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El cambio climático y las ciudades

Publicado el Lunes, 01 Junio 2020, en Divulgación académica, Destacados

¿Qué es una ciudad, sino una inmensa cantidad de energía incorporada en los edificios y en las calles? Necesitamos, por lo tanto, al menos la misma cantidad de energía de que disponemos hoy, y si queremos mejorar la calidad de vida, necesitamos más. La sustitución de los vehículos privados, y los transportes colectivos, y la división de la ciudad en múltiples ciudades, pueden ser una primera contribución.

Foto referencial

 

Antonio Ruiz de Elvira
Catedrático de Física Aplicada, Universidad de Alcalá, España

El planeta que habitamos ha tenido cambios climáticos constantes. De hecho, el clima es una construcción mental humana. Lo que realmente existe es el tiempo atmosférico. El clima es la estadística de ese tiempo, de los fenómenos meteorológicos. Uno de los mejores indicadores de esa estadística es la Temperatura Media Global (TMG), el promedio, a un año, y a toda la superficie del Globo, de las temperaturas medias diarias de los distintos puntos de la Tierra. Hoy tenemos unos 40.000 puntos de medida, mientras que para saber algo de esa variable en etapas históricas y geológicas utilizamos otras variables, como los anillos de crecimiento de los árboles, o la composición del aire contenido en capas de hielo de cientos de miles de años de antigüedad. 

Estudiando todos los registros disponibles, volvemos a la afirmación de la primera línea. Los cambios climáticos son constantes en el planeta. Entonces, ¿por qué no paramos de hablar del presente cambio climático? La razón es fácil de entender. Este cambio climático actual es el más rápido e intenso (grados centígrados de cambio por año) de los que tenemos constancia. Es altamente probable que la TMG suba 3ºC a finales del siglo XXI, y este aumento habrá tenido lugar en solo 220 años. Los cambios de las glaciaciones fueron mayores, como lo fueron los cambios anteriores. Pero en las deglaciaciones, la TMG creció 13 grados en 10.000 años, 0.0013ºC/año. Ahora la TMG está creciendo 3/220 = 0.013º/año. 10 veces más rápidamente. Y esta rapidez implica que el ecosistema, y el sistema humano tienen muy poco tiempo para adaptarse.

Las consecuencias de esa subida, que en sí es  pequeña, son sin embargo muy grandes. La TMG es un promedio. Hay zonas de la Tierra donde la temperatura subirá poco, pero en otras zonas la temperatura aumentará de manera considerable. Una de estas zonas es el Polo Norte, lo que además genera un efecto de realimentación positiva: Un Polo más caliente tiene menos hielo, lo que hace que se refleje menos luz de nuevo hacia el espacio, y se caliente más la Tierra que calienta más el Polo.

En los altiplanos americanos, el cambio climático no tendrá grandes efectos. Sí existirán para las llanuras, y sobre todo para las costas. El calentamiento del Polo Norte va a producir el deslizamiento de los glaciares de Groenlandia hacia el mar. Si se deslizan todos (lo que debe ocurrir en unos 100 años si no frenamos ese cambio climático), el nivel del mar subirá 10 metros: Cartagena, Barranquilla y Santa Marta, por ejemplo, desaparecerán bajo las aguas, o tendrán que vivir rodeadas por altos diques. 

En general, el tiempo atmosférico se irá haciendo cada vez más extremo: largas sequías interrumpidas por lluvias torrenciales. 

Y ¿por qué se produce este cambio climático tan intenso y tan rápido desde que se empezaron a quemar combustibles fósiles? En Venus la temperatura de la superficie es superior a 400ºC. Su atmósfera es casi un 100% de CO2. La temperatura de la Tierra sería la de la Luna (-15ºC) si no fuese porque en la atmósfera hay vapor de agua y CO2. Ambos gases forman como una manta, que dificulta que el calor producido en la superficie por la luz que atraviesa la atmósfera vuelva a salir emitido hacia el espacio, de la misma manera que una buena manta de lana impide que el calor producido por nuestro cuerpo salga al aire exterior y nos mantiene calientes. 

Pues bien, desde principios del siglo XIX estamos inyectando en la atmósfera cada vez más CO2, que es el producto de desecho de obtener energía quemando combustibles fósiles;  por tanto la TMG está subiendo sin parar. 

Una parte del cambio climático la hemos producido ya, y no podemos invertirla en una escala de generaciones humanas. Pero podemos tratar de frenar las consecuencias más graves, y para eso tenemos que cambiar radicalmente nuestra forma de obtener energía. 

El capítulo de energía se suele poner, en el PIB (o GDP) de los países, como un 5%. No parece muy importante.

Pero, pensemos: ¿De que vivía la humanidad hasta, digamos, 1850? 

La única forma de vivir era capturar la energía solar que llega a la Tierra en forma de luz, y convertirla en alimento. Con el alimento, las personas vivían, se movían, construían, utilizando las maderas generadas también por esa energía solar, o ladrillos cocidos con carbón extraído de las maderas.

En 1800 se empezó a usar de forma masiva el carbón mineral sacado de las minas, pero ese carbón fue producido hace 300 millones de años mediante la fotosíntesis de las plantas durante 30 millones de años: Lo estamos gastando en 300 años. En 1870 se empezó a quemar el petróleo, producido por las bacterias de hace los mismos 300 millones de años gracias a la luz del sol, y lo estamos quemando en 200 años. 

La población de la Tierra ha pasado de 1000 millones en 1900 a casi 8000 millones en 2020: Se ha multiplicado por 8. Esto solo ha sido posible gracias a la abundancia de energía disponible. Al mismo tiempo, aunque hay mucha pobreza, al menos entre 4000 y 6000 millones viven mucho mejor que como vivían 950 millones antes de 1800. Y adicionalmente, la energía, aunque no se cuente, está en el PIB en porcentajes muchos mayores. De hecho, si calculamos bien, desde los servicios a los minerales, son energía almacenada o incorporada. ¿Qué es una ciudad, sino una inmensa cantidad de energía incorporada en los edificios y en las calles? 

Ladrillos, cemento, han tenido que ser extraídos del suelo, cocidos o pulverizados como klinker, a muy alta temperatura, con un enorme gasto energético. Transportados a las ciudades, y utilizados para edificar con la actividad humana que precisa energía para vivir, para vestirse, para moverse. 

Necesitamos, por lo tanto, al menos la misma cantidad de energía de que disponemos hoy, y si queremos mejorar la calidad de vida, necesitamos más.

Pero no podemos quemar más combustibles fósiles, so pena de hacer desaparecer la civilización tal como la conocemos. Tenemos que cambiar para conseguir energía a partir del sol. Pero mientras que la fotosíntesis tiene una eficiencia del 0.5% anual (salvo la caña de azúcar), las eficiencias de la energía solar fotovoltaica están ya en el orden del 25%. Más aun cuando las cantidades de energía que se pueden obtener del sol son fabulosas, la velocidad con que se puede obtener esa energía no es muy elevada. 

Es preciso ahorrar energía, no en el sentido de reducir la calidad de vida, sino de no disipar esa energía de manera inútil: Por ejemplo, no calentar los edificios sin necesidad, o no tener que enfriarlos en cualquier circunstancia. Pero esto se refiere sobre todo a los aislamientos de los edificios, algo que está ya muy estudiado. 

Las emisiones de CO2 se deben, al menos en un 50%, al tráfico entre y dentro de las ciudades, y ese tráfico, hoy, genera enormes cantidades de polución, de contaminación. Se deben sustituir los vehículos por otros eléctricos. Pero esto no es suficiente. 

El movimiento en las ciudades se intenta controlar mediante transporte colectivo. Pero aunque muchos sociólogos hablan de la tribu, y de que las personas gustan de la vida colectiva, la realidad que se ve todos los días es que cada persona desea moverse sola. Cualquier persona, en cuanto puede se compra un coche, un carro. Por lo tanto, las ciudades deben sustituir los vehículos privados, y los transportes colectivos, por cintas transportadoras paralelas, de distintas velocidades,  de manera que cada pasajero puede entrar en la primera de ellas que se mueve a la velocidad de una persona, 5 km/h. De ahí puede pasar a la segunda, que se mueva a 10 km/h, y de ahí a la tercera, a 15 km/h. No parece necesario instalar más cintas paralelas para una ciudad de unos 10x10 km, aunque es claro que sí habrá que instalar más conjuntos de cintas en direcciones cruzadas. 

Adicionalmente, se puede dividir la ciudad en múltiples ciudades más pequeñas, siempre que no exista un “centro” jerárquico. Es decir, siempre que se dividan los servicios por igual entre todas esas ciudades, no satélites, sino equivalentes. La pérdida aparente de “eficiencia” se compensa ampliamente con la ganancia en  energía no disipada en el movimiento similar a las mareas de millones de personas hacia el centro por las mañanas, desde el centro por las tardes. 

Y esas ciudades equivalentes entre sí deben estar conectadas todas con todas, como la internet, mediante, ahora sí, cintas transportadoras que alcancen unos 50 km/h en su parte interior. 

Respecto a las mercancías, se pueden transportar por tuberías de unos 3 o 4 metros de diámetro, en las que haya un vacío parcial, por las que circulen contenedores cilíndricos sin personas, que podrían circular a 600 km/h con un gasto mínimo de energía, al ser impulsados por diferencia de presiones. 

¿Futurista? Sí. ¿Posible? También. ¿Caro? Mas barato que la disipación diaria de energía que supone el movimiento mareal diario. Y garantiza satisfacer los deseos de las personas, elimina atascos y contaminación y permite vivir en ambientes humanos, y no en megalópolis inhumanas.  

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    • Etiquetas: Cambio climático, ciudad, Clima, eficiencia, energía
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