Tecnologías contra el cambio climático parte 1
Una mirada a las tecnologías más prometedoras para reducir el acelerado ritmo al cual se viene calentando nuestro planeta.
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Esta entrada está basada en varios artículos periodísticos, así como en múltiples informes gubernamentales y de organizaciones multilaterales y sin ánimo de lucro.
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Ahora sí, a lo que vinimos:
2023 fue el año más caliente registrado por la humanidad… de lejos. No sólo la temperatura global fue 1.48 grados Celsius superior a la de los niveles previos a la Revolución Industrial, sino que quizás fue la más alta en los últimos cien mil años de nuestro planeta.
Este hito nos dejó muy cerca de superar lo que sería el primer gran punto de inflexión en el proceso de cambio climático del planeta Tierra: un incremento superior a 1.5 grados Celsius respecto de los niveles que antecedieron a la Revolución Industrial. En este punto, argumentan los expertos, se desencadenarían espirales viciosas de retroalimentación entre múltiples sistemas climáticos que acelerarían el ritmo de deterioro de la situación. Y, de hecho, en varios meses del año pasado cruzamos ese umbral, anticipándonos varios años a lo que los modelos computacionales predecían.
Según esa narrativa, hasta ahora estaríamos empezando a presenciar los efectos más nocivos que el dramático calentamiento del planeta tiene sobre nuestras vidas: inundaciones, huracanes, sequías y, en general, mayor variabilidad de las condiciones climáticas con las que tenemos que lidiar.
Ante este curso reciente de los hechos, las nuevas previsiones apuntan a un incremento de hasta 4 grados Celsius antes de finalizar el siglo, a menos de que tomemos acciones decididas y oportunas al respecto. Y es con este sentido de urgencia que cada vez más actores, públicos y privados, están tratando de enmendar esta situación lo antes posible.
Y lo cierto es que, a pesar de que la mayoría de los titulares hoy son desalentadores, hay muchos motivos para ser optimista respecto del futuro. Gobiernos, organizaciones sin ánimo de lucro y sector privado vienen trabajando, con relativo éxito, en un variado y poderoso arsenal de estrategias para combatir el cambio climático, no sólo encaminadas a reducir el ritmo al cual se viene calentando nuestro planeta, sino, más importante aún, enfocadas en reversar el calentamiento hasta ahora experimentado.
Bajo este entendido, en esta serie de dos partes buscaremos cubrir, a muy alto nivel, aquellas estrategias/tecnologías más prometedoras en cada uno de estos dos frentes de lucha con el ánimo de darles una pequeña dosis de optimismo, orgullo y motivación respecto de las capacidades de nuestra especie.
Tecnologías para disminuir las emisiones
Quizás la manera más eficaz y pedagógica de aproximarnos a los problemas y soluciones en el frente de la emisión de gases de efecto invernadero (todos aquellos que contribuyen al calentamiento del planeta) es entender sus fuentes. Para ello, usualmente se suelen agrupar en cinco categorías: industria y manufactura, electricidad, agricultura, transporte y construcciones.
Como lo recoge la figura anterior, el grueso de la carga contaminante reposa en la industria y la generación de electricidad, quizás chocando con el imaginario popular de que son los diferentes medios de transporte los que más impactan en el proceso de calentamiento global. Con esa nota a un lado, y teniendo una mejor perspectiva del impacto que cada sector tiene sobre el problema como un todo, pasemos a dar una mirada a algunos de los desarrollos más notables que se están dando en cada uno de estos.
Industria y manufactura
Un hecho que me resultó particularmente sorprendente es que la fabricación de cemento y acero representa una porción significativa de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial; quizás por mi absoluto desconocimiento sobre su proceso de manufactura (para más detalles, pueden consultar este artículo de la BBC).
Afortunadamente, son múltiples las empresas innovadoras que están desarrollando tecnologías para optimizar este proceso de producción, de modo que sea más amigable con el medioambiente. Boston Metal, por ejemplo, está avanzando en la producción de acero utilizando electricidad en lugar de carbón, lo que podría llevar a la fabricación de acero sin emisiones de gases contaminantes, siempre y cuando la electricidad provenga de fuentes renovables (siguiente punto).
Por otro lado, compañías como CarbonCure y Ecocem están desarrollando y perfeccionando métodos para producir cemento con procesos de baja emisión de carbono. Otras, como Brimstone, están explorando formas de fabricar cemento que no sólo reduzca las emisiones, sino que también capture el dióxido de carbono directamente del aire (más detalle en la siguiente entrada de esta serie), contribuyendo aún más a la mitigación del cambio climático.
Generación de electricidad
Al margen de las ampliamente conocidas fuentes de energía renovable, como la hídrica, la solar y la eólica (que, por cierto, pueden ser considerablemente nocivas para el medioambiente, como la construcción y operación de represas y la fabricación de páneles solares o turbinas eólicas), en este apartado quisiera enfocarme en dos tecnologías que me resultan particularmente prometedoras: la fisión y la fusión nuclear.
La fisión nuclear, que ha tenido un nuevo aire en la cultura popular gracias a la magistral película de Christopher Nolan, Oppenheimer, implica dividir los núcleos de los átomos de elementos pesados e inestables, como el uranio y el plutonio, para liberar energía.
Aunque eventos catastróficos, como el desastre nuclear de Chernobyl en los años 80 o el de Fukushima hace casi quince años, restaron popularidad y legitimidad a este tipo de alternativas, la realidad es que las tecnologías modernas de fisión nuclear están diseñadas para ser mucho más seguras y eficientes que sus antecesoras, minimizando los residuos nucleares y el riesgo de accidentes y maximizando la producción de energía.
Estas nuevas tecnologías en fisión nuclear se apalancan en buena medida en el diseño y construcción de reactores modulares pequeños (SMRs, por sus siglas en inglés), que son más pequeños y más eficientes que las grandes plantas que tenemos en el imaginario (las enormes chimeneas blancas), y pueden construirse en fábricas y ensamblarse in situ. Estos SMRs son diseñados para ser más seguros, con menores riesgos de fusión nuclear y pueden apagarse automáticamente en situaciones de emergencia sin intervención humana. Además, algunos reactores avanzados están diseñados para utilizar combustible nuclear gastado, lo que puede reducir significativamente los desechos radiactivos.
Emprendimientos, como TerraPower, están utilizando este tipo de reactores, junto con otras tecnologías innovadoras (como utilizar sal en el proceso de reacción nuclear) para empujar la frontera de costo-efectividad y seguridad de este tipo de soluciones energéticas.
Hay quienes estiman que reconvertir la mayoría de nuestra matriz energética hacia la fusión nuclear moderna, sería la forma más económica y eficiente de resolver los problemas de suficiencia eléctrica y calentamieto global de la humanidad.
Por otro lado, también apalacándose en el increíble potencial energético que albergan los átomos, está la fusión nuclear, que consiste en combinar núcleos ligeros, como el del hidrógeno, para formar núcleos más pesados, como el del hélio, liberando enormes cantidades de energía en el proceso, que es como las estrellas, como nuestro sol, operan.
Si bien el chiste entre la comunidad científica es que "la fusión nuclear siempre está a treinta años de distancia", recientemente se han alcanzado hitos notables, como la denominada ganancia neta de energía en un laboratorio del gobierno estadounidense a finales del año pasado, en donde el sistema logra producir más energía de la que requirió para funcionar. De seguir por esta senda, la fusión nuclear pronto (algunos estiman que es realista pensar en que la primera planta opere comercialmente hacia 2040-2050) podría representar una fuente de energía casi inagotable, económica y "limpia", toda vez que produce pocos residuos nucleares y no emite dióxido de carbono.
Al respecto, proyectos como el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, por sus siglas en inglés), en donde más de 35 gobiernos nacionales cooperan con el objetivo de desarrollar a gran escala esta aternativa energética, y empresas privadas como Commonwealth Fusion Systems y Helion parecieran decididas en llevarnos a este futuro distópico en menos de 30 años.
Agricultura
La mayor fuente de contaminación en este sector es la ganadería. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés), el ganado para consumo humano representa cerca del 15% de las emisiones de gases de efecto invernadero en el mundo.
Quizás uno de los principales escollos en la transición al consumo de alimentos de orígen vegetal, menos costosos medioambientalmente (y algunos dirían que éticamente superiores), pasa por los perfiles de sabores: el cerebro humano está programado evolutivamente para añorar la grasa animal, pues es de los alimentos más densos en calorías y ricos en nutrientes a su disposición.
Es por esto que empresas como Savor Foods están desarrollando tecnologías para sintetizar/emular este tipo de grasas a partir de moléculas de dióxido de carbono e hidrógeno, lo que podría ofrecer una alternativa sostenible a estas fuentes de alimentos. Más aún, esta innovación no sólo promete reducir la dependencia de la agricultura animal, sino que también contribuiría a la captura de directa de dióxido de carbono desde la atmosfera (como decíamos, más detalles en la siguiente entrada de esta serie).
De manera similar, otros emprendimientos, como C16 Biosciences, utilizan procesos de fermentación para producir un sustituto del aceite de palma. Esto es de particular importancia, pues, como la carne animal, este producto es casi que ubicuo en nuestra industria alimentaria moderna y tiene devastadoras consecuencias ambientales, promoviendo la deforestación de decenas de miles de hectáreas de bosques y selvas vírgenes alrededor del mundo y, en el proceso, liberando miles de toneladas de gases contaminantes a la atmosfera.
Se estima que en 2018 la tala y quema de las selvas de Malasia para sembrar palma aceitera representó el 1.4% de todas las emisiones de dióxido de carbono en el mundo, más que toda la industria global de la aviación en ese mismo año.
Adicionalmente, en la agricultura, una fuente clave de calentamiento global pasa por el uso de fertilizantes sintéticos que liberan óxido nitroso, un poderoso gas de efecto invernadero. Por ello, empresas como Pivot Bio están innovando en este campo a través del uso de microbios modificados genéticamente para suministrar nitrógeno directamente a las plantas, eliminando la necesidad de usar fertilizantes sintéticos y reduciendo notablemente las emisiones de gases de efecto invernadero consigo.
Lo mejor es que todas estas tecnologías no sólo apuntan a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que también buscan reconfigurar la producción agrícola para ser más amigable con la fauna y flora de nuestro medioambiente y sostenible a largo plazo.
Transporte
En el ámbito del transporte, con el que solemos estar más familiarizados, hay innovaciones significativas en curso encaminadas a mejorar la sostenibilidad y reducir las emisiones de carbono.
Hasta ahora, uno de los problemas en la transición desde los motores de combustibles fósiles hacia las soluciones los eléctricos, aparte del costo, ha sido la relativamente corta duración de la batería por trayectos. Sobre esto, empresas como Our Next Energy están desarrollando baterías que podrían permitir a un vehículo eléctrico viajar hasta mil kilómetros sin necesidad de recargas, tan pronto como el próximo año (2025).
En el dominio público, hay gobiernos nacionales que están haciendo apuestas significativas por "limpiar" la huella ambiental de sus sistemas de transporte. China, por ejemplo, ya contaba con más del 60% de su flota de autobuses funcionando con electricidad en 2020.
En el sector marítimo, que no sólo es responsable de considerables emisiones sino que es susceptible a desastres ambientales, Fleet Zero está trabajando en desarrollar barcos impulsados por baterías eléctricas.
Por su parte, en los cielos, estudios recientes sugieren que ajustes menores en las rutas de vuelo podrían reducir a la mitad las emisiones de las denominadas estelas de condensación (esas "nubes lineales" que dejan los aviones a su paso), si las aeronaves volasen a altitudes ligeramente menores para alcanzar su destino.
Construcciones
Adicional a la increíble huella de carbono asociada a la producción de cemento y acero, insumos fundamentales para este sector, en el ámbito de la construcción también sobresale el hecho de que las edificaciones desperdician una gran cantidad de energía debido a ventanas ineficientes y fugas en lo que se conoce como su envoltura térmica, lo que resulta en que hasta un 40% del aire climatizado se escape, requiriendo de mayor calefacción o refrigeración para mantener las condiciones térmicas deseadas.
Para abordar este problema, emprendimientos como Aeroseal han desarrollado un polímero que puede sellar conductos y otras fisuras, mejorando sustancialmente la envoltura térmica de las edificaciones; tan efectiva ha sido su solución que ya más de 250,000 edificaciones en Estados Unidos y Canadá la están utilizando.
En esa misma línea, Luxwall ha desarrollado una ventana mucho más eficiente que las ventanas de un solo vidrio comúnmente utilizadas, y, mejor aún, que es lo suficientemente delgada para reemplazar el vidrio sin necesidad de reconstruir el marco. Todas estas innovaciones apuntan a reducir la demanda de calefacción y refrigeración, especialmente en países con estaciones climáticas, todo lo cual debería redundar en la reducción sustancial de nuestras emisiones en este sector.
Hasta aquí, hemos presentando un compendio de lo que son algunas de las tecnologías más prometedoras para corregir el ritmo de calentamiento de nuestro planeta para las próximas décadas; una causa en la que, a pesar de los recientes hechos, tengo cada vez más fe. En la próxima entrada entraremos más en detalle en un complemento esencial: aquellas tecnologías para reversar las emisiones que se han causado en las décadas previas.
Vive y aprecia cada momento. Concéntrate en lo que está en tu control. Disfruta el proceso.
Un abrazo,
Carlos