El huracán IDA

Es el noveno de esta temporada, y por tanto, un huracán temprano. En la magnitud de la destrucción causada en Luisiana es el segundo, tras el Katrina, y similar en la intensidad de sus vientos con el huracán Laura de 2020.

 

La agencia nacional estadounidense para el océano y la atmósfera, la NOAA, estima que el cambio climático está ya causando que los huracanes hayan aumentado en intensidad y en la cantidad de precipitación que producen, y que esto aumentará a lo largo del presente siglo XXI.

 

La razón es clara, y la estamos viviendo este año en España. Los mares en general están más calientes, y el Ártico mucho más. Un mar más caliente que hace 50 años evapora mucha más agua, que luego precipita (en América con los huracanes y en España con las DANAs).

 

El mecanismo de los huracanes es su intensificación cuando pasan sobre zonas de alta evaporación, pues se mantienen cuando el agua en forma de vapor condensa en la parte alta del vórtice que forman: Obtienen energía de la condensación del vapor y su paso a agua líquida, liberando 0.63 kwh por cada litro de agua condensado. Y esa agua condensada cae como lluvia en mayor cantidad, produciendo mayores inundaciones.

 

Los huracanes se empiezan a formar frente a las costas occidentales de África, en los mares tropicales calientes, y se desplazan, uniéndose unos a otros, hacia el Caribe arrastrados por los vientos alisios. Al llegar al Caribe, con un mar casi cerrado, y por lo tanto más caliente que el Atlántico, se intensifican, y algunos se mueven, causando destrucción, sobre las islas caribeñas hasta tocar tierra en las costas continentales. Allí desaparece el aporte de vapor de agua, y disminuyen en intensidad y desaparecen tierra adentro, salvo cuando se deslizan, como el IDA, hacia el norte a lo largo de la costa oriental de los EEUU.

 

Huracanes ha habido siempre, como gotas frías (que hoy se llaman DANAs), como cambio climático. Pero no nos interesan los huracanes de hace doscientos mil años, ni los cambios climáticos de hace un millón de años. Nos interesan los fenómenos actuales.

 

Deberíamos frenar el cambio climático actual, pero no lo estamos haciendo en las cantidades y a la velocidad que se precisa. El problema es el mismo que el de los teclados qwerty de los ordenadores. Se dispusieron las teclas de las máquinas de escribir de esa manera tan rara  para que los mecanógrafos no pulsaran dos teclas adyacentes en las antiguas máquinas de escribir, causando bloqueo de los martillos de las letras. Hoy es imposible rediseñar los teclados de los ordenadores.

 

La existencia de los motores de explosión y de combustión supuso un aumento enorme de la riqueza del ser humano, al permitir los desplazamientos baratos de personas y mercancías, y el reparto de energía a cada una de esas personas, energía que, si medimos bien, es la única riqueza de que disponemos. Pero la explosión y la quema de los hidrocarburos (líquidos o gaseosos) y del carbón, están generando el cambio climático actual. Y como con el qwerty, es muy difícil cambiar las fuentes de energía que permiten el movimiento.

 

Se trata de cambiar a coches eléctricos. Para esto se necesitan muchas cosas: Baterías de alto rendimiento, electrolineras en números muy grandes y eliminación de las centrales eléctricas que queman gas. En España, por ejemplo, hay 11.600 gasolineras con una media de 6 surtidores, de manera que podemos estimar la existencia de unos 79.000 puntos de suministro de energía para camiones y coches. Y se tarda unos 2 minutos en cargar un coche normal, unos 5 minutos en cargar un camión. Si queremos eliminar las emisiones de CO2 del transporte de personas y mercancías, es preciso instalar al menos 79.000 puntos de recarga de coches eléctricos al mismo ritmo que se vendan éstos

 

Y es preciso reemplazar las centrales de producción de electricidad de gas por centrales fotovoltaicas, termosolares y eólicas, con los dispositivos necesarios para almacenar la energía por las noches, o cuando no haya viento. Aun existiendo la voluntad empresarial o política, se precisa mucho tiempo, durante el cual se seguirá emitiendo CO2 aquí en España.  Y mucho más CO2 en otros países.

 

Aun cuando pudiésemos frenar las emisiones de CO2 y de metano en un plazo razonable, la temperatura del planeta seguirá aumentando. Tenemos que asumir esto.

 

Eso implica que aumentará la intensidad y cantidad de agua precipitable de los huracanes, aunque no tanto su número, que habrá pequeños huracanes que accederán a las costas españolas, causando destrucción, y que aumentarán los fenómenos climáticos extremos: Olas de calor, sequías, granizos, inundaciones, heladas, invasiones del mar en las costas, y otros.

 

Estos fenómenos extremos son inciertos. La sociedad debe aceptar la incertidumbre, pues no es posible predecirlos en detalle. ¿Cómo prepararse para estos extremos inciertos? Si se acepta la incertidumbre, se pueden preparar protocolos de actuación para cuando esos fenómenos inciertos se produzcan. Un ejemplo será fácilmente entendido por los ciudadanos españoles. En Enero, una combinación de aire húmedo procedente del Atlántico en las capas bajas de la atmósfera y aire muy frío en las capas altas generó una enorme tormenta de nieve sobre España, y su consiguiente helada.

 

No había protocolos preparados para la actuación de los sistemas de apoyo en estas circunstancias: Nadie sabe bien qué hacer, y no había máquinas suficientes para limpiar las calles ni para repartir sal. Se produjo una parálisis en las instancias oficiales, y la situación solo se arregló con la acción en equipo de los ciudadanos.

 

De la misma manera, cuando aparecen DANAs (digamos, exagerando, micro-huracanes) no hay protocolos para encauzar las aguas, y las imágenes de edificios, vehículos y personas destrozados son tremendas.

 

En Luisiana, y en la costa de los EEUU del Golfo de México, llevan los ciudadanos de la zona, digamos, más de 500 años sometidos a huracanes, y aún no se han diseñado los protocolos para afrontarlos. Las medidas, siempre improvisadas, son medievales (como las de la COVID antes de las vacunas): Huir del huracán y poco más. Se caen los postes de la electricidad, se inundan vías de comunicación y edificios, y mueren personas.

 

Un sistema de cables eléctricos enterrados eliminaría la falta de electricidad tras cada huracán (o nevada en los estados del norte). Múltiples sistemas de desagüe reducirían la invasión de agua en las zonas urbanas. Edificios levantados un par de metros sobre el nivel de la ciudad eliminaría los daños en las viviendas, y un sistema de diques bien diseñados eliminaría el problema del oleaje sobre ciudades y pueblos.

 

Huracanes como el Ida, el Laura, el Katrina, y otros muchos, son dañinos y muy costosos. Mucho más que lo que cuesta un esquema de protocolos de actuación y el acondicionamiento de las ciudades ante los fenómenos extremos. Basta con hacer números.

La energía nuclear sería una fuente limpia de energía, pero hoy es inviable.

La fuerza nuclear es muy intensa, unas 140 veces mayor que la eléctrica y esta es alrededor de cien trillones (españoles) de veces mas intensa que la fuerza de la gravedad, que nos genera un buen golpe si caemos desde lo alto de una escalera de mano de una altura de un par de metros. Esas fuerzas enlazan entre sí los protones y neutrones de los átomos, dando estabilidad a la materia. Pero los protones están cargados positivamente, de manera que se repelen. Llega un momento, cuando juntamos muchos de ellos, que los neutrones que funcionan de pegamento de los núcleos atómicos ya no pueden mantener estos unidos, y esos núcleos se desgarran liberando la fuerza nuclear, que produce un trabajo físico equivalente a una inmensa energía: la energía nuclear.

 

Ahora bien, así como las fuerzas eléctricas pueden ser manipuladas con mucha facilidad, las fuerzas nucleares son esencialmente aleatorias, de manera que para liberar su energía solo podemos juntar entre sí muchos átomos de núcleos inestables de manera que los neutrones liberados en un núcleo estimulen a otros núcleos a romperse, a fisionarse, produciendo una reacción en cadena, que si se deja correr produce una bomba atómica, y si se controla, un reactor atómico que libera enormes cantidades de energía en forma de calor. Y aquí está el problema de la energía nuclear controlada: el calor producido por la rotura de los núcleos, por la fisión. Es curioso que una tecnología del siglo XX funcione como una locomotora de principios del siglo XIX: Produce energía útil calentando agua cuyo vapor mueve turbinas.

 

Aunque hay muchos tipos de centrales nucleares, las que se han establecido como viables son aquellas que tienen cerca del reactor un torre enorme en forma de superficie hiperbólica, en la que el agua que ha capturado el calor de la fisión se desliza por las paredes, vaporizándose y liberando ese calor a la atmósfera.  El problema de las centrales nucleares es su refrigeración. Esta debe hacerse con fluidos neutros, abundantes y baratos, porque se necesitan inmensas cantidades de ellos, y se precisa que no contaminen el ambiente en el que se encuentra la central. Esencialmente, el agua. Las fuerzas nucleares son objeto de investigación de alta sofisticación en la física, pero para su uso práctico funcionan como el carbón.

 

No producen gas carbónico (CO2) pero generan una considerable cantidad de residuos que siguen siendo inestables, es decir, que emiten alguna de las partículas alfa (dos protones con dos neutrones),  beta (electrones) o rayos gamma, todos de de muy alta energía. Estas partículas y rayos son muy energéticos, y actuando sobre los tejidos animales, los modifican, produciendo o muerte directa, o cambios en ls células, lo que llamamos cáncer.

 

Así, la energía nuclear, que no produce cambio climático, y no es cara en su operación, es contaminante en su acción sobre la vida, y precisa de mucha agua para su funcionamiento.

 

Y aquí aparecen de forma muy clara los dos problemas que existen para su utilización generalizada.

 

Como acabamos de ver en estos meses de pandemia producida por una mutación de uno de los innumerables virus que rodean nuestras vidas, los seres humanos reaccionamos de manera irracional, de manera visceral ante los ataques a la vida. El virus COVID-19 ha matado a muchas personas pero, si bien se mira, no a tantas. En España pueden haber muerto unas 100 000 personas, de un colectivo de 47 millones: un 0.21%. La mortalidad (sobre todo infantil) en las sociedades humanas antes de 1800 podía estar en un 10%.

 

La energía nuclear de uso civil ha causado número casi inapreciable de muertes en un número minúsculo de accidentes. Pero las imágenes de las bombas atómicas (más bien nucleares) en Japón y las explosiones de prueba en las islas del Pacífico, así como un cierto número de películas sobre el tema, han introducido en las mentes humanas un miedo irracional a esa energía. Ahora bien, el miedo es totalmente justificado si las cosas se hacen mal. Un reactor nuclear civil no puede explotar como una bomba atómica, pero sí puede fundirse y liberar muchas sustancias radiactivas. Esto exige que las centrales se diseñen con altísimas medidas de seguridad, lo que hace que el tiempo de diseño y construcción de una central de un gigawatio esté en el orden de unos 10 años, resultando así muy cara: unos 10 000 millones de euros. ¿Quién va a invertir esas cantidades teniendo en cuenta el rechazo social?  El miedo hace que no se puedan montar centrales cerca de núcleos de población: En un mundo cada vez más lleno de personas, quedan pocos lugares con agua donde montarlas.

 

Como he dicho, las centrales nucleares exigen una enorme cantidad de agua, y agua garantizada todo el año para su refrigeración. Eso quiere decir que en un país estepario, como es España, no hay muchos lugares donde construirlas. Las centrales exigen zonas no sísmicas: No queremos que un terremoto agriete los blindajes que retienen en su interior las partículas radiactivas (partículas de muy alta energía). Esto elimina gran parte de Andalucía. Las centrales nucleares deben construirse en zonas que permitan una evacuación fácil y rápida: Esto elimina Galicia y el Cantábrico por su topografía montañosa. En las dos mesetas y en el valle del Ebro hay poca agua garantizada todo el año.

 

El resultado del precio, el largo tiempo de diseño y construcción y la falta de agua, añadidos al miedo visceral y los bandazos de aceptación y rechazo, hacen que la energía nuclear, que sería ideal para combatir el cambio climático, y para mantener controlado el precio de la electricidad, no pueda considerarse como una alternativa viable hoy por hoy. Y si no es hoy, no sirve para frenar el cambio climático.

 

Una central fotovoltaica de 1 gigawatio cuesta alrededor de 1 000 millones de euros. Se puede terminar en un año, no presenta riesgos para la vida humana y no necesita agua. Lo mismo ocurre con una central eólica. Las primeras precisan mucho terreno, pero España esta casi vacía. Realmente, con 10 000 km2 de centrales fotovoltaicas tendríamos toda la energía que utilizamos en España. Y España tiene 500 000 km2.

 

La respuesta social y empresarial es clara.

Cambio Climático y COP26

El día 31 de Octubre comienza en Glasgow una más de las “Conferencias de los Interesados” (“Conference of the Parties”) que tratan de conseguir avances en la implantación de medidas eficaces para frenar el Cambio Climático. En la COP21 de Paris, los Estados del mundo se comprometieron por escrito a poner en marcha esas medidas, pero han pasado 6 años y no se vislumbra ningún efecto de las mismas en las emisiones de gases de efecto invernadero. Si observamos la curva de crecimiento de la concentración de CO2: https://keelingcurve.ucsd.edu/ esa concentración ha seguido creciendo exactamente igual que lo ha hecho desde que comenzaron las medidas. Ni siquiera la pandemia ha sido capaz de frenarla.

 

El aumento de concentración de CO2 en la atmósfera y el consiguiente aumento de metano producen, desde ahora y durante al menos 120 años, un aumento de la temperatura media global del planeta, y como expresan todas las medias, un aumento de las temperaturas extremas, entre otras las del Ártico. Este aumento de temperaturas en el Polo Norte cambia la circulación de la atmósfera, y propicia fenómenos como las altísimas temperaturas en el noroeste americano y en Finlandia, inundaciones en Alemania, secuencias constantes de gotas frías en España, incendios, y demás fenómenos meteorológicos. Daños que llegan a los cientos de miles de millones, y que nos empobrecen a todos.

 

Esta COP26 se va a dedicar a los problemas de financiación de las medidas para frenar las emisiones de esos gases contaminantes. Estas medidas no son otras que sustituir la energía obtenida de la quema de combustibles fósiles por la obtenida directamente desde el sol, mediante centrales fotovoltaicas, termosolares y eólicas. Realmente es difícil entender por qué hay problemas de financiación para esto. Las grandes petroleras no tienen esos problemas para lanzar plataformas de extracción en lugares tan inhóspitos como la costa norte de Alaska. Es claro que no tendrían problemas para montar de forma masiva centrales solares de cualquier tipo. Las empresas de fabricación de vehículos no tienen problemas para fabricarlos si sus motores utilizan derivados del petróleo. No tienen, por tanto problemas para hacerlo si sus motores son eléctricos.

 

Ahora bien, con la excusa de que los ciudadanos quieren ahorrarse el empobrecimiento que supone el cambio  climático, esas mismas empresas quieren que esos mismos ciudadanos financien los cambios necesarios en sus factorías, cambios que en buena lógica empresarial deben asumir los empresarios, pues ganarán dinero con ellos, más o menos, más pronto o mas tarde, pero ganarán dinero, como han ganado con las tecnologías anteriores.

 

Una cultura anticapitalista promovida por los propios capitalistas es algo bastante común, pero que se entiende mal, aunque, por ejemplo, ha ocurrido anteriormente con las centrales nucleares españolas. En esta COP26 los Estados deben mantenerse firmes en forzar, mediante los inmensos recursos que detentan, a las empresas a poner las bases de sus futuras ganancias, mediante sus inversiones en el presente. Y de ninguna manera aceptar que esas inversiones deben empobrecer hoy a los ciudadanos.

 

La mitigación del Cambio Climático

La “mitigación” es el conjunto de acciones conducentes a limitar, y en su caso, reducir, el aumento temperatura media global (TMG) del planeta, causada en estas últimas décadas (y con casi total seguridad en las próximas) por la emisión constante de gases poliatómicos (CO2, metano, óxidos nitrosos, clorofluorocarbonos, …) a la atmósfera. Estos gases absorben la radiación infrarroja que emite la superficie de la Tierra, reducen la cantidad de la misma que sale hacia el espacio, y devuelven de nuevo una parte de esa radiación a la superficie. Esto hace que, lentamente, pero sin pausa, aumente la TMG. Un aumento suave, de 2 a 3 ºC de esa TMG implica un aumento brutal de la temperatura de las zonas polares, de entre 10 a 15 ºC, lo que causa el cambio en la circulación de la atmósfera, generando olas de calor, inundaciones, ciclones, y otros fenómenos extremos que producen daños económicos por valor de cientos de miles de millones de euros, daños puros, riqueza irrecuperable, perdida para los seres humanos. Es lo que denominamos Cambio Climático actual. Ha habido, en la historia de la Tierra, otros cambios climáticos, pero a nosotros el que nos interesa es el actual.

 

Por lo expresado aquí arriba, es claro que mitigar el cambio climático actual es posible, siempre que reduzcamos, o anulemos, el uso de los combustibles fósiles como fuente de energía. La riqueza humana es, exclusivamente, la energía que utilizamos. Se puede disfrazar de dinero, éste permite manejar mejor esa energía, es un icono visible de algo difícil de visualizar, pero al final, si analizamos bien, la riqueza humana es exclusivamente la disponibilidad de energía.  La inmensa riqueza humana actual es el resultado de la extracción de energía fósil. Como podemos extraer, hoy, más cantidad de energía directamente del sol que la energía fósil que sacamos de la superficie del planeta, la riqueza de que podemos disponer hoy es varias veces superior a la que nos proporcionan el carbón, el petróleo y el gas. Realmente, soy incapaz de entender la resistencia a esta extracción solar, salvo por  algún tipo de resistencia cultural, por algunos memes incrustados en la sociedad. Podemos ser mucho más ricos que en la actualidad, y a mismo tiempo, mitigar rápidamente el cambio climático actual. Es un caso, como lo de las guerras, por ejemplo, de muy difícil comprensión por parte de cualquier mente con un poquito de racionalidad.

 

Con detalles concretos, ¿cómo podemos realizar la mitigación? Hay dos líneas básicas. Una de ellas es revertir el esquema de gasto inútil de energía propiciado por las grandes petroleras estadounidenses en la primera mitad del siglo XX  y ahorrar energía. Hoy un coche cualquiera se puede mover exactamente igual que cualquier otro gastando 5 litros de gasolina cada 100 kilómetros, en vez de 20 litros como hacían los estúpidamente ineficientes coches estadounidenses, aunque en aquella época los ingenieros podían haber hecho ya coches que gastasen muy poco. Otro ejemplo, éste español, fue poner en los edificios radiadores empotrados en rebajes de los muros, sin aislamiento, debajo de las ventanas. Hemos tirado a la atmósfera, calentándola sin sentido, millones de kilovatios hora, para nada, por un mal diseño desarrollado por los arquitectos de los años ’50 del siglo XX.

 

Por tanto, una de las vías de mitigación consiste en tratar de eliminar el gasto energético inútil. Los edificios deben estar bien aislados, bien orientados dependiendo de su ubicación, en los trópicos o en las regiones nórdicas o sureñas, con sombras producidas por árboles, por ejemplo, y otras muchas estrategias que conocemos muy bien. Las ciudades deben rediseñarse para evitar el dispendio energético que suponen los grandes atascos de las horas “punta”. Los transportes colectivos deben rediseñarse para que sean más apetecibles que los vehículos privados, haciéndolos mas cómodos, limpios, agradables y rápidos que aquellos, sin obligar a nadie a utilizarlos, pero sí haciendo que sean preferibles al tráfico individual. Un sistema forzoso de utilización a lo único que lleva es a que en cuanto cada persona pueda, utilizará el vehículo privado antes que el colectivo.

 

La otra vía de mitigación consiste en utilizar la tecnología actual de captura de energía solar, que ha llegado a ser más barata y eficiente que los propios combustibles fósiles: Las celdas fotovoltaicas, las centrales termosolares y las turbinas eólicas, añadiendo los vehículos eléctricos y en cuanto haya hidrógeno suficiente, las pilas de combustible basadas en este elemento. ¿Hay algún problema, no técnico, para sustituir y cuanto antes, eliminar, los combustibles fósiles? No parece haberlo. Las grandes empresas petroleras, los grandes productores de petróleo , por ejemplo los países del Golfo, los EEUU, pueden, porque tienen terreno desierto más que suficiente, montar todos los sistemas solares que puedan necesitar para consumo propio. Claro, si tomamos como ejemplo el caso de España, que se puede trasladar a otros países, si España captura la energía que hoy emplea comprando combustibles fósiles, mediante sistemas solares propios, deja de importar esa energía. Los exportadores harán lo que sea para que sigamos comprando esos combustibles. Pero este no es un problema para España, es un problema para los exportadores, de manera que España (y cualquier otro país) puede, sin dificultad, eliminar esas importaciones, esos combustibles, caros y contaminantes.

 

Y aquí entra de lleno la conferencia de implicados (COP, o Conference of the Parties) número 26, a celebrar en Glasgow en la primera quincena de Noviembre de este año. Está dedicada a la financiación de la mitigación del Cambio Climático actual. Y esto, para mí, es otro misterio. Si una petrolera cualquiera, puede financiar las extracciones de petróleo del subsuelo americano mediante fracking, o montar, con un coste de miles de millones de dólares, plataformas de extracción de ese combustible contaminante en las costas heladas el norte de Alaska, puede también, perfectamente, financiar cualquier central solar, sin el menor problema. ¿Hay problema de financiación? Veremos cómo se desarrolla esta COP26 del Glasgow, y comentaré, aquí, cuando termine, cuáles han sido sus resultados.

 

 

Tragedia en Centroeuropa: Inundaciones en Alemania, Belgica y Holanda

 

Desde la madrugada del día 17 de Julio se suceden las noticias de inundaciones tremendas en los afluentes del la margen izquierda del Rin, sobre todo en su cauce medio. Las imágenes son dantescas, con hogares arruinados y vehículos destrozados. En España estamos acostumbrados a este tipo de imágenes, pero las víctimas mortales no alcanzan, en cada ocasión, el número de las personas muertas o desaparecidas de aquella región. Es una zona esencialmente plana, no son ramblas como las españolas, o las de los cañones de la cuenca del río Colorado. Por eso la tragedia es más inesperada.

 

La situación del chorro polar los días anteriores muestra un esquema en  invertida sobre el Atlántico central, similar, perro inversa a la que produjo la ola de calor extremo en los estados de Oregón y Washington de los EEUU y la Columbia Británica de. Canadá, que comenté aquí hace unos días..

https://theconversation.com/olas-de-calor-en-el-norte-de-america-y-de-frio-en-espana-las-consecuencias-del-calentamiento-del-polo-norte-163827

 

Estos meandros profundos del chorro polar arrastran con mucha fuerza aire desde regiones lejanas a las zonas de la incidencias meteorológicas. Al ser la situación la de una  invertida, el chorro polar arrastró aire cargado de humedad desde el Atlántico central sobre Europa El meandro anterior al de la Omega invertida inyectó ese aire sobre Cantabria, cruzó España, giró sobre Lombardía y empezó a girar en una baja ciclónica sobre la zona del Rin.

 

Al mismo tiempo el chorro subtropical estaba inyectando aire caliente desde el Sahara sobre Argelia y la Toscana, excitando aún más la baja, el ciclón de Renania.

 

En un momento, este ciclón (realmente, un mini-huracán) empezó a descargar agua sobre los ríos que la llevan al Rin.

 

Los ríos centroeuropeos no están preparados para las inundaciones. Sus bancos son muy bajos, pues lo normal es que el agua circule siempre de manera suave, sin saltar los márgenes. El ciclón que estoy comentando descargó 150 litros de agua en 12 horas. Las descargas de agua en España descargan más litros en menos tiempo, pero este agua se canaliza en las ramblas y sus efectos son más intensos pero mucho más concentrados.

 

El problema de las inundaciones es uno de falta de aceptación de la incertidumbre. Por lo general no se tienen preparados protocolos para estos casos, como tampoco para las olas de calor o los incendios. Se asume que las cosas van a funcionar en l régime promedio, y no se preparan las alternativas para loos casos extremos.  Cuando estos ocurren, se pide ayuda al ejército, a los propios ciudadanos que no pueden hacer nada, a unos sistemas evidentemente infradimensionados. Ocurre en muchos sitios de España ante los incendios forestales. Ocurrió en nuestro país con la helada de Enero, ocurrió hace una década con una ola de calor que mató a muchas personas en París, ocurre una y otra vez, en países tremendamente desarrollados como los EEUU y Europa, y con mucha frecuencia en países como Etiopía y los del golfo de Bengala, sometidos todos los años al monzón índico.

 

En todo el planeta solo los huracanes tienen protocolos preparados frente a la incertidumbre de sus ocurrencias, trayectorias e intensidades. El resto de los fenómenos atmosféricos u oceánicos extremos  parece que resultan siempre sorprendentes. Cuando ocurrió la gran nevada de Enero en España, no había nada preparado para enfrentarse a ella, de forma que los ciudadanos tuvimos que estar mas de una semana aislados en los domicilios. Esta vez, en Alemania, un país muy organizado, no había protocolos para controlar la inundación.

 

Y sin embargo se sabe perfectamente que estos fenómenos extremos están aumentando su frecuencia e intensidad, como consecuencia del Cambio Climático. Cambios climáticos ha habido constantemente en la historia de la Tierra. Los más brutales y recientes han sido las glaciaciones, la ultima de las cuales terminó hace unos 8.000 años, con inundaciones, por la fusión de los glaciares, muchísimo más intensas que estas de ahora. En particular, el deshielo de los Zagros, en las cabeceras del Tigris y el Eúfrates, es casi seguro que produjo la leyenda del “Diluvio Universal” y fue, (con las del Indo, Ganges, e trío amarillo, y el Yangtsé) el cambio hacia la cultura de las ciudades, hacia la “civilización” que nos ha traído hasta aquí. Esos ríos desbordados arrastraban barro, suelo muy fértil, que permitió el desarrollo de la agricultura, la primera revolución energética.

 

Ha habido otros dos cambios climáticos de ámbito más reducido: El óptimo medieval, que lanzó a los pueblos del norte en expediciones de “vikingos” (aventureros) y la Pequeña edad del Hielo, en el reinado de Luis XIV de Francia, cuando fue imposible cultivar las tierras marginales y se produjeron hambrunas por toda Europa.

 

Pero el Cambio Climático que nos interesa y nos preocupa es el actual, que va en dirección contraria a los cambios anteriores y es mucho más intenso que ellos. Las glaciaciones tardaron decenas de miles de años en producirse, y las deglaciaciones, miles de años. El Cambio Climático actual tiene una escala de 200 años, y su intensidad va a llegar a ser tres veces las del óptimo medieval y la Pequeña Edad del Hielo. Y además, en una etapa hacia el enfriamiento del planeta. Adicionalmente, esta vez está producido por el ser humano, en su segunda revolución industrial. Y nos está produciendo desastres considerables y gastos inútiles y tremendos.

 

Podemos frenarlo, y para ello basta con desarrollar la tercera revolución industrial: La energía solar actual, en vez de la energía solar fósil. Podemos hacerlo, tenemos todas las herramientas, no ya en los laboratorios, sin en las tiendas.

 

Pero no lo estamos haciendo.

 

¿Que queremos?

Evolución de la concentración de CO2 en la atmósfera de la Tierra a lo largo de los últimos 365 días.

Antonio Ruiz de Elvira, Universidad de Alcala

En la siguiente figura se puede observar la evolución de la concentración del gas CO2 en la estación de medida del Instituto Scripps de Oceanografía instalada en el volcán Mauna Loa en Hawai. Se eligió ese punto de medida por estar a gran altura en la atmósfera, y lejos de las grandes aglomeraciones humanas de América y Eurasia. Lo que se mide allí es la mejor información sobre la evolución de esa concentración en la atmósfera de nuestro planeta.

A lo largo de los últimos 365 días la evolución ha sido la de la figura que aquí muestro

 

Observamos que el máximo de concentración en el año 2019 ocurrió entre Mayo y Junio, con un valor de 415 partes por millón (ppm). A 14 de Abril de 2020, la concentración medida en Mauna Loa es ya de 416.5 ppm.

La epidemia de SARS-COV-2, o Covid-19 o CoronaVirus, se convirtió en pandemia en Marzo de 2020, y se obligó a buena parte de la población de Europa y America a dejar de utilizar los vehículos propios. Pero no se pudo limitar el movimiento de los camiones, ni en las ciudades, del transporte público. Aunque sí se rebajó el uso de calefacciones en oficinas, no se hizo en las viviendas. Las fábricas que emiten CO2 de forma masiva, de fertilizantes, cemento, siderúrgicas, no se han podido parar.

En Asia se ha seguido emitiendo CO2 en grandes cantidades (entre otras cosas porque una mayoría de centrales eléctricas en China y en India funcionan con carbón).

Como observamos, la reducción en el uso del coche particular, dentro y entre las ciudades, no cambia apreciablemente el aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera. Es posible que si esta reducción en el uso se mantuviese durante 365 días sí tendría algún efecto sobre el aumento de concentración de CO2 en la atmósfera. Pero una reducción de esa concentración exige un cambio radical, no del sistema de movilidad de las personas, sino de las mercancías, de la climatización de los edificios, de la producción de electricidad, de la fabricación de un número enorme de productos. Un cambio radical del uso de la energía.

Mientras no acometamos esa tarea tendremos el resultado que muestro en la siguiente figura

proporcionada por el Centro Nacional de Datos de Hielo y Nieve, de la Universidad de Boulder, Colorado, EEUU.

En los últimos 4 meses la extensión de hielo en las zonas polares ha sido la más baja desde 1981, estando por debajo del rango interdecil en estos últimos 45 días, y habiendo seguido ese interdecil en enero y febrero.

Esta extensión del hielo ártico es la mejor señal del calentamiento global del planeta, y tiene una enorme influencia sobre el tiempo atmosférico en nuestras latitudes templadas.

 

La vida virtual

La epidemia de coronavirus (COVID-19) ha forzado a los españoles, como a los ciudadanos de muchos otros países, a desarrollar una vida virtual.

Los alumnos atienden a la escuela en una pantalla, los profesores hablan a una ordenador, los novios se besan enviando un deseo por escrito, los partidos son de imágenes en las televisiones. Muchas empresas gestionan sus asuntos, sobre todo los financieros, vía teclado y conversaciones telemáticas.

Pero los agricultores tienen que mantener el trabajo físico, real, en el campo y los transportistas llevar, físicamente, los alimentos a las ciudades. Los médicos no pueden intentar curar por ordenador, los enfermos necesitan tubos reales introducidos en sus esófagos.

Se dice que no hay problemas financieros, que los bancos centrales pueden emitir todo el papel que haga falta (más bien, instrucciones telemáticas virtuales). Pero en algún momento ese papel tendrá que llegar a alguna equivalencia con los alimentos, que es lo único que se quiere que se produzca.

Es altamente probable que si pasa la crisis sanitaria, muchas vertientes de la vida se mantengan en el esquema virtual.

Ayer hablaba por teléfono con algunos amigos, familiares. Por el teléfono, sabe uno de ellos. Sabe. Conoce una parte pequeña de lo que hacen y de cómo piensan. Aunque el conocimiento de los demás es siempre escaso, vía teléfono es mucho más fragmentario. Vía Skype o sistemas similares se puede ampliar la información intercambiada, pero sigue siendo una información escasa.

De los 5 sentidos, la telemática usa solo dos, y de manera reducida, pues la transmisión, por muy ancha que sea la banda, comunica mucho menos que la realidad.

Y todo esto se centra en el objetivo de la vida, de la vida humana en particular.

La vida del resto de los seres vivos es adquirir energía para duplicar los genes. Las hormigas habitan el planeta, sin haber cambiado, desde hace 300 millones de años. En cuanto llegan temperaturas moderadas, salen de los hormigueros en busca de comida (energía). Con ella la reina pone huevos, que al cabo de unos días eclosionan para… ¿para qué? Para salir a buscar comida (energía) para que la reina ponga más huevos para…

No tiene el menor sentido ni interés. Es el mismo esquema de los virus que hoy nos atacan: Duplicar sus cadenas de ADN, de manera ciega, sin objetivo alguno.

La vida humana, manteniendo, cómo no puede ser de otra manera ya que somos animales,  el objetivo de la reproducción, desarrolló otra ambición: La ambición de crear.

El ser humano crea, desde su aparición en el universo, crea: Crea melodías y armonías, crea imágenes bidimensionales (pintura y fotografía) y tridimensionales, la escultura, crea estructuras grandes, la arquitectura y la ingeniería civil, crea historias con la literatura. Ha descubierto las leyes de funcionamiento de la naturaleza, incluida la de la reproducción de las cadenas de ADN.

El objetivo de la vida humana no es, como dicen algunas religiones, adorar, servir, ser esclavos de un dios, o eliminar el dolor de volver a nacer.

El objetivo es, siempre que se puede, crear, en grande o en pequeño, crear cada uno, y ayudar a crear a los demás.

Incluso arreglar un jardín para crear belleza en él es crear. Incluso preparar un plato delicioso de comida, es crear.

Crear exige la libertad casi absoluta de cada ser humano, solo limitada porque cada ser humano respete la libertad de los demás.

La libertad no se puede mantener en un sistema de control del estado y de la sociedad.

Y la creación no es posible en un mundo virtual.

Incertidumbre

El ser humano ansía la certidumbre: “¿Me querrás siempre?”, “¿Me pagarás este trabajo?” …

Pero la realidad del mundo es incierta, y ningún esquema mental ni social puede eliminarla.  Aceptar ésta realidad nos da algo más preciado que cualquier certidumbre: La libertad.

Los calvinistas y puritanos, y otros muchos grupos religiosos y sociales, de todas las partes del mundo, asumían y asumen la predestinación: La falta total de libertad, pues, según sus doctrinas, no existe incertidumbre y todo está linealmente establecido por su dios o sus dioses.

Hay muchos físicos que aún asumen el determinismo, pues se fían de unas ecuaciones que predicen el futuro de un sistema físico con certeza a partir del conocimiento del presente.

Pero esto solo se cumple para algunos sistemas especiales, simples, sin interacción con otros, y cuyas ecuaciones son lineales, es decir, del tipo de 2+3 = 5. Si las ecuaciones son no lineales (del tipo (2+3)^2= 25) y los sistemas interaccionan, aunque solo sean dos de ellos, entonces es imposible predecir las trayectorias, ya que los sistemas tienen componentes de aleatorieidad que los hacen inciertos.

Y esto es así para la inmensa mayoría de los sistemas naturales, aunque, claro, los humanos hemos construido máquinas razonablemente predecibles. Razonablemente, pues, por ejemplo, hace unos días no me arrancaba el coche: La máquina, pseudo-determinista, se convirtió en incierta.

El mejor ejemplo de un sistema físico tremendamente simple, que se mueve aleatoriamente, es la unión de dos reglas de longitudes distintas mediante un clavo que las permita oscilar una respecto a la otra:

https://www.youtube.com/watch?v=d0Z8wLLPNE0

Se suele decir en los textos de física al uso que, si pudiésemos fijar siempre las mismas condiciones iniciales, los dos péndulos describirían exactamente las mismas trayectorias altamente irregulares. Pero, ¿cómo puede un físico decir ésto? Todos los físicos saben que es imposible fijar una posición con precisión infinita, que el error es parte intrínseca de la naturaleza, pues esa posición inicial depende de los movimientos de un número del orden de cuadrillones de  interacciones atómicas altamente irregulares. Si la física no es un puro juego matemático, sino un esfuerzo por conocer la realidad de la naturaleza, no podemos decir “los movimientos

son deterministas, pues las ecuaciones así lo son”. Las ecuaciones podrán serlo, pero no lo son las soluciones de esas ecuaciones, que dependen de condiciones iniciales y condiciones de contorno variables.

La naturaleza es incierta a nivel físico, a nivel químico, a nivel biológico, y por lo tanto a nivel humano, y social.

A nivel atómico, no hay átomos aislados. Las interacciones lo son entre un número muy grande de ellos, y son interacciones eléctricas, y por lo tanto, no lineales. Los movimientos de los electrones en los átomos son, por tanto, no deterministas, dentro de las ligaduras correspondientes: De la misma manera que dentro del bombo de la lotería de navidad los movimientos de las bolas son no deterministas, pero están sometidos a la ligadura de moverse dentro de ese bombo, los electrones se mueven de manera no determinista, pero alrededor del núcleo de los átomos, y sus energías solo pueden tener ciertos valores discretos.

Desde las dimensiones más pequeñas a las mayores dimensiones que conocemos, la incertidumbre en los movimientos de los cuerpos es la realidad de la naturaleza.

Esto mismo ocurre en la biología: Cada duplicación genética introduce aleatorieidad. Las especies se mantienen, cambian, desaparecen, sin regla alguna conocida.

El mundo es incierto. Se puede tratar de reducir esa incertidumbre, pero no se puede eliminar.

Si esto es así, lo mejor es reconocerlo.

Un ejemplo puede servir para ilustrar esta idea: En las carreteras se producen averías y accidentes de forma constante, pero aleatoria. Sin embargo, las carreteras no están diseñadas para esos casos. Una avería, un accidente colapsan el tráfico durante horas, porque no existen en esas carreteras arcenes amplios por donde puedan circular las grúas, las ambulancias, los bomberos, la guardia civil.

No se ha asumido la realidad de la incertidumbre a la hora de construirlas y el resultado es evidente: Un desastre para la eficiencia, para el gasto de energía, y para las emisiones de CO2.

Y así con todo. Los políticos podían decir, de manera honrada: “Haré todo lo posible para que las cosas vayan bien, para que vayan mejor, pero habrá problemas.  Lo intentaré, pero no puedo garantizar nada”. Y los votantes deben asumir esa realidad.

Si se reconoce la realidad de la incertidumbre, se puede aplicar de manera sistemática el principio de precaución, que consiste en tener preparadas las alternativas para cuando las cosas no funcionen como se espera que lo hagan: Por ejemplo, tener siempre las reservas económicas necesarias para afrontar sin demasiados problemas crisis como las de 2007-2010. Asumir que puede haber cambio climático, y tener preparadas las alternativas a las posibles sequías, subidas de temperatura, inundaciones y demás efectos del mismo.

Y, sobre todo, dar la bienvenida a esa realidad de la incertidumbre, pues permite la existencia siempre de muchas alternativas a cualquier situación: Nos da acceso a la libertad.

La física de pequeñas y grandes dimensiones

La física de pequeñas y grandes dimensiones

La física, como ciencia positiva, ha exigido siempre tratar temas de investigación sobre la naturaleza que puedan validarse o invalidarse mediante los experimentos independientemente repetidos y las observaciones.

Cualquier tema que, por definición, no pueda ser sometido a experimentos, o a observaciones directas y repetidas, queda fuera de las consideraciones científicas, y entra en el dominio de la especulación o la magia.

Por ejemplo, si se dice que un ruego puede frenar la rotación de la Tierra durante unas horas para continuar esta rotación después, se está enunciando una tontería, que ni siquiera entra en el dominio de la magia y se queda en el del cuento literario.

Cuando decimos que los objetos sólidos de bajo rozamiento con el aire (una plomada con forma de pez, por ejemplo) caen desde un balcón de 19.62 metros de altura (unos 6 pisos) en 2 segundos, estamos afirmando algo que cualquiera puede verificar mediante experimentos independientes y repetidos.

Cuando se  afirma que se han visto fantasmas, o que se ha hablado con los muertos, no hay manera de diseñar experimentos independientes y repetidos que permitan verificar o falsear esas afirmaciones.

Si se deducen causas de efectos observados, esas causas pueden ser cualesquiera, pues de las causas se deducen efectos, pero un cierto efecto puede tener causas diversas incompatibles entre sí.

Por ejemplo, si vemos, desde el balcón mencionado, subir una plomada con forma de pez por delante de nuestros ojos, podemos deducir que los cuerpos sólidos en la superficie de la Tierra suben ellos solos en el aire, o que un fantasma tira de ellos hacia arriba con un hilo también fantasmal, o cualquier otra locura de la imaginación. Solo si comprobamos que cada vez que vemos subir ese objeto, este ha salido de un cañón, y siempre de un cañón de la misma forma y con la misma cantidad de pólvora y el mismo ángulo con respecto al suelo, podemos concluir de la observación del “pez” volador que la causa de esa subida es la explosión de la pólvora en un cañón.

Es decir, de una causa podemos deducir un efecto, pero nunca a la inversa.

En los libros de divulgación de los hechos de la naturaleza se habla con mucha frecuencia del Big-Bang, un fenómeno sugerido por el astrónomo jesuita Georges Lemaitre, que sería una explicación física de los primeros versículos del Génesis del Pentateuco.

Pero el Big-Bang carece de toda posible realidad científica: De haber ocurrido, habría sido un fenómeno único y no repetido, sin causa posible, no susceptible ni de medida ni de observaciones repetidas, y ni siquiera observado como fenómeno, sino deducido de posibles efectos postulados a partir de ese concepto considerado como causa.

En los libros de divulgación científica, cuando tratan de fenómenos de dimensiones menores que las de un protón (el núcleo del átomo de hidrógeno) se habla de partículas que median en las conversiones de otras partículas entre sí. Por ejemplo, se considera lo que se denomina “partículas virtuales” W, que se supone que son necesarias para que un neutrón (lo que hay distinto de los protones en el núcleo de un átomo de Helio, por ejemplo) se convierta en protón, como lo hace cuando ese neutrón está fuera del núcleo de los átomos.

Pero no se ha conseguido medir ni visualizar directamente ninguna de esas “partículas”  virtuales (es decir, irreales), sino solo siempre a partir de sus posibles efectos. (Por cierto, la expresión “realidad virtual” es un oxímoron, una contradictio in terminis, una, como mucho, metáfora, o en realidad, una tontería. Por mucho que la imagen de una comida suculenta en una pantalla  se parezca a una comida real, la “virtual” no se puede ingerir, es decir, no existe, no tiene realidad como comida).

En varios laboratorios de partículas sub-nucleares y con experimentos de alta energía, se han detectado fenómenos tales como la aparición en un punto de un detector, de dos trazas, de un protón y un electrón que aparecen en un mismo punto y luego se mueven en caminos separados. Esto es lo que se mide. De acuerdo con un modelo del universo de partículas sub-nucleares, se deduce que electrón y protón han aparecido como efecto de la conversión de una partícula W en estos electrón y protón, pero la partícula W ni se ve ni se mide.

Con respecto a las variables físicas de las partículas atómicas y sub-nucleares, tales como sus posiciones, velocidades, masas, y como combinación de las masas y velocidades, las energías, se suele decir en los libros y artículos de divulgación que la naturaleza a esos niveles es “bizarra” (weird, en inglés): Si medimos la posición de una de esas partículas con cierta precisión, no podemos conocer su velocidad más que con una gran incertidumbre. Si medimos su velocidad con cierta precisión, no podemos conocer su posición más que con gran incertidumbre, y se compara esto con la medida de la velocidad y posición de un coche, por ejemplo.

Pero nunca se dice que, a nivel atómico y menor, no tenemos energías para medir esas variables mucho menores que las energías de las propias partículas. Al medir, perturbamos el sistema, y ya no mantiene las variables que tenía antes.

No se explica en esos libros y artículos lo que ocurriría si iluminásemos un coche de masa 1000 kilogramos, que se mueve a 108 km/h, iguales a 30 m/s,  con un láser de su misma energía: 0.125 kWh. Si lo hiciésemos, al medir cambiaríamos el coche de posición y le cambiaríamos su velocidad, de manera que no podríamos medir ambas con precisión elevada.

Es esto, sencillamente, lo que ocurre a esos niveles de átomos y menores: Los instrumentos de medida cambian las posiciones y velocidades de lo que medimos. No hay nada extraño ni bizarro: Es sencillamente una consecuencia de los tamaños relativos de las energías de medida y las energías de lo que medimos.

De la misma manera, la ecuación para el movimiento de los electrones alrededor de los núcleos de los átomos, y de los planetas alrededor de las estrellas es la misma, y por consiguiente, ambos sistemas tienen trayectorias prohibidas, niveles discretos de energía. Pero en los átomos pequeños, hidrógeno, helio, litio, y pocos más, esos niveles de energía están muy separados unos de otros, lo que ya no ocurre con los átomos de muchos protones y electrones, como, por ejemplo el uranio, el radio, el radón, en los que los niveles, discretos, están tan juntos, que pueden considerarse continuos.

Esto mismo ocurre en el sistema planetario: Los niveles discretos de energía están tan juntos que, siendo discretos, pueden considerarse continuos. Pero no hay nada distinto, cualitativamente, entre los planetas y los electrones, salvo que en la gravedad solo hay atracción, mientras que en la electricidad hay atracción y repulsión, pero tanto a niveles minúsculos como estelares y mayores.

Eso sí, puesto que los átomos son muy pequeños, y están cargados eléctricamente, sufren billones, trillones de interacciones entre sí, de manera que al moverse los electrones alrededor de los núcleos, sus trayectorias son altamente irregulares, casi aleatorias, dentro de sus respectivos niveles de energía. Por otro lado, los planetas solo interaccionan entre sí por la fuerza gravitatoria. Están tan lejos unos de otros, y hay tan pocos sistemas planetarios en el Universo, (comparados con el número de átomos) que esas interacciones gravitatorias perturban muy poco sus trayectorias.

De nuevo, la física a niveles, digamos humanos y mayores, y la física a niveles atómicos y menores, no son fundamentalmente distintas, sino que su aparente diferencia deriva exclusivamente de las energías relativas de ambos subconjuntos de los cuerpos del universo.

Hay que saber de qué se habla.