteriormente, en la combustión del hidrógeno, que es la más limpia que podemos imaginar, se produce la reacción en sentido inverso, es decir (Hidrógeno + Oxígeno => Energía + Agua).

Es decir, renunciando un poco al rigor de una explicación más detallada, partimos de agua, separamos sus componentes, y tras utilizar el hidrógeno para obtener energía, recuperamos el agua como residuo de la combustión. Por tanto, la acumulación de hidrógeno sería ya una forma de aproximación a la solución del problema de la acumulación de energía cuando está disponible para utilizarla cuando es necesaria. Y eso es tan sencillo, y a la vez tan complicado, como resolver eficaz y eficientemente el tema de su almacenamiento.

Pero las energías limpias y renovables, como la solar, la eólica o la hidroeléctrica, entre otras, tienen dos serios inconvenientes, el primero su discontinuidad en el suministro, ya que no siempre luce el sol, no siempre hay viento suficiente, no siempre llueve adecuadamente, etc., y el segundo que se trata de energía poco concentrada, por lo que hemos de recurrir a su concentración previa.

La penetración de fuentes renovables en las redes de los sistemas eléctricos de potencia, se ha incrementado notablemente en los últimos años. Sin embargo, la potencia suministrada por estas fuentes de energía no es tan segura y fácil de ajustar a los cambios en la demanda, como la potencia suministrada por los sistemas energéticos tradicionales. En consecuencia, y para garantizar la fiabilidad, calidad y continuidad de estos sistemas, se están integrando ya en las redes, simultáneamente con estas fuentes, dispositivos de almacenamiento de energía.

Pero si bien es cierto que la electricidad no se puede almacenar como tal, también es cierto que se puede recurrir a algunos vectores energéticos, con lo que se puede transformar en formas de energía almacenable. Para entender la necesidad del almacenamiento de energía eléctrica debe tenerse en cuenta que, en la actualidad, la generación y el consumo de electricidad no son ni constantes ni simultáneos, sino que varían fuertemente a lo largo del día, de la semana y por supuesto a lo largo del año.

Como hemos dicho, una de las principales limitaciones de las fuentes renovables de energía, como la solar fotovoltaica, la solar térmica o la eólica, es su intermitencia. El camino para que esas fuentes puedan sustituir eficazmente a las convencionales como los combustibles fósiles es, nuevamente, disponer de formas baratas (o al menos no demasiado caras) y masivas de almacenamiento de la energía que no se consume de inmediato.

En el caso concreto de la energía solar, uno de los grandes retos es la capacidad de almacenamiento, para poder aprovechar su uso cuando no luce el sol o durante la noche. La alternativa de acumular ese calor en sales minerales fundidas es una de las opciones de futuro que se está demostrando más operativa en este campo.

La tecnología solar más madura y extendida a escala comercial, es la cilindro-parabólica, en la que se utiliza un aceite sintético como fluido portador del calor, desde el campo de colectores, en el que ese aceite se calienta hasta una temperatura máxima de 300 a 400ºC, hasta la sala de alternadores, en los que se genera la energía eléctrica. Pero esa temperatura, siendo elevada, no es suficiente para que los alternadores funcionen con un rendimiento adecuado; por ello, en los últimos años la tecnología de torre ha ganado impulso respecto a la cilindro-parabólica. Las instalaciones de torre pueden utilizar como fluido de transferencia tanto vapor como sales inorgánicas que permiten mayores temperaturas de operación, en el rango de los 500 a 600ºC, lo que permite mayores eficiencias de conversión de la energía térmica a energía eléctrica.

En estas dos tecnologías, al igual que en cualquier otra central de generación de energía, los dispositivos de almacenamiento de energía térmica ayudan a estabilizar la producción, para alargar los periodos de suministro, lo que posibilitará una mayor integración de las energías renovables, en la red eléctrica de suministro, evitando vertidos indeseados de energía limpia en periodos valle, y al mismo tiempo aportará más seguridad al sistema eléctrico.

La energía eléctrica puede ser generada, transportada y transformada con facilidad, sin embargo, resulta muy complicado almacenarla en grandes cantidades, de ahí que una opción muy esperanzadora, pensada en concreto para los parques eólicos y para las centrales fotovoltaicas, sea el uso de hidrógeno como combustible limpio, porque es un elemento abundante en el Universo y además porque puede actuar como vector energético para el almacenamiento de energía, con la ventaja de que su reconversión en energía eléctrica, a través de las pilas de combustible, respeta el medio ambiente.

La empresa alemana Siemens ha construido la instalación más grande del mundo para el aprovechamiento del exceso de las energías renovables, consiguiendo procesar hasta seis megavatios de electricidad y almacenando el hidrógeno en contenedores especiales durante largos periodos de tiempo. Con ello, se consigue evitar que se desperdicie la energía eólica y solar fotovoltaica, que no puede ser inyectada a las redes eléctricas, por no coincidir su generación con la demanda.

Se piensa que la combinación del hidrógeno con las pilas de combustible podría tener un enorme futuro en la racionalización del aberrante modelo energético actual; naturalmente siempre y cuando el hidrógeno utilizado sea totalmente limpio, para lo cual debe haber sido producido mediante energías limpias, como la solar o la eólica,

Adolfo Marroquín Santoña

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Baalbek y sus descomunales piedras
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Adolfo Marroquín Santoña | 04-03-2017 | 11:00| 0

Hoy no es posible, o al menos es raro, cruzarnos con personas que no lleven consigo un teléfono móvil. Es la moda. Pues bien, todo parece indicar que, hace algunos miles de años y en casi todas las regiones del mundo, debía ser raro salir a los caminos y no encontrarse con grupos de los habitantes locales llevando consigo un bloque de granito, de varias toneladas de peso. Por supuesto esto que acabo de escribir es una broma, pero lo cierto es que llama la atención cómo aparecieron obras megalíticas, casi simultáneamente y en cualquier zona del planeta, como si fuera la moda en aquellos momentos.

En algunos artículos anteriores “Grandes enigmas que nos plantean las grandes piedras” , “El misterioso ajuste de las piedras poligonales”, “Machu Picchu, piedras llenas de preguntas”, me preguntaba, al estudiar las características de aquellos monumentos megalíticos, “para qué, quién y sobre todo cómo” se construyeron aquellas impresionantes obras megalíticas levantadas hace siglos, e incluso milenios, pero que siguen guardando las respuestas a esas tres preguntas, como misterios no resueltos.

Pues bien, nuevamente nos encontramos con más de esos misterios en Baalbek, una ciudad situada al este del Líbano, que era una ciudad fenicia floreciente cuando los griegos la ocuparon en el año 331 a.C., convirtiéndose después en una colonia romana, bajo el emperador Augusto, en el transcurso de los tres siglos siguientes. Los romanos construyeron allí un conjunto monumental de tres templos, tres patios y una muralla, dándose la circunstancia de que, en aquellos alrededores, aparecen algunas de las piedras más gigantescas jamás manejadas por el hombre.

La cantera de donde se cortaron y extrajeron las piedras está al sur dela ciudad de Baalbeck, y en esa misma cantera se encuentran aún algunos enormes bloques, considerados como los más grandes de piedra labrada encontrados en el mundo, y que fueron cortados hace más de 2.000 años. Resulta curioso que la forma y dimensiones de muchas de esas enormes piedras fueran, muy aproximadamente las mismas, es decir prismas de unos 20 metros de largo, por unos 5×5 metros en sus medidas transversales. Hoy día estas colosales piedras están colocadas en la base de algunas construcciones, o bien simplemente abandonadas cerca de la propia cantera, donde sirven únicamente para que los turistas y viajeros curiosos se suban a ellas o se fotografíen en grupos a su vera.

Pero las cuestiones que se plantean son, como casi siempre, para qué se tallaron bloques prismáticos de aquellas dimensiones, quién talló las caras de los enormes prismas, varios de ellos hoy prácticamente semienterrados en gran parte, y sobre todo cómo pensaban los autores “levantar y transportar” esa barbaridad de piedra. Sin embargo es evidente que se hacía, puesto que varios de esos bloques pueden verse, colocados es sus sitios, en la base de las paredes que rodean la Gran Terraza, de la que se presenta una vista panorámica al comienzo de estas líneas.

La Gran Terraza es una plataforma construida con las mayores piedras talladas del mundo, bloques megalíticos que fueron cortados con precisión y colocados para formar los basamentos de los 460.000 metros cuadrados de superficie, que constituyen la enorme plataforma. En ella se encuentran los tres colosales bloques conocidos como el “Trilithon”, bloques colocados horizontalmente en la base de una construcción, cada uno de los cuales mide del orden de 20 metros por 5 y por 4.

Teniendo en cuenta que la densidad del granito, según su variedad, está entre 2,5 y 2,7 toneladas por metro cúbico, resulta que el peso de cada uno de esos monolitos monstruosos era, como mínimo de 20x5x4x2,5= 1.000 toneladas; son de granito rojo, y fueron extraídos de la cantera, que sigue existiendo, aproximadamente a un kilómetro de distancia de la Gran Terraza.

En esta terraza se encuentra el grupo de bloques de piedra más pesados de todo aquel área; en su muro sudeste existe una hilera de 9 bloques de granito, cada uno de ellos con un peso de unas 300 toneladas; justo en el lado opuesto, el muro sudoeste y a la misma altura, existe otra hilera de 6 bloques de las mismas características, y asentados sobre ellos, los tres gigantescos bloques, que antes mencionábamos, conocidos con el nombre del “Trilithon”.

A comienzos del siglo XX, entre 1898 y 1905,  una misión arqueológica alemana dirigida por Otto Puchstein, realizó la primera excavación a fondo en las ruinas de Baalbek, durante la cual, se encontró que la gran terraza, aparentemente sólida en conjunto, está constituida por sólidos megalitos únicamente en sus muros externos, los que rodean el recinto. Mientras que en el interior del mismo, bajo el foro, encontraron un laberinto de cámaras rellenas de escombros compactados, con paredes de ladrillo en la típica forma romana de panal y, finalmente, debajo de todo esto, se encontraba el lecho de roca sólida.

Los cimientos de los templos que levantaron los romanos están cimentados en el lecho de la roca sólida para poder soportar su peso, ya que la plataforma simplemente se hundiría si descansaran sobre ella. Las paredes megalíticas del contorno son en realidad un muro de contención en declive.

Podría parecer que, de acuerdo con los datos disponibles, el emplazamiento es de origen romano, sin embargo estos enormes megalitos ya estaban allí mucho antes de que los romanos construyeran su templo encima. De hecho, antes que ellos, los griegos ya habían construido sobre la terraza, e incluso los fenicios, que la utilizaron como base y cimentación de sus monumentos y construcciones.

En cuanto a los bloques del famoso Trilithon, recordemos que se trata de tres bloques contiguos, de 1.000 toneladas de peso cada uno. ¿Cómo es posible que hayan sido desplazados desde la cantera hasta su posición final en la plataforma, por quien fuera que lo hiciera? No se puede entender cómo piedras de ese tamaño pudieron ser talladas, cortadas, transportadas y encajadas exactamente donde les correspondía, no se sabe con qué tecnología se logró, no solo cortarlas y pulirlas sino levantarlas y transportarlas hasta la zona de construcción e izarlas hasta su nivel de instalación, un hecho que aun hoy sería prácticamente imposible con la moderna tecnología.

En la actualidad, la que es probablemente la grúa móvil más poderosa del mundo, una verdadera bestia de la ingeniería, la Liebherr LTM 11200-9.1, una grúa móvil, sobre ruedas, fabricada en 2007, capaz de levantar hasta 1.200 toneladas, podría hacerlo, y no sin algunas dificultades; pero “cuesta creer” que hace dos o tres mil años tuvieran nada parecido a ese monstruo mecánico; por tanto la cuestión es… ¿Cómo lo hicieron? Porque la realidad es que, como mostrábamos en la imagen anterior, ahí están colocados, y bien encajaditos, los tres colosales bloques que constituyen el conjunto conocido como el “Trilithon”.

Finalmente, para añadir algo más de misterio a la Gran Terraza de Baalbek, diremos que, en su entorno, se han encontrado numerosos bloques de piedra, con huellas vitrificadas, un fenómeno geológico que solo puede asociarse a la acción de una potente fuente de calor, a altísima temperatura. Si esas huellas obedecen a un proceso geofísico natural, ocurrido en el área de la cantera de donde procedían los bloques; o si, por el contrario, tienen relación con el corte y tallado de dichos bloques o incluso, tal vez, con el transporte y elevación de los mismos, es algo que permanece, como uno más de los enormes enigmas que siempre acompañan a las enormes obras megalíticas.

Adolfo Marroquín Santoña

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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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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.