Bajo el calentamiento global se esconde un problema más profundo

Aunque “resolvamos” el calentamiento global, nos enfrentamos a un problema más antiguo y lento. El calor residual podría alterar radicalmente el futuro de la Tierra

El mundo se transformará. En 2050, conduciremos coches eléctricos y volaremos en aviones que funcionarán con combustibles sintéticos producidos mediante energía solar y eólica. Las nuevas tecnologías energéticamente eficientes, que muy probablemente aprovecharán la inteligencia artificial, dominarán casi todas las actividades humanas, desde la agricultura hasta la industria pesada. La industria de los combustibles fósiles estará en la fase final de un declive terminal. La fusión nuclear y otras nuevas fuentes de energía se habrán generalizado. Tal vez incluso nuestro planeta esté orbitado por enormes paneles solares que captarán la energía cósmica de la luz solar y generarán una energía aparentemente infinita para todas nuestras necesidades.

Esa es una de las posibilidades posibles.

Ese es un futuro posible para la humanidad. Es una visión optimista de cómo los cambios radicales en la producción de energía podrían ayudarnos a ralentizar o evitar los peores resultados del calentamiento global. En un informe de 1965, científicos del gobierno estadounidense advirtieron de que nuestro uso continuado de combustibles fósiles provocaría un calentamiento global de consecuencias potencialmente desastrosas para el clima de la Tierra. El informe, uno de los primeros documentos elaborados por el gobierno para predecir una crisis grave causada por las actividades a gran escala de la humanidad, señalaba que las consecuencias probables incluirían temperaturas globales más elevadas, el deshielo de los casquetes polares y la subida del nivel del mar. Con su civilización industrial mundial”, concluía el informe, “el hombre está llevando a cabo sin saberlo un vasto experimento geofísico”, un experimento con un resultado muy incierto, pero con riesgos claros e importantes para la vida en la Tierra.

Desde entonces, hemos vacilado, dudado y discutido sobre qué hacer, pero aún no hemos conseguido tomar medidas serias para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, que siguen aumentando. Los gobiernos de todo el planeta han prometido eliminar gradualmente las emisiones en las próximas décadas y hacer la transición a la “energía verde”. Pero las temperaturas globales pueden estar aumentando más deprisa de lo que esperábamos: algunos científicos del clima se preocupan de que las rápidas subidas puedan crear nuevos problemas y bucles de retroalimentación positiva que podrían acelerar la desestabilización del clima y hacer inhabitables algunas partes del mundo mucho antes de que sea posible la esperada transición.

A pesar de esta sombría visión del futuro, hay razones para que los optimistas alberguen esperanzas debido a los avances en fuentes más limpias de energía renovable, especialmente la energía solar. Hacia 2010, la generación de energía solar representaba menos del 1 por ciento de la electricidad generada por la humanidad. Pero los expertos creen que, para 2027, debido a la caída de los costes, la mejora de la tecnología y el crecimiento exponencial de nuevas instalaciones, la energía solar se convertirá en la mayor fuente mundial de energía para producir electricidad. Si el progreso de las energías renovables continúa, podríamos encontrar una forma de resolver el problema del calentamiento ligado a las emisiones de gases de efecto invernadero. En 2050, los cambios sociales y ecológicos a gran escala podrían habernos ayudado a evitar las peores consecuencias de nuestro uso extensivo de combustibles fósiles.

La energía solar es la mayor fuente mundial de energía para producir electricidad.

Es un reto trascendental. Y no será fácil. Pero esta historia de transformación sólo insinúa la verdadera profundidad de los futuros problemas a los que se enfrentará la humanidad para gestionar nuestro uso de la energía y su influencia sobre nuestro clima.

Como están aprendiendo gradualmente los científicos, aunque resolvamos el problema inmediato del calentamiento relacionado con el efecto invernadero, hay otro problema de calentamiento que crece constantemente por debajo de él. Llamémoslo el problema del “calentamiento profundo”. Este problema más profundo también eleva la temperatura de la superficie de la Tierra pero, a diferencia del calentamiento global, no tiene nada que ver con los gases de efecto invernadero ni con nuestro uso de combustibles fósiles. Se deriva directamente de nuestro uso de la energía en todas sus formas y de nuestra tendencia a utilizar más energía con el tiempo, un problema creado por el inevitable calor residual que se genera siempre que utilizamos energía para hacer algo. Sí, es muy posible que el mundo se haya transformado en 2050. Es posible que los niveles de dióxido de carbono se estabilicen o disminuyan gracias a las tecnologías avanzadas asistidas por inteligencia artificial que funcionan con energía obtenida del sol y del viento. Y puede que la industria de los combustibles fósiles esté dando sus últimos suspiros. Pero seguiremos enfrentándonos a un problema más profundo. Porque el “calentamiento profundo” no se produce por la liberación de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Es un problema inherente a nuestra relación con la energía.

FEncontrar nuevas formas de aprovechar más energía ha sido un tema constante del desarrollo humano. La evolución de la humanidad -desde los primeros modos de caza-recolección hasta la agricultura y la industria- ha implicado grandes aumentos sistemáticos de nuestro consumo de energía per cápita. El historiador y arqueólogo británico Ian Morris estima, en su book Foragers, Farmers, and Fossil Fuels: Cómo evolucionan los valores humanos (2015), que los primeros cazadores-recolectores humanos, que vivían hace más de 10.000 años, “capturaban” alrededor de 5.000 kcal por persona y día consumiendo alimentos, quemando combustible, fabricando ropa, construyendo refugios o mediante otras actividades. Más tarde, cuando nos dedicamos a la agricultura y utilizamos la energía de los animales domésticos, pudimos aprovechar hasta 30.000 kcal al día. A finales del siglo 17, la explotación del carbón y de la energía de vapor supuso otro salto: en 1970, el uso de combustibles fósiles permitía a los humanos consumir unas 230.000 kcal por persona y día. (Cuando pensamos en la humanidad en general como “humanos”, es importante reconocer que la persona media de las naciones más ricas consume hasta 100 veces más energía que la persona media de las naciones más pobres). A medida que ha aumentado la población mundial y se han inventado nuevas tecnologías dependientes de la energía, nuestro consumo mundial de energía ha seguido aumentando.

En muchos aspectos, esto es estupendo. Ahora podemos hacer más con menos esfuerzo y conseguir cosas que eran inimaginables para los inventores de las máquinas de vapor del siglo XVII, por no hablar de nuestros antepasados homínidos. Hemos fabricado potentes máquinas mineras, trenes ultrarrápidos, láseres para telecomunicaciones y equipos de imagen cerebral. Pero estas creaciones, al tiempo que nos ayudan, también están calentando sutilmente el planeta.

Toda la energía que utilizamos los seres humanos -para calentar nuestras casas, hacer funcionar nuestras fábricas, propulsar nuestros automóviles y aviones, o hacer funcionar nuestros aparatos electrónicos- acaba finalmente como calor en el medio ambiente. A corto plazo, la mayor parte de la energía que utilizamos fluye directamente al medio ambiente. Llega allí a través de los gases de escape calientes, la fricción entre los neumáticos y las carreteras, los ruidos generados por los motores potentes, que se esparcen, se disipan y acaban finalmente como calor. Sin embargo, una pequeña parte de la energía que utilizamos se almacena en cambios físicos, como en acero, plástico u hormigón nuevos. Se almacena en nuestras ciudades y tecnologías. A largo plazo, a medida que estos materiales se descomponen, la energía almacenada en su interior también llega al medio ambiente en forma de calor. Esto es una consecuencia directa de los principios bien probados de la termodinámica.

El calor residual planteará un problema tan grave como el calentamiento global por los gases de efecto invernadero

En las primeras décadas del siglo XXI, este calor creado por el simple uso de la energía, conocido como “calor residual”, no es tan grave. Equivale aproximadamente al 2 por ciento del desequilibrio del calentamiento planetario causado por los gases de efecto invernadero, por ahora. Pero, con el paso del tiempo, es probable que el problema sea mucho más grave. Esto se debe a que los humanos tienen una tendencia histórica a descubrir y producir cosas constantemente, creando tecnologías e industrias totalmente nuevas en el proceso: animales domesticados para la agricultura; ferrocarriles y automóviles; transporte aéreo y marítimo mundial; ordenadores personales, Internet y teléfonos móviles. El resultado de estas actividades es que acabamos consumiendo cada vez más energía, a pesar de la mejora de la eficiencia energética en casi todos los ámbitos de la tecnología.

La mayoría de los seres humanos consumimos cada vez más energía.

Durante los dos últimos siglos al menos (y probablemente durante mucho más tiempo), nuestro consumo anual de energía se ha duplicado aproximadamente cada 30 a 50 años. Nuestro consumo de energía parece crecer exponencialmente, una tendencia que tiene visos de continuar. Seguimos encontrando cosas nuevas que hacer y casi todo lo que inventamos requiere cada vez más energía: pensemos en las enormes demandas energéticas de la minería de criptomonedas o en las aceleradas necesidades energéticas de la IA.

Si continúa esta tendencia histórica, los científicos estiman que el calor residual planteará un problema en unos 150-200 años tan grave como el actual problema del calentamiento global por los gases de efecto invernadero. Sin embargo, el calentamiento profundo será más pernicioso, ya que no podremos evitarlo simplemente cambiando de un tipo de energía a otro. Se nos planteará un problema profundo: ¿podemos establecer límites estrictos a toda la energía que utilizamos? ¿Podemos frenar la expansión aparentemente inexorable de nuestras actividades para evitar destruir nuestro propio medio ambiente?

El calentamiento profundo es un problema que se oculta bajo el calentamiento global, pero que cobrará protagonismo cuando consigamos resolver la cuestión más acuciante de los gases de efecto invernadero. Sigue estando fuera de nuestra vista, lo que podría explicar por qué los científicos no empezaron a preocuparse por el problema del “calor residual” hasta hace unos 15 años.

Ouna de las primeras personas que describió el problema fue el astrofísico de Harvard Eric Chaisson, que trató el tema del calor residual en un documento titulado “Calentamiento global a largo plazo por el uso de la energía” (2008). Llegó a la conclusión de que nuestra sociedad tecnológica puede estar enfrentándose a un límite fundamental de crecimiento debido a un “calentamiento global inevitable… dictado únicamente por la segunda ley de la termodinámica, un efecto biogeofísico a menudo ignorado al estimar futuros escenarios de calentamiento planetario”. Cuando envié un correo electrónico a Chaisson para saber más, me contó la historia de su pensamiento sobre el problema:

Fue en un vuelo nocturno, París-Boston [hacia] 2006, tras una reunión de la UNESCO sobre medio ambiente, cuando me di cuenta de que el IPCC estaba pasando algo por alto. Mientras los demás en el avión dormían, yo calculaba algunos números literalmente en el reverso de un sobre… y luego esperaba equivocarme, es decir, esperaba equivocarme al pensar que el mero acto de utilizar energía calienta el aire, por muy ligeramente que lo haga ahora.

La transformación de la energía en calor es uno de los procesos más ubicuos de la física

Chaisson redactó la idea en forma de artículo y lo envió a una revista académica. Dos revisores anónimos estaban ansiosos por que se publicara. Un tercero intentó por todos los medios acabar con él”, dijo Chaisson, alegando que los hallazgos eran “irrelevantes y distraían”. Cuando por fin se publicó, el trabajo tuvo cierta repercusión cuando un periodista se hizo eco de él y apareció como artículo de fondo en la portada de The Boston Globe. Las cifras que Chaisson calculó, predicciones de nuestro creciente calor residual, fueron incluso ejecutadas en un superordenador del Centro Nacional de Investigación Atmosférica de EEUU, por Mark Flanner, profesor de ciencia del sistema terrestre. Flanner, sospechaba entonces Chaisson, probablemente “quería demostrar que estaba equivocado”. Pero, “después de que su máquina funcionara durante muchas horas”, vio los mismos resultados que Chaisson había escrito en el reverso de un sobre aquella noche en el avión.

Por la misma época, también en 2008, dos ingenieros, Nick Cowern y Chihak Ahn, escribieron un artículo de investigación totalmente independiente del trabajo de Chaisson, pero con conclusiones similares. Así fue como me encontré por primera vez con el problema. El estudio de Cowern y Ahn calculó la cantidad total de calor residual que estamos liberando actualmente al medio ambiente, y descubrió que es, ahora mismo, bastante pequeña. Pero, al igual que Chaisson, reconocieron que el problema acabaría agravándose a menos que se tomaran medidas para evitarlo.

Esta es parte de la historia del pensamiento inicial en este campo. Pero estos dos artículos, y algunos otros análisis posteriores, apuntan a la misma inquietante conclusión: lo que yo llamo “calentamiento profundo” será un gran problema para la humanidad en algún momento de un futuro no muy lejano. La fecha precisa dista mucho de ser segura. Puede que sea 150 años, o 400, u 800, pero se trata de un futuro relativamente próximo, no de un futuro lejano de, digamos, miles o millones de años. Es nuestro futuro.

La transformación de la energía en calor es uno de los procesos más ubicuos de la física. Cuando los coches circulan por las carreteras, los trenes rugen por las vías férreas, los aviones surcan los cielos y las plantas industriales transforman las materias primas en productos refinados, la energía se convierte en calor, que es la palabra científica que designa la energía almacenada en los movimientos desorganizados de las moléculas a nivel microscópico. Cuando un avión vuela de París a Boston, quema combustible y lanza gases calientes al aire, genera mucho ruido y levanta estelas de condensación. Estos remolinos de aire dan lugar a remolinos a escalas más pequeñas, que a su vez generan otros más pequeños, hasta que la energía acaba perdiéndose en calor: el aire está un poco más caliente que antes, las moléculas que lo componen se mueven un poco más vigorosamente. Un proceso similar tiene lugar cuando la energía es utilizada por las diminutas corrientes eléctricas del interior de los microchips de los ordenadores, que realizan silenciosamente los cálculos. La energía utilizada siempre acaba en forma de calor. Hace décadas, la investigación del físico de IBM Rolf Landauer demostró que un cálculo que implicara incluso un único bit informático liberaría una cierta cantidad mínima de calor al medio ambiente.

Las leyes de la termodinámica, descritas a mediados del siglo XIX por científicos como Sadi Carnot en Francia y Rudolf Clausius en Alemania, describen cómo ocurre esto. Dos “leyes” clave resumen sus principios fundamentales.

La primera ley de la termodinámica afirma simplemente que la cantidad total de energía nunca cambia, sino que se conserva. En otras palabras, la energía nunca desaparece, sólo cambia de forma. La energía almacenada inicialmente en el combustible de un avión, por ejemplo, puede transformarse en el movimiento energético del avión. Enciende un calentador eléctrico, y la energía inicialmente retenida en las corrientes eléctricas se transforma en calor, que se propaga por el aire, las paredes y el tejido de tu casa. La energía total sigue siendo la misma, pero cambia notablemente de forma.

Estamos generando calor residual todo el tiempo con todo lo que hacemos

La segunda ley de la termodinámica, igualmente importante, es más sutil y afirma que, en los procesos naturales, la transformación de la energía siempre pasa de formas más organizadas y útiles a formas menos organizadas y menos útiles. En el caso de un avión, la energía concentrada inicialmente en el combustible para aviones acaba disipándose en vientos agitados, sonidos y calor repartidos por vastas zonas de la atmósfera de forma en gran medida invisible. Lo mismo ocurre con el calentador eléctrico: la energía útil organizada en las corrientes eléctricas se disipa y se esparce en el calor de bajo grado de las paredes, y luego se filtra al aire exterior. Aunque la cantidad de energía sigue siendo la misma, se transforma gradualmente en formas menos organizadas, menos utilizables. El punto final del proceso energético produce calor residual. Y lo estamos generando todo el tiempo con todo lo que hacemos.

Datos sobre el consumo mundial de energía muestra que, colectivamente, todos los seres humanos de la Tierra consumen actualmente unos 170.000 teravatios-hora (TWh), que es mucha energía en términos absolutos: un teravatio-hora es la energía total consumida en una hora por cualquier proceso que utilice energía a razón de 1 billón de vatios. Esta enorme cifra no es sorprendente, ya que representa toda la energía que utilizan cada día los miles de millones de coches y hogares de todo el mundo, así como la industria, la agricultura, la construcción, el tráfico aéreo, etc. Pero, a principios del siglo XXI, el calentamiento procedente de esta energía es aún mucho menor que el calentamiento planetario debido a los gases de efecto invernadero.

Las concentraciones de gases de efecto invernadero como el CO2 y el metano son bastante pequeñas, y sólo suponen una diferencia fraccionaria en la cantidad de energía solar que queda atrapada en la atmósfera, en lugar de volver al espacio. Aun así, esta diferencia fraccionaria tiene un efecto enorme porque la corriente de energía que llega del Sol a la Tierra es muy grande. Las actuales estimaciones de este desequilibrio energético de efecto invernadero se sitúan en torno a 0,87 W por metro cuadrado, lo que se traduce en una cifra de energía total unas 50 veces mayor que nuestro calor residual. Esto es tranquilizador. Pero como Cowern y Ahn escribieron en su artículo de 2008, no es probable que las cosas sigan así con el tiempo, porque nuestro consumo de energía sigue aumentando. A menos que encontremos alguna forma radical de romper la tendencia a utilizar cada vez más energía.

Ona objeción habitual a la idea del calentamiento profundo es afirmar que el problema no se planteará realmente. ‘No te preocupes’, podría decir alguien, ‘con una tecnología eficiente, encontraremos formas de dejar de utilizar más energía; aunque acabemos haciendo más cosas en el futuro, utilizaremos menos energía’. Esto puede sonar plausible al principio, porque de hecho cada vez somos más eficientes en el uso de la energía en la mayoría de los ámbitos de la tecnología. Nuestros coches, electrodomésticos y ordenadores portátiles hacen más con menos energía. Si la eficiencia sigue mejorando, ¿quizás podamos aprender a hacer funcionar estas cosas casi sin energía? No es probable, porque la eficiencia energética tiene sus límites.

En las últimas décadas, la eficiencia de la calefacción en los hogares -incluidos los hornos de gas y petróleo y las calderas utilizadas para calentar agua- ha aumentado de menos del 50% a bastante más del 90% de lo teóricamente posible. Es una buena noticia, pero no se puede conseguir mucha más eficiencia en la calefacción básica. La eficiencia de la iluminación también ha mejorado enormemente, y la moderna iluminación LED convierte en luz algo así como el 70% de la energía eléctrica aplicada. Ganaremos algo de eficiencia a medida que la iluminación antigua se sustituya completamente por LED, pero no queda mucho margen para futuras mejoras de la eficiencia. Límites de eficiencia similares surgen en el cultivo o cocinado de alimentos; en la fabricación de coches, bicicletas y dispositivos electrónicos; en el transporte, cuando nos llevan de un lugar a otro; en el funcionamiento de motores de búsqueda, software de traducción, GPT-4 u otros modelos de gran lenguaje.

Incluso si consiguiéramos una mayor eficiencia en el uso de la energía eléctrica, la eficiencia de los motores de búsqueda sería mucho mayor.

Incluso si logramos mejoras significativas en la eficiencia de estas tecnologías, sólo habremos ganado un poco de tiempo. Estos cambios no retrasarán mucho la fecha en que el calentamiento profundo se convierta en un problema con el que debamos contar.

La optimización de la eficiencia es sólo un respiro temporal, no un cambio radical en nuestro futuro humano

Como experimento mental, supongamos que pudiéramos mejorar inmediatamente la eficiencia energética de todo lo que hacemos por un factor de 10, una propuesta fantásticamente optimista. Es decir, imagina que la producción de energía de los seres humanos en la Tierra se ha reducido 10 veces, de 170.000 TWh a 17.000 TWh. Si nuestro consumo de energía sigue aumentando, duplicándose cada 30-50 años más o menos (como ha ocurrido durante siglos), entonces se producirá un aumento de 10 veces en el calor residual en poco más de tres veces, lo que equivale a unos 130 años: 17.000 TWh se duplican a 34.000 TWh, que se duplican a 68.000 TWh, que se duplican a 136.000 TWh, y así sucesivamente. Todas esas mejoras en la eficiencia energética se evaporarían rápidamente. La fecha en que se produzca el calentamiento profundo retrocedería unos 130 años, pero no mucho más. Optimizar la eficiencia es sólo un aplazamiento temporal, no un cambio radical en nuestro futuro humano.

Las mejoras en la eficiencia energética también pueden tener un efecto inverso en nuestro consumo total de energía. Es fácil pensar que si hacemos que una tecnología sea más eficiente, entonces consumiremos menos energía gracias a ella. Pero los economistas son muy conscientes de un efecto paradójico conocido como “rebote”, por el que la mejora de la eficiencia energética, al abaratar el uso de una tecnología, conduce en realidad a un uso más generalizado de esa tecnología, y también a un mayor consumo de energía. El ejemplo clásico, señalado por el economista británico William Stanley Jevons en su libro La cuestión del carbón (1865), es la invención de la máquina de vapor. Esta nueva tecnología podía extraer energía de la combustión del carbón de forma más eficiente, pero también hizo posibles tantas aplicaciones nuevas que aumentó el uso del carbón. Un reciente estudio de economistas sugiere que, en toda la economía, tales efectos de rebote podrían tragarse fácilmente al menos el 50 por ciento de cualquier aumento de eficiencia en el uso de la energía. Algo parecido ha ocurrido ya con las luces LED, para las que se han encontrado miles de nuevos usos.

Si el aumento de la eficiencia no nos da mucho tiempo, ¿qué hay de otros factores, como la reducción de la población mundial? En general, los científicos creen que la población humana actual de más de 8.000 millones de personas está muy por encima de los límites de nuestro planeta finito, sobre todo si una gran parte de esta población aspira a los estilos de vida de las naciones ricas, que consumen muchos recursos. Algunas estimaciones sugieren que una población más sostenible podría ser más bien 2.000 millones, lo que podría reducir significativamente el uso de energía, potencialmente por un factor de tres o cuatro. Sin embargo, ésta no es una solución real: de nuevo, como con el ejemplo de la mejora de la eficiencia energética, una reducción única de nuestro consumo de energía en un factor de tres será rápidamente engullida por un aumento inexorable del consumo de energía. Si la población de la Tierra se redujera repentinamente a 2.000 millones -aproximadamente una cuarta parte de la población actual- nuestras ganancias energéticas serían inicialmente enormes. Pero esas ganancias se borrarían en dos tiempos de duplicación, o aproximadamente en 60-100 años, ya que nuestra demanda de energía se cuadruplicaría.

So, ¿por qué no habla más gente de esto? El problema del calentamiento profundo está empezando a recibir más atención. Recientemente lo mencionó en Twitter el científico climático alemán Stefan Rahmstorf, quien advirtió que la fusión nuclear, a pesar del entusiasmo por los recientes avances, no llegará a tiempo para salvarnos de nuestro calor residual, y podría empeorar el problema. Al proporcionar otra fuente barata de energía, la energía de fusión podría acelerar tanto el crecimiento de nuestro consumo energético como el cálculo del calentamiento profundo. Un alumno de Rahmstorf, Peter Steiglechner, escribió su máster tesis sobre el problema en 2018. El reconocimiento del calentamiento profundo y sus implicaciones a largo plazo para la humanidad se está extendiendo. Pero, ¿qué podemos hacer ante el problema?

Evitar o retrasar el calentamiento profundo implicará ralentizar el aumento de nuestro calor residual, lo que significa restringir la cantidad de energía que utilizamos y también elegir fuentes de energía que agraven el problema lo menos posible. A diferencia de la energía procedente de los combustibles fósiles o de la energía nuclear, que se suman a nuestra carga de energía residual, las fuentes de energía renovables interceptan la energía que ya está en camino hacia la Tierra, en lugar de producir calor residual adicional. En este sentido, el problema del calentamiento profundo es otra razón para buscar fuentes de energía renovables como la solar o la eólica en lugar de alternativas como la fusión nuclear, la fisión o incluso la energía geotérmica. Si obtenemos energía de cualquiera de estas fuentes, estamos liberando nuevos flujos de energía en el sistema terrestre sin hacer una reducción compensatoria. En consecuencia, todas esas fuentes se sumarán al problema del calor residual. Sin embargo, si las fuentes de energía renovables se despliegan correctamente, no tienen por qué sumarse a nuestra deposición de calor residual en el medio ambiente. Al utilizar esta energía, no producimos más calor residual del que habría creado la luz solar en primer lugar.

Pongamos el ejemplo de la energía eólica. En primer lugar, la luz solar pone en movimiento los vientos al calentar partes del planeta de forma desigual, provocando grandes células de convección. A medida que el viento se agita en la atmósfera, sopla a través de los árboles y sobre las montañas y las olas, la mayor parte de su energía se convierte en calor, que acaba en los movimientos microscópicos de las moléculas. Si recogemos parte de esta energía eólica mediante turbinas, también se convertirá en calor en forma de energía almacenada. Pero, sobre todo, no se genera más calor que si no hubiera turbinas para captar el viento.

Lo mismo puede ocurrir con la energía eólica.

Lo mismo puede ocurrir con la energía solar. En un conjunto de células solares, si cada célula sólo recoge la luz solar que incide sobre ella -que normalmente habría sido absorbida por la superficie de la Tierra-, las células no alteran la cantidad de calor residual que se produce al generar energía. La luz que habría calentado la superficie de la Tierra entra en las células solares, es utilizada por las personas para algún fin, y más tarde acaba como calor. De este modo reducimos la cantidad de calor que absorbe la Tierra exactamente en la misma cantidad que la energía que extraemos para uso humano. No contribuimos al calentamiento global del planeta. Esto mantiene la carga de energía residual sin cambios, al menos en un futuro relativamente próximo, aunque sigamos extrayendo y utilizando cantidades cada vez mayores de energía.

Cubrir los desiertos con paneles oscuros absorbería mucha más energía que el suelo del desierto

Chaisson resumió el problema con bastante claridad en 2008:

Ahora soy de la opinión… de que cualquier energía que se extraiga en la Tierra -incluidos todos los combustibles fósiles, por supuesto, pero también la nuclear y la geotérmica de origen subterráneo- producirá inevitablemente calor residual como subproducto del uso que la humanidad hace de la energía. La única excepción es la energía que llega de más allá de la Tierra, es decir, la energía que está aquí y ahora y no ha sido desenterrada, es decir, las muchas energías solares (en plural) causadas por los rayos del Sol que aterrizan aquí a diario… La necesidad de evitar el calor residual es, de hecho, el argumento científico más sólido para adoptar las energías solares de todo tipo.

Pero no cualquier método de captación de energía solar evitará el problema del calentamiento profundo. Para ello se requiere una ingeniería cuidadosa. Por ejemplo, cubrir los desiertos con paneles solares contribuiría al calentamiento planetario porque los desiertos reflejan gran parte de la luz incidente hacia el espacio, de modo que nunca es absorbida por la Tierra (y por tanto no produce calor residual). Cubrir los desiertos con paneles oscuros absorbería mucha más energía que el suelo del desierto y calentaría más el planeta.

También nos enfrentaremos a graves problemas a largo plazo si nuestro apetito energético sigue aumentando. Los futuristas sueñan con tecnologías desplegadas en el espacio donde enormes paneles absorberían la luz solar que, de otro modo, habría pasado de largo por la Tierra y nunca habría entrado en nuestra atmósfera. En última instancia, creen, esta energía podría transportarse a la Tierra. Al igual que la energía nuclear, estas tecnologías añadirían una fuente de energía adicional al planeta sin que se produjera una eliminación compensatoria del calentamiento producido por la luz solar que incide actualmente sobre la superficie de nuestro planeta. Cualquier esfuerzo por producir más energía de la que normalmente está disponible a partir de la luz solar en la superficie de la Tierra sólo empeorará nuestros problemas de calentamiento.

DEl calentamiento es simplemente una consecuencia de las leyes de la física y de nuestra naturaleza inquisitiva. Parece que está en nuestra naturaleza aprender constantemente y desarrollar cosas nuevas, cambiando nuestro entorno en el proceso. Durante miles de años, hemos cosechado y explotado cantidades cada vez mayores de energía en esta búsqueda, y parece que estamos preparados para continuar por este camino con la rápida expansión del uso de fuentes de energía renovables, y quizás incluso de fuentes más novedosas como la fusión nuclear. Pero este camino no puede continuar indefinidamente sin consecuencias.

La lógica de que más energía equivale a más calentamiento plantea un profundo dilema para nuestro futuro. Las leyes de la física y los hábitos arraigados en nosotros desde nuestra larga historia evolutiva nos dirigen hacia el problema. Puede que tengamos una solución tecnológica para el calentamiento por gases de efecto invernadero -basta con cambiar los combustibles fósiles por fuentes de energía más limpias-, pero no hay ningún truco técnico que nos saque del problema del calentamiento profundo. Eso no impedirá que algunos científicos lo intenten.

Quizás, creyendo que la humanidad es incapaz de reducir su consumo de energía, adoptemos un plan fantástico para enfriar el planeta, como la refrigeración a escala planetaria o el uso de tornados artificiales para transportar el calor de la superficie de la Tierra a la atmósfera superior, donde puede irradiarse al espacio. Por descabellados que parezcan estos planteamientos, los científicos han reflexionado seriamente sobre estas y otras ideas igualmente extrañas, que parecen totalmente propias de la ciencia ficción. Son planes que probablemente empeorarán el problema, no lo mejorarán.

Necesitaremos transformar la historia humana. Debe convertirse en una historia de hacer menos, no más

Veo varias posibilidades sobre cómo podríamos responder en última instancia. Al igual que con el calentamiento por gases de efecto invernadero, probablemente habrá un periodo inicial de incredulidad, negación e inacción, mientras continuamos con el avance tecnológico sin restricciones y el uso creciente de energía. Nuestro planeta seguirá calentándose. Tarde o temprano, sin embargo, ese calentamiento provocará graves alteraciones del medio ambiente terrestre y de sus ecosistemas. No podremos ignorar esto durante mucho tiempo, y puede que proporcione un contrapeso natural a nuestro uso de la energía, ya que se erosionará nuestra capacidad técnica y social para generar y utilizar cada vez más energía. Puede que al final lleguemos a un equilibrio incómodo en el que sólo sobrevivamos a duras penas en un planeta caliente y en peligro, porque carecemos de la capacidad moral y organizativa para restringir nuestro uso de la energía lo suficiente como para mantener un medio ambiente sano.

La alternativa requeriría un cambio de mentalidad.

Una alternativa requeriría una ruptura radical con nuestro pasado: utilizar menos energía. Encontrar una forma de utilizar menos energía representaría una ruptura verdaderamente fundamental con toda la historia de la humanidad, algo totalmente novedoso. Una ruptura de esta magnitud no será fácil. Sin embargo, si pudiéramos aprender a considerar las restricciones en nuestro uso de la energía como un elemento no negociable de la vida en la Tierra, podríamos seguir haciendo muchas de las cosas que nos hacen esencialmente humanos: aprender, descubrir, inventar, crear. En este escenario, cualquier nueva tecnología útil que entre en uso y empiece a utilizar mucha energía requeriría una reducción equilibrada del uso de energía en otros lugares. De este modo, podríamos seguir con un futuro perpetuamente nuevo, y posiblemente mejor.

Nada de esto es fácil de conseguir y probablemente reflejará nuestras luchas actuales para llegar a acuerdos sobre el calentamiento de los gases de efecto invernadero. Habrá disputas despiadadas, discusiones y una profunda polarización, muy posiblemente guerras importantes. La humanidad nunca se ha enfrentado a un reto de esta magnitud, y supongo que no lo afrontaremos ni rápida ni fácilmente. Pero debemos hacerlo. El calentamiento planetario está en nuestro futuro, en un futuro muy próximo y también más lejano. A mucha gente le resultará sorprendentemente difícil tragar esta conclusión, quizá porque implica restricciones fundamentales para nuestro futuro aquí en la Tierra: no podemos seguir utilizando cada vez más energía y, al mismo tiempo, esperar que el clima del planeta permanezca estable.

El mundo probablemente se calentará en el futuro.

Es probable que el mundo se haya transformado para 2050. Y, en algún momento después de eso, tendremos que transformar la historia humana. El arco narrativo de la humanidad debe convertirse en una historia de innovación y aprendizaje continuos, pero también de gestión cuidadosa. Debe convertirse en una historia, en términos energéticos, de hacer menos, no más. No hay tecnología para escapar por completo del calor residual, sólo técnicas.

Es importante recordar esto mientras nos enfrentamos al reto extremadamente urgente del calentamiento relacionado con el uso de combustibles fósiles y los gases de efecto invernadero. El calentamiento global es sólo el principio de nuestros problemas. Es un campo de pruebas para ver si podemos gestionar una respuesta inteligente y coordinada. Si podemos hacer frente a este reto, puede que estemos mejor preparados, seamos más capaces y resistentes como especie para afrontar uno aún más difícil.

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Mark Buchanan

es físico y escritor científico. Ha sido redactor en Nature y New Scientist, y su trabajo se ha publicado en Science, The New York Times y Wired, entre otros. Anteriormente fue columnista de Bloomberg Opinion y actualmente escribe una columna mensual para Nature Physics. Su último libro es Pronóstico: Lo que la física, la meteorología y las ciencias naturales pueden enseñarnos sobre economía (2013). Vive en Dorset (Inglaterra)

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