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Autor: adolmar
Sobre el clima y sus cambios se habla mucho y se hace poco
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Adolfo Marroquín Santoña | 04-04-2017 | 5:16| 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 | 6:31| 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 | 12:00| 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 | 10:42| 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 | 10:11| 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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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.