Locos por la Geología

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Hoy otra vez me siento a escribir mi post acostumbrado, y no puedo abstraerme de una realidad tan apabullante como la que nos tiene atrapados hace meses en el mundo entero.

Y sobre todo porque me han planteado preguntas como la del título, en formulaciones de distintos matices, y en más de un entorno diferente. De modo que no tuve más remedio que ponerme a pensar (¡lo que puede la pandemia! ;D ) sobre el tema.

Pero debo decirles que no habiendo situaciones similares en la historia, todo lo que les diga sólo tendrá el valor de una mera especulación basada en parte en el conocimiento profesional, y en parte en el sentido común, pero sólo en eso.

Podrán decirme que ya antes hubo civilizaciones desaparecidas, que sólo fueron descubiertas mucho tiempo después, porque precisamente la naturaleza había avanzado sobre ellas dejando pocos vestigios de su existencia, pero… ninguna había alcanzado el grado de complejidad ni había modificado tanto y tan arbitrariamente el entorno como ésta a la que pertenecemos los miembros del mundo civilizado. Civilizado según lo definimos los habitantes de las grandes ciudades.

Les advierto además que probablemente nada de lo que diga aquí se relacionará con las pequeñas comunidades «primitivas» que todavía viven en algunos lugares como Oceanía, por mencionar un ejemplo. Pero creo que tampoco están ellas padeciendo esta pandemia, de modo que las dejaremos fuera de estas especulaciones. También dejaremos de lado las comunidades rurales que nunca se alejaron tanto de la vida natural. Nos centraremos en los grandes conglomerados urbanos.

¿Es posible que de prolongarse la cuarentena, la Naturaleza se reinstale con toda su fuerza?

Para pensar en cambios muy significativos debería ocurrir una extinción (tema del que ya hablé en otro post) de la especie humana, o bien una cuarentena muy extrema y de muy larga duración, cosas ambas que considero improbables. Pero podemos jugar a imaginarlas, si es que nos estamos aburriendo encerrados en casa.

Si ustedes me vienen siguiendo, ya sabrán que si bien amo la tecnología (si no no estaría blogueando desde hace casi 15 años), también disfruto la naturaleza como el mejor (o no sería geóloga), de modo que me encantaría contestar a la pregunta del título con un sí rotundo. Pero me parece poco probable una eclosión natural, aunque sí podrían sobrevenir algunos pequeños cambios que morigeraran en algo los exagerados desvíos de la vida natural, que hemos tomado en las megalópolis.

Veremos de a poco por qué pienso esto desde un punto de vista geológico, pero ya aquí puedo adelantarles que me parece que el habitante de las ciudades modernas, será el principal actor que se opondrá a ese retorno. Y a esto no lo digo como geóloga, sino como simple observadora, e inclusive haciendo mi autocrítica. ¿Cuántos de nosotros estamos de verdad dispuestos a volver a una vida muy simple y con pocas o ninguna de las comodidades de que gozamos hoy?

Y esto me recuerda a un dicho en alemán que me parece muy agudo:

Ich gehe gern ins Natur, aber nicht zu Fuβ.

Que en buen criollo significa «Voy con gusto a la Naturaleza, pero no a pie».

Y mucho me temo que mientras haya un humano ya acostumbrado a las comodidades cotidianas, todo regreso de lo indómito duraría sólo el tiempo que le tomaría a ese humano doblegarlo.

Pero supongamos un escenario (poco probable) en el que este cimbronazo cambiara abruptamente toda la mentalidad; o bien otro escenario (más improbable aún) en el que la cuarentena fuera tan larga y tan estricta como para que el normal deterioro de las cosas nos fuera conduciendo a prescindir de ellas…y nos gustara la diferencia.

Es decir, que en lo que sigue, imaginaremos a un humano tratando de armonizar con la naturaleza, en lugar de modificarla.

¿Ya comenzó a producirse el retorno de lo natural?

Se ven en las redes numerosos videos de animales salvajes o de granja, no necesariamente domésticos, que comienzan a pasear por las ciudades, despobladas de humanos. Asumo que son reales y no montajes, pero aun así, tengo mis reservas, y explico por qué.

Pienso que esos animales están tomando un merecido recreo, y que hacen «turismo» por las ciudades, pero para casi todos ellos, no son sitios habitables por largo tiempo, al menos en su estado actual. Los trae la curiosidad y la serenidad reinante, pero no hay en las ciudades ni alimento ni agua disponibles en la calidad y cantidad que se requiere para convertirse de inmediato en su hábitat permanente.

Tal vez las aves y los insectos podrían medrar rápidamente, porque sus requerimientos son menores en un caso, y por su movilidad en otro. Pero de todos modos ni unas ni otros han estado del todo ausentes en las comunidades urbanas. Estaban allí, aunque no les prestáramos la debida atención.

Ahora bien, para los animales de mayor tamaño y herbívoros, no hay en la gran mayoría de las ciudades espacios provistos de las pasturas que requieren. Sólo unos pocos pulmones verdes que no podrían alimentarlos en gran cantidad ni por mucho tiempo. Y los animales de presa, no irían donde sus presas no están.

En cuanto al agua, en casi todos los conglomerados urbanos están canalizadas con paredes lisas y abruptas que serían trampas mortales para los que quisieran asomarse a beber porque caerían en ellas y no podrían volver a salir.

Y ahora me atrevo a exteriorizar un temor muy grande que siento al ver las imágenes de ciervos, tapires, coyotes o zorros correteando por las ciudades, ¿qué pasará con ellos cuando se levanten las cuarentenas? ¿No los tomará el cambio demasiado cerca de los humanos y demasiado desprevenidos? ¿Será el hombre capaz de respetar un nuevo orden de cosas donde entienda por fin que no es el dueño exclusivo del ambiente? ¿O «festejará» su retorno a las calles «limpiándolas» de estos nuevos ocupantes, aunque sólo sean visitantes a tiempo parcial? Me aterra pensarlo.

¿De ser posible ese retorno a un estado prístino, cómo comenzaría?

Supongamos que la Naturaleza avanzara, cómo lo haría es la pregunta.

Las primeras invasiones serían probablemente de aves e insectos como ya dije, y de pequeños animales que pudieran ocupar espacios todavía poco colonizados por la vegetación. Porque la vegetación avanza primero tímidamente para facilitar la generación de suelos como expliqué en algun momento, pero para hacerse masiva, debe contar con un perfil edáfico ya más evolucionado, lo cual lleva tiempo, porque requiere procesos de pedogénesis muy complejos.

Pero por supuesto, aunque avanzaran las plantas, para volver a estados semejantes a los originales deberían irse borrando los vestigios de las ciudades. Esa tarea le correspondería a la meteorización tanto física como química, y a la subsecuente erosión. Pero eso también lleva mucho tiempo. Entre decenas y centenas o miles de años según el caso. Prueba de eso son las ruinas de antiguas civilizaciones que no terminan de desaparecer.

¿Cuánto tiempo haría falta?

Esta pregunta me lleva a una serie que veía por la tele, cuyo nombre no recuerdo y que se planteaba lo que pasaría con las ciudades si los hombres desaparecieran. Un poco lo que estamos tratando de comprender ahora, sólo que le ponía fecha a los eventos. En una semana tal cosa, en dos meses tal otra. Y a mí me causaba un poco de gracia que se pudieran imaginar un calendario. Porque la respuesta a la pregunta ¿cuánto tiempo? es una sola: depende.

Y depende de tantas cosas que es bastante absurdo intentar darle una dimensión sin empuñar la guitarra.

Para comenzar todos los procesos geológicos ocurren en sistemas complejos, donde los factores son tantos que cada situación podría considerarse irrepetible.

Hay unos pocos conceptos básicos, como por ejemplo que los climas cálidos y húmedos tienden a favorecer la meteorización química. Pero al mismo tiempo los climas muy fríos o muy secos pueden ser favorables a la meteorización física. De esto hablaremos en algún post referido a dominios morfoclimáticos.

Por otra parte, cada tipo de material original responderá de distintas maneras a los mismos ataques. Y su posición en el paisaje modificará las respuestas. Y la biota será agente de cambio, pero también modificador del curso de acción de los demás agentes. Y así al infinito.

Por ese motivo, si alguien les responde a esta última pregunta con alguna seguridad, de lo que no cabrá duda es de que está mandando verdura alegremente.

Por fortuna, la Naturaleza nos sorprende siempre…

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela

P.S.: La foto sólo es un toque de humor para la cuarentena. Les juro que no soy yo.

Estos tiempos, que son tan diferentes de todo lo antes experimentado, han puesto sobre la mesa muchas especulaciones, algunas de las cuales no tienen ningún fundamento, y están claramente teñidas de cierta paranoia.

Ejemplos son las teorías conspirativas de los más diversos colores, o los ruidos en las nubes- por el simple choque de diversos frentes térmicos- que fueron interpretados poco menos que como el galope de los jinetes del Apocalipsis. O inclusive, hubo quienes se aventuraron a pronosticar posibles extinciones, tema del que ya les hablé  hace un par de semanas.

Por eso, me parece un buen momento para descalabrar otra de las interpretaciones ominosas sobre las múltiples erupciones volcánicas acontecidas en esta semana, en diversos lugares del mundo. Hablemos de ello.

¿Cuáles fueron las actividades volcánicas reportadas en estos últimos días?

Debido a que se cuentan por decenas, sólo voy a mencionar los casos de volcanes más notables, a saber: Shibelush bien al Norte de Asia, Sakurayima en Japón; Merapi, Semeru, y el «Hijo del Krakatoa» en Oceanía, todos los cuales están ubicados geográficamente en el borde occidental de lo que se conoce como Cinturón de Fuego del Pacífico. Por el borde oriental del mismo Cinturón, han tenido o están teniendo episodios de actividad, volcanes americanos como el Popocatépetl en México, el Volcán de Fuego y el Reventador, entre otros.

Fuera de ese Cinturón también están en plena actividad el Etna y el Strómboli en Italia, y el Nyragongo y el Erta Ale, ambos en África.

Figura 1

Para más detalle, les sugiero ver el mapa de la Figura 1, donde los volcanes activos a la fecha (12 de abril 2020) están en rojo.

¿Qué es el Cinturón de Fuego del Pacífico?

El Cinturón de Fuego del Pacífico se denomina así porque es la zona más rica en volcanes en el Globo, y se encuentra rodeando casi completamente al Océano Pacífico, que a su vez ocupa de manera casi total, una de las más grandes placas que constituyen el rompecabezas de la Tectónica Global: precisamente la llamada Placa Pacífica o del Pacífico.

¿Están genéticamente relacionadas estas erupciones?

El borde de la Placa Pacífica se pone en contacto con otras como la de Nazca, de la India, o la Antártica, generando a veces subducción, y otras veces movimientos transformacionales, todos los cuales implican generación o liberación de magmas profundos, por lo cual no es en absoluto extraño que se trate de un anillo muy activo sísmica y volcánicamente.

Las grandes distancias impiden que la simultaneidad en las erupciones de los volcanes mencionados ocurra siempre. No obstante, los procesos involucrados tienen una estrecha relación, si bien se ven modificados por circunstancias locales.

En otro post les expliqué que las efusiones pueden ser areales lineales o centrales. Pues bien, en muchos casos, los volcanes muy próximos no son sino manifestaciones centrales del ascenso de efusiones lineales de gran extensión. Por eso, que erupcionen juntos no es ningún signo apocalíptico, sino simplemente el resultado de sus orígenes comunes o similares. Muy probablemente alguna activación en el borde de placa, habilita caminos ascendentes para esas efusiones lineales que en determinadas circunstancias dan nacimiento a los volcanes que conocemos, y que muchas veces se activarán juntos.

¿Y los volcanes que entraron en actividad y no forman parte del Cinturón de Fuego del Pacífico?

Los más importantes de los volcanes hoy activos son el Etna y el Strómboli que se están manteniendo en actividad desde hace varios años, con pulsos recurrentes y que de ninguna manera pueden por lo tanto relacionarse con la paranoia actual.

Y los demás, como los de África, no son sino parte de la estadística, porque, y ahora va el dato sorprendente que les vengo reservando: (redoble de tambores y sonido de trompetas) cada día, en algún lugar del mundo hay entre 10 y 20 volcanes activos al mismo tiempo. Sucede que suelen ser de lugares remotos, que no alcanzan los titulares de los diarios porque no afectan poblaciones ni rutas aéreas; o bien tienen actividad tan débil que apenas se registran instrumentalmente. Pero ni siquiera hay un incremento en el número o frecuencia de las erupciones, que tenga comprobación alguna en los datos disponibles.

¿Qué podemos agregar?

Pues, que sería ya hora de dejar de atribuir connotaciones relacionadas con la pandemia, a eventos naturales que siguen su curso normal, con o sin ella.

Dejarse guiar por las emociones. especialmente el miedo, nos impide acceder a interpretaciones verdaderamente científicas para los sucesos geológicos que están permanentemente en curso, aunque juguemos a ignorarlos la mayor parte de las veces.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La figura 1 es de este sitio.

A lo largo del tiempo, he venido subiendo numerosos posts relacionados con la dinámica fluvial, que les convendría ir a revisar. En ellos ya he explicado los conceptos de: flujos laminar y turbulento, partes de los ríos, cuencas hidrográficas, diseños de drenaje, mecanismos de carga, transporte, desgaste y depositación.

Hablamos también ya de los factores que inciden en la velocidad de una corriente, tema que importa conocer para predecir y prevenir crecientes, inundaciones, etcétera, y que por supuesto son de gran interés a la hora de realizar Evaluaciones de Impacto Ambiental.

Comencemos por reconocer que todo cuanto mencionamos está inmerso en un sistema, por lo que les conviene repasar ese concepto también, por lo cual les dejo el link correspondiente.

¿Qué se entiende por nivel de base en un sistema fluvial?

Se trata de un concepto acuñado en 1875 por John Wesley Powell, el primer geólogo que exploró el Gran Cañón, tema que amerita un post para más adelante, dicho sea de paso.

Se conoce como nivel de base, a aquel plano horizontal teórico que impone el límite final a la acción erosiva de una corriente fluvial y por ende a todos sus afluentes.

Es entonces, el nivel por debajo del cual cesa la acción fluvial, y que de manera generalizada no es otro que el nivel del mar.

Sin embargo, existen tambié niveles de base locales, que se producen allí donde se pierde la pendiente, que ya dijimos en otro post. es el requisito para que una corriente pueda fluir. Los niveles de base locales pueden ser naturales o artificiales. Del primer tipo son principalmente los lagos, pantanos y bañados; y del segundo, son los diques y represas, todos los cuales determinan la cota más baja que alcanza el río en la zona en cuestión.

Un caso particular de nivel de base local, que en la larga evolución del paisaje es de corta duración, puede estar constituido por un estrato resistente que embalsa la corriente mientras ella no pueda erosionarla.

¿Se trata de un elemento estable o permanente?

Todo nivel de base ya se trate del global, que es el mar, o de los locales, es tan dinámico como lo es todo el sistema terrestre. Los niveles de base locales varían a lo largo de la evolución del paisaje, o también por eventos tectónicos que se producen a veces muy rápidamente.

Además de los mencionados, es obvio que eventos que modifican la extensión de los espejos de agua, llevan el nivel de base a lugares diferentes. En otras palabras, si crece un lago – usemos este ejemplo para visualizarlo mejor- el río que desagua en él, alcanzará sus riberas antes, y allí será su nuevo nivel de base, a veces muchos metros por arriba de su anterior posición.

Cuando del mar se trata, los cambios en su nivel se conocen como ingresiones o transgresiones cuando avanzan hacia adentro de la costa; y regresiones cuando implican una retirada de las aguas. Son cambios habituales a lo largo de la historia geológica y geomorfológica, y se conocen como movimientos eustáticos.

¿A qué procesos se deben los cambios eustáticos?

¿Qué se entiende por perfil de equilibrio de un curso fluvial?

El perfil de equilibrio, no es otra cosa que un modelo teórico en el que el río alcanza un estado de equilibrio entre la erosión y la depositación que le permite la configuración del terreno en el que se encuentra. Según ese modelo matemático ideal, el balance entre la pendiente y el caudal disponible, determinarían que no exista ni erosión ni depositación. Teóricamente, los ríos se irían aproximando a su perfil de equilibrio a lo largo del tiempo,

¿Cómo evoluciona el perfil de equilibrio?

Hemos dicho ya que el comportamiento del sistema es muy dinámico, de modo que el más mínimo de sus cambios, cambiará la actividad y configuración del río. Es por esta razón que el perfil de equilibrio sólo existe en la teoría, pero nunca se alcanza en la realidad.

Cualquier cambio, ya sea en el nivel de base, o en las condiciones del río, así sea algo tan habitual como un aumento o disminución del caudal por precipitaciones, evaporación, infiltración, extracción, o la combinación de todos esos fenómenos, provocará el reajuste correspondiente en el balance entre erosión y sedimentación del río.

Si en un punto dado aumenta la erosión, en algún momento la carga resultará excesiva y será depositada en otro lugar. El requisito de que no se produzca ni erosión ni sedimentación deja de cumplirse, y el perfil de equilibrio no se alcanza nunca.

En posts próximos usaremos estos conceptos, sobre todo el de nivel de base y sus cambios, para explicar la evolución de los paisajes en los sistemas fluviales. Por eso les pido que le presten la debida atención.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La foto que ilustra el post es de Tigre en Buenos Aires, Argentina.

Como este post es continuación de los de las dos semanas anteriores, en caso de que no lo hayan hecho ya, les recomiendo ir a leer las dos partes iniciales, antes de internarse en ésta de hoy.

En la primera parte respondí las siguientes preguntas:

¿Qué se entiende por energías alternativas?

¿Qué tipos de energía alternativa existen?

¿En qué consiste la energía de biomasa?

¿En qué consiste el biogás?

En la segunda parte, me referí a:

¿En qué consiste la energía solar?

¿En qué consiste la energía geotérmica?

Y aquí retomamos con las preguntas que nos quedaban.

¿En qué consiste la energía hidráulica?

Es la energía alternativa por excelencia y la que desde hace más tiempo se viene empleando en el mundo para generar electricidad de consumo masivo. Se la considera una energía limpia, aun cuando no pueden (o no deberían) emplazarse las usinas hidroeléctricas sin una EIA (Evaluación de Impacto ambiental) previa, porque requieren una intervención que afecta notablemente el medio y su equilibrio natural.

La principal limitación, si se hace abstracción de los resultados de la EIA, es su emplazamiento, que depende obviamente de la magnitud y características de la cuenca hidrológica que se pretende aprovechar.

Como ya lo he mencionado, el uso de la energía hidráulica reconoce antecedentes muy remotos. Efectivamente los molinos de agua se usaban ya en la antigua Grecia para triturar cereales y hacer harinas. En esos casos lo que se usaba era la energía mecánica del agua, pero llegados a fines del siglo XIX, el agua en movimiento se usó por fin para generar electricidad.

La primera central hidroeléctrica se construyó en Niagara Falls en 1879, y ya en 1881 comenzó a proveer la energía para iluminar la ciudad.

Básicamente la energía hidroeléctrica se produce aprovechando la presión que el paso del agua ejerce contra las palas de turbinas, que al moverse hacen girar un generador productor de la electricidad. Cuando ademá¡s se aprovechan desniveles importantes, la energía potencial aumenta y la producción de electricidad se optimiza.

Lo que constituye todo el sitema puede en teoría reducirse a tres partes: el depósito en que se almacena el agua, la presa que puede abrirse y cerrarse para controlar el flujo del agua, y la central en la que se produce la electricidad. A la salida del sistema la electricidad puede conducirse por grandes distancias mediante cables, hasta las áreas de consumo.

Comparativamente, la energía hidroeléctrica es barata con relación a la eficiencia, puesto que una vez que la presa se ha construido, sólo hay costos de mantenimiento, ya que la fuente de energía (el agua) es gratuita, limpia y renovable, cualidad esta última que no debe sin embargo inducir al despilfarro, porque el agua no deja de ser un recurso escaso.

Adicionalmente, los diques de almacenamiento de agua pueden usarse con fines recreativos, y turísticos.

Sin embargo, como toda intervención, la construcción de presas en los ríos no carece de impacto sobre el ambiente, sobre todo por las modificaciones introducidas en la cuenca; de allí la necesidad de la EIA que mencioné más arriba. Puede ocurrir que en el emplazamiento deban inundarse pequeñas poblaciones, se puede destruir el hábitat de determinada flora y fauna, y se pueden afectar otros recursos naturales. Además la construcción puede provocar una disminución en los niveles de oxígeno disuelto en el agua, con numerosas consecuencias potencialmente dañinas.

Y por último, no debe despreciarse el riesgo que conllevan estos emprendimientos, relacionados a posibles colapsos por inundaciones excepcionales, sismos o corrimientos. Lamentablemente, hay registros de esa clase de eventos, sobre todo porque cuando se optimiza el rendimiento aprovechando desniveles geográficos, éstos suelen estar relacionados con zonas tectónicamente activas.

¿En qué consiste la energía eólica?

Indirectamente, el sol es el responsable también de esta forma de energía, ya que el viento se produce por diferencias de calentamiento entre áreas aledañas sobre la superficie terrestre. Como el viento no es otra cosa que aire en movimiento, es la energía cinética de ese movimiento la que se aprovecha para una de dos cosas: o bien para accionar directamente máquinas operativas; o bien para la producción de energía eléctrica. En el primero de los casos, el uso es casi tan antiguo como el de los molinos de agua. Recordemos como imagen inolvidable y significativa, al Quijote luchando contra los molinos de viento.

Para generar electricidad, el viento mueve una hélice que hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su uso sea rentable, se prefiere la instalación de conjuntos con numerosos generadores, denominados parques eólicos.

Por otra parte, para aprovechar al máximo la energía eólica, se deben conocer las variaciones diurnas, nocturnas y estacionales de los vientos, los cambios en la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, etc.

En cuanto a las posibilidades de emplazamiento de los parques eólicos, se requieren grandes espacios abiertos, sin vegetación arbórea que impida la circulación libre del aire, y condiciones climáticas que aseguren una producción más o menos continua de vientos con velocidades no menores a 3 o 4 m por segundo.

¿En qué consiste la energía mareomotriz?

La energía mareomotriz, podría llamarse con más propiedad energía oceánica o marina, ya que en última instancia no sólo aprovecha las mareas, sino todo el movimiento del agua en el mar.

De hecho, existen al menos tres diferentes métodos para aprovechar la energía marina, y ellos son:

• Aprovechamiento de las olas y corrientes: como siempre, se utiliza la energía cinética del agua, que moviliza las turbinas. Es el método de menor costo y menor impacto ecológico en el ambiente.
• Aprovechamiento de las mareas, que sería la energía mareomotriz propiamente dicha. En este caso se utiliza la energía potencial producida por la diferencia de altura entre las mareas altas y bajas, que no debe ser menor de 8 metros. Deben construirse diques, por lo que su costo es elevado y tiene también consecuencias ambientales.
• Energía mareomotriz dinámica: es una tecnología en desarrollo, que intenta explotar la interacción entre las energías cinética y potencial que tienen las mareas.

Las ventajas que pueden mencionarse para la energía mareomotriz son su limpieza y renovabilidad, la predictibilidad del comportamiento del recurso, y la durabilidad de las instalaciones.

Las desventajas son las consecuencias ambientales y el costo de construcción y mantenimiento.

¿En qué consiste la energía nuclear y cuáles son las objeciones que se le hacen?

La energía nuclear o atómica es la que se produce, ya sea de manera espontánea o inducida artificialmente en las reacciones nucleares. Puede aprovecharse para obtener energía eléctrica, térmica o mecánica.

Las reacciones nucleares se dan- obviamente- en los núcleos atómicos de algunos isótopos de ciertos elementos químicos (radioisótopos), como el uranio-235 (²³⁵U), el torio-232, el plutonio-239, el estroncio-90 o el polonio-210 (²³²Th, ²³⁹Pu, ⁹⁰Sr, ²¹⁰Po; respectivamente).

El tema de isótopos y sus reacciones, será tratado con mayor profundidad en un post específico.

Aquí sólo mencionaremos que la energía producida aprovechando las reacciones nucleares es limpia, no emite efluentes y no produce gases de efecto invernadero. No obstante, la sociedad, lógicamente sensibilizada por accidentes como el de Chernobyl, se opone férreamente a recibir instalaciones de este tipo, sobre todo, considerando la pregunta todavía no respondida acerca de cómo concretar la disposición final y segura de los residuos de la producción de energía nuclear.

Se trata de un tema que se ha tratado siempre muy livianamente, y sin otros fundamentos que los preconceptos, los fanatismos de uno y otro lado, y los análisis incompletos; por lo que también sobre esos aspectos escribiré un post ad hoc, en un momento no muy lejano.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Como este post es continuación del de la semana anterior, en caso de que no lo hayan hecho ya, les recomiendo ir a leer la primera parte, antes de internarse en ésta de hoy.

La semana pasada contesté las siguientes preguntas:

¿Qué se entiende por energías alternativas?

¿Qué tipos de energía alternativa existen?

¿En qué consiste la energía de biomasa?

¿En qué consiste el biogás?

Aquí retomamos con las preguntas que nos quedaban.

¿En qué consiste la energía solar?

En realidad deberíamos decir siempre en qué consiste «el aprovechamiento» de la energía solar y de todas las que siguen, porque la energía propiamente dicha está siempre produciéndose, la usemos o no, y lo que paso a explicar es precisamente como darle un destino útil.

Aclarado ese punto más bien semántico, veamos lo que atañe a la utilización de la energía solar.

Primero debemos decir que existen dos formas de aprovechamiento a las que se denominan energía solar térmica por un lado, y energía solar fotovoltaica por el otro.

Comencemos por la energía solar térmica,- también denominada termosolar- que es la de uso ya más extendido en domicilios de todo el mundo, y que no requiere de redes, ya que cada hogar puede volverse autosuficiente, o casi, por sí mismo, sin estar conectado a ningún generador comunitario.

Su objetivo es simplemente aprovechar el calor que procede de la radiación solar, ya sea para cocinar alimentos, o para calentar agua, la cual a su vez puede destinarse primariamente al consumo sanitario o a la calefacción.

Adicionando dispositivos más sofisticados, puede aprovecharse también el agua sobrecalentada para generar vapor y por ende producir energía mecánica y, a partir de ella, energía eléctrica. Puede también emplearse para alimentar una máquina de refrigeración por absorción, usando las diferencias térmicas en lugar de la electricidad.

Para cualquiera de los usos mencionados, el punto de partida es la instalación de colectores de energía solar térmica, los que pueden consistir en simples placas planas de materiales adecuados, o bien pueden incluir sistemas de lentes y espejos que concentran la luz solar, aumentando su eficiencia, y que suelen ser requisito para los usos más complejos como la producción de energía eléctrica o refrigeración.

La energía solar fotovoltaica, tal como el nombre lo indica, requiere la instalación de un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica.

Permítanme explicarles de manera sencilla qué es esencialmente una célula fotovoltaica. Supongamos un material semiconductor que se expone a una radiación electromagnética (en este caso sería la solar) que le libera un fotón, que a su vez golpea a un electrón y lo arranca, creando un espacio libre en el átomo, por un lado, y un electrón por otro que viaja hacia otro espacio libre para ocuparlo. Este nuevo equilibrio permite que la energía proporcionada por el fotón se disipe en forma de calor. Sin embargo, si al semiconductor se le agregan determinados elementos, el comportamiento eléctrico cambia, y los electrones libres son obligados a avanzar en una dirección, mientras los espacios libres permanecen en el lado opuesto del material. Naturalmente esto genera una diferencia de potencial, fenómeno semejante al que ocurre en una pila, ¡et voilá!, ya estamos produciendo electricidad.

Es precisamente la energía solar fotovoltaica la que se requiere para producir electricidad a gran escala a través de redes de distribución, aunque nada impide su uso en domicilios individuales, salvo tal vez el costo de su instalación, difícil de absorber por un solo propietario. Hoy en día la energía solar fotovoltaica es la tercera fuente de energía alternativa más utilizada, siguiendo a las energías hidroeléctrica y eólica.

La energía solar, en cualquiera de sus dos formas no emite ningún tipo de contaminante durante su funcionamiento, y se considera inagotable, pero tiene algunas desventajas, pues al depender enteramente de la captación efectiva de radiación solar, si la célula no se encuentra alineada de manera perfectamente perpendicular al sol se pierde entre un 10 y un 25 % de la energía incidente. Es obvio que los movimientos planetarios cambian constantemente esas posiciones relativas entre los rayos solares y los paneles colectores.

Por eso es que en las plantas de generación de electricidad en gran escala (donde la pérdida de un 10 a un 25% de energía entrante es más significativa en materia de costos que en los domicilios particulares) se instalan seguidores solares para maximizar la producción de energía.

Al margen de esto, la producción de energía solar es afectada también por condiciones meteorológicas como nubes, lluvias, bruma o smog, además de la suciedad que normalmente se va depositando sobre los paneles.

Por todo lo mencionado, la energía solar debe complementarse con otras formas de energía, como las convencionales, hidroeléctricas o nuclear. También es por eso que se están comenzando a fabricar baterias con vanadio, capaces de almacenar la energía eléctrica generada por el sol o por el viento.

¿En qué consiste la energía geotérmica?

Para entender mejor lo que vamos a conversar ahora, les conviene ir a leer primero las explicaciones que en su momento presenté sobre gradiente y grado geotérmico, en este post.

Ustedes ya saben ahora (si siguieron mi orden inapelable amable sugerencia de ir a leer los conceptos previos), que existen zonas con gradientes térmicos anómalos, en los que a los pocos metros de profundidad se alcanzan temperaturas muy elevadas. Un claro ejemplo son las zonas volcánicas y las de aguas termales.

Básicamente lo que se aprovecha entonces es ese calor, que se trae a la superficie vehiculizado por el agua. Para ello se puede simplemente extraer el agua caliente desde las napas profundas de las zonas de alto grado geotérmico, y una vez en superficie, generar electricidad a partir del vapor.

En caso de tratarse de rocas no portadoras de agua, e inclusive no permeables naturalmente, se inyecta en ellas agua desde la superficie, iniciando un ciclo en que el agua se inyecta, vuelve sobrecalentada, se utiliza el vapor generado, y el agua residual vuelve a inyectarse. Si la roca no es inicialmente permeable, se requiere de un paso previo de fracturación por microexplosiones subterráneas.

La energía geotérmica tiene dos limitaciones importantes: la primera es que las zonas a alimentar con este tipo de energía deben estar próximas al sitio de producción, lo que por lo general no es el caso. En efecto, si lo pensamos en términos de tectónica global, las regiones de mayores anomalías térmicas están conectadas con contactos entre placas (porque el calor tiene que ver con todo el sistema tectónico), donde las actividades sismo-volcánicas son habituales, y por ende poco recomendables para la urbanización. En el caso de á¡reas hidrotermales, suele preferirse el uso recreativo y turístico antes que la producción energética, aunque ya hay muchas regiones donde se compatibilizan ambas alternativas, de manera muy racional.

La otra gran limitación reside en la baja conductividad de las rocas, que hace que en pocos metros de ascenso, el agua se vaya encontrando con materiales fríos que la enfrían a su vez. La repetición del ciclo termina por generar una pérdida acentuada de temperatura del conjunto y de su eficiencia como fuente de energía. Por eso es que los campos geotérmicos tienen operatividad de unas pocas décadas, y requieren para su recuperación larguísimo tiempo, con lo que considerar a este recurso como inagotable, es bastante cuestionable.

Y bien, llegados aquí, como ya venía temiendo, el post ha resultado bastante extenso, de modo que para evitar que salgan huyendo despavoridos, voy a dejar (como situación excepcional) para una tercera parte, que publicaré el próximo lunes, las preguntas que faltan, y que son:

¿En qué consiste la energía hidráulica?

¿En qué consiste la energía eólica?

¿En qué consiste la energía mareomotriz?

¿En qué consiste la energía nuclear y cuáles son las objeciones que se le hacen?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.