El retorno energético de la inversión

Hay 9.000 millones de toneladas de oro disueltas en mar. Y cantidades aun mayores de uranio o de casi cualquier metal que nos interese. El problema es que están disueltos. Su extracción no es rentable porque el coste energético es excesivo. Y algo parecido puede acabar pasando con el petróleo y otras fuentes de energía.

Es impresionante observar las gigantescas plataformas petrolíferas capaces de extraer petróleo a grandes profundidad. Como la Petronius . Una plataforma de más de 600 metros de altura anclada y 43.000 toneladas de peso que esta anclada en un lecho marino situado 500 metros por debajo. Se esta trabajando en pozos que extraer el petróleo a entre 3000 y 5000 metros de profundidad. Incluso se realizan estudios para encontrar y extraer petróleo bajo tres mil metros de agua y cinco kilómetros de lecho marino . Pero el coste energético de perforar hasta esa profundidad es alto. Y cuando el petróleo empieza a agotarse es habitual bombear agua para ayudar a extraerlo. El resultado es que, en los últimos años, el ratio entre la energía extraída y la utiliza en el proceso ha caído desde 25 a 1 hasta solo 15 a 1 . Es el llamado “retorno energético de la inversión” y puede ser un criterio más importante que la simple rentabilidad económica. El problema no es solo que el petróleo se agote o se vuelva más caro. Si el coste energético sigue subiendo puede ser mejor dejarlo bajo tierra que intentar extraerlo.


Una alternativa prometedora es extraer el petróleo pesado que impregna algunas formaciones geológicas en Canadá y otras partes del mundo. Se calcula que hay cerca de un billón de barriles de petróleo . Sin embargo tienen un ratio aun peor. Solo 4 a 1 . Y su explotación, en gigantescas minas a cielo abierto, tiene unos costes ambientales y paisajísticos enormes.


Este problema no es exclusivo del petróleo o de las fuentes de energía fósiles. Los primeros paneles solares producían menos energía , en toda su vida útil, que la necesaria para fabricarlos. Tenían sentido en un satélite a modo de "baterías ultraligeras". O en una casa aislada contando el ahorro de cableado e instalaciones desde la red eléctrica. Pero, en otras aplicaciones, perjudicaban mas que benefician al medio ambiente. Actualmente los paneles han mejorado mucho y este ratio varía desde 4 a 1, en el peor de los casos, hasta 17 a 1 , en emplazamientos con suficiente radiación solar. Ahora mismo no están tan lejos de ser más rentables que el petróleo y esto mejorará en los próximos años.

Pero no debemos olvidar esa lección. Instalar un aerogenerador o un panel solar en lugares donde no produzcan suficiente energía puede ser más perjudicial que beneficioso para nuestro entorno. Se hicieron cosas muy absurdas y poco ecológicas cuando se multiplicaron las subvenciones para la cogeneración. Y este problema puede repetirse. Incluso teniendo buenas intenciones es posible cometer errores. Es necesario hacer cuentas, valorar todas las consecuencias y escoger la mejor alternativa. Por ejemplo, ahorrar energía y evitar la necesidad de generarla.


Categoría: Física

Arroz C4

La evolución no solo provoca cambios visibles. Los cambios de tamaño o color de un ser vivo puede ser muy espectaculares pero los cambios internos pueden tener mucha más importancia. De entre ellos, los cambios en los mecanismos asociados a la fotosíntesis son especialmente importantes para nuestro planeta.

Parafraseando al Paleofreak, puede definirse la evolución selección natural como la reproducción diferencial de una combinaciones de genes. Si unos genes proporcionan alguna ventaja a sus poseedores, eso facilita que la siguiente generación tenga una mayor proporción de individuos que compartan dichos genes y menor del resto. Por ejemplo, si un cazador es más eficaz porque es más rápido, consigue mas alimento y podrá dejar mas descendientes.

En el caso de la fotosíntesis las plantas han desarrollado hasta tres mecanismos alternativos, cada uno de ellos adaptado a un entorno diferente. La variación se encuentra en la forma de retener y utilizar el CO₂. El método más antiguo es la denominada vía de los tres carbonos . Funciona muy bien. Tanto que esta extendido masivamente y el 95% de las plantas lo utilizan. Es el método preferido cuando se dispone de nutrientes abundantes, agua, CO₂, o nitrógeno suficiente y temperaturas moderadas.

Un segundo método es conocido como la vía de los cuatro carbonos. Es algo más complejo y utiliza algunas moléculas diferentes. A cambio es más eficaz y ventajoso cuando la planta se encuentra en condiciones de escasez de agua, nitrogeno o CO₂. Aunque solo representa al 5% de las plantas es utilizado por algunas tan importantes como el maíz o la caña de azúcar.

El tercer método es conocido como metabolismo ácido de las Crassulaceae, en honor al familia de plantas donde se descubrió. Su ventaja es que minimiza el consumo de agua así que generalmente suele encontrarse en ambientes desérticos. Todas plantas obtienen el dióxido de carbono de la atmósfera a través de unos huecos en las hojas llamados estomas. Pero, en este intercambio, las plantas pierden agua, un recurso valioso y, en algunas situaciones, escaso. Para minimizar las perdidas estas plantas captan y retienen el CO₂ por la noche. De día es liberado para participar en el proceso de la fotosíntesis. Este tipo de plantas suele perder de 50 a 100 gramos de agua por cada gramo de CO₂ retenido, frente a 250 a 300 gramos de la vía de los cuatro carbonos y los 400 a 500 gramos de la vía de los tres carbonos.

Al final hay varios caminos para el éxito. Y la evolución no es "supervivencia de los fuertes", más bien una pequeña ventaja para los mejor adaptados. Claro que la mano del hombre también puede intervenir en este proceso. En estos momentos diversos equipos trabajan a lo largo del mundo para intentar proporcionar a las plantas de arroz los genes responsables de la vía de los cuatro carbonos. Su objetivo es mejorar el rendimiento de la producción de arroz entre un 15 y un 20 por ciento. Esperemos que ese sea el mejor camino.


Categoría: Biología

La Luna es una extraña imagen

Puede que la visión de la Luna fuese lo primero que nos impulsó a mirar a las estrellas. Y, a pesar de todo este tiempo, somos incapaces de hacerlo bien. Si observamos la Luna acercase al horizonte veremos como, aparentemente, aumenta su tamaño. Y los científicos siguen discutiendo cual es la causa de este engaño.

La primera pregunta que debemos hacernos es si se trata de un efecto externo, un espejismo de algún tipo. Hay diversos métodos para comprobarlo pero uno de los más impactantes es utilizar una fotografía con varias exposiciones como la siguiente: (Autor & Copyright: Shay Stephens )



Como se ve en la foto el tamaño de la Luna no varia. La fotografía no detecta cambios así que se trata de algo que esta en nuestra cabeza. Otro ejemplo de que no siempre podemos fiarnos de la “realidad”. Así que descartados los efectos físicos y las distorsiones atmosféricas solo cabe pensar que se trata de una ilusión óptica de algún tipo. Nuestro cerebro no percibe bien las distancias y nos engaña sobre el tamaño real.

La primera candidata es la ilusión de Ponzo . En esta ilusión interpretamos que las líneas horizontales tienen diferentes dimensiones porque somos engañados por las líneas convergentes que las rodean. Sus defensores sostienen que arboles, carreteras y otros elementos del paisaje crean el mismo efecto que las lineas de la imagen. Otra teoría sostienen que pueden explicar este hecho basándose en la “Ley de Emmert ” . Según esta teoría los objetos cuya imagen ocupa el mismo tamaño sobre nuestra retina son ajustados en tamaño para nuestro cerebro en función de la distancia percibida. Sin embargo estas teorías tienen un problema, pilotos aéreos alejados de cualquier punto de referencia han informado de la misma ilusión. Tampoco son las únicas y la entrada de Wikipedia incorpora unas cuantas explicaciones mas.

Una última teoría que esta empezando a ganar apoyo se centra en los músculos de nuestros ojos. Cuando observamos un objeto, unos pequeños músculos desplazan los globos oculares para converger en el mismo. El cerebro se ayuda de ese movimiento para calcular la distancia a la que se encuentran y, de alguna forma, este cálculo parece fallar cuando la Luna, o el Sol, se acercan al horizonte. Un artículo que parece apoyarla “The representation of perceived angular size in human primary visual cortex” (formato pdf) fue publicado en Nature el 5 de febrero de este año. El experimento utilizó equipos de resonancia magnética nuclear para estudiar como se procesaba la información visual.

Podéis leer explicaciones mas detalladas (y complejas) aquí . En cualquier caso, y mientras se llega a un consenso sobre el tema, resulta fascinante observar como la simple visión de Luna sigue inspirando a la ciencia.


P.D: Muchas gracias a Jota por sugerirme este tema y proporcionarme el enlace con el artículo de la NASA .

Categoría: Biología