Con la radiación solar las plantas combinan carbono con hidrógeno, la fuente de energía para la vida. La vida en la Tierra se mantiene por la radiación solar.
Por Tomás Unger
Todo lo que se mueve en la Tierra requiere de energía. Desde los microorganismos hasta los animales, pasando por las plantas, consumen energía para mantenerse vivos, alimentarse y reproducirse.
La fuente de energía que lo hace posible es el Sol.
La energía, la capacidad de hacer un trabajo, tiene cinco formas intercambiables: química, térmica, eléctrica, mecánica y radiante. Por ejemplo, la energía térmica (calor), al hervir agua, se transforma en energía mecánica (presión de vapor) y mueve la turbina que, girando un dinamo, la transforma en eléctrica. La energía eléctrica, al pasar por la resistencia de una cocina se convierte en térmica (calor) y en una bombilla se convierte en radiante (luz), más el calor que se pierde.
Estas transformaciones nos permiten usar todos nuestros artefactos, pero el origen de la energía que los mueve siempre es el Sol. La vida en la Tierra, que aún no sabemos cómo surgió, se mantiene por la radiación solar.
EL ORIGEN
Todos los seres vivos usan la energía que, atravesando 150 millones de kilómetros de vacío, nos llega del Sol como radiación electromagnética. Hace 3 mil millones de años las algas primitivas --usando la radiación solar, dióxido de carbono (CO2 ) y agua-- unieron carbono (C) con hidrógeno (H) y liberaron oxígeno (O).
El proceso sigue hasta hoy.
Las plantas combinan el CO2 con agua para formar carbohidratos, compuestos de carbono, hidrógeno y agua, liberando oxígeno. La vida en la Tierra en todas sus formas depende de estos carbohidratos, porque la combinación CH contiene la energía que hace posible la vida.
Aun los animales puramente carnívoros, para alimentarse, viven de los carbohidratos que comieron sus presas. Es más, las diversas formas de energía que usamos para mover nuestra gran variedad de máquinas también proviene en gran parte de los carbohidratos, convertidos en hidrocarburos, y otras variantes de la energía radiante del Sol.
La mayor parte de la energía que usamos para mover nuestra maquinaria, calentar nuestra comida y casas, y mover medios de transporte, proviene de hidrocarburos. Estos son carbohidratos que la presión y el tiempo convirtieron en fósiles, compuestos que contienen solo carbono (C) e hidrógeno (H), cuya unión almacena la energía tomada del Sol.
Al romperse esta unión por combustión, el hidrógeno y el carbono se combinan con oxígeno formando agua y CO2, y liberan energía térmica (calor).
LOS HIDROCARBUROS
Los hidrocarburos se formaron a través de cientos de millones de años con los carbohidratos (plantas y animales) atrapados en la Tierra y sometidos a presión. Se trata de fósiles o minerales, nombres que se da a los hidrocarburos combustibles: el carbón, el petróleo y el gas. Atrapados en la Tierra es hoy la principal fuente de energía de nuestra civilización.
Todas las demás, con excepción de la energía nuclear, también provienen del Sol.
El agua que mueve las hidroeléctricas fue levantada por el calor del Sol, como los vientos que mueven las hélices que generan electricidad.
LA CONVERSIÓN
Las formas de energía son intercambiables, aunque siempre con una pérdida. La energía química contenida en los hidrocarburos, liberada por combustión, termina saliendo por nuestros enchufes como energía eléctrica. De acuerdo con el uso, hacemos otros cambios: para iluminar convertimos la energía eléctrica en radiante (luz), como la que originalmente creó los hidrocarburos.
Para cocinar usamos la térmica y para mover tranvías la eléctrica.
Si tomamos en cuenta la pérdida que hay cada vez que transformamos una forma de energía en otra, es más fácil de entender por qué consumimos más de 6.000 millones de toneladas de carbón al año y cerca de 90 millones de barriles de petróleo al día, además de los millones de metros cúbicos de gas.
El 87% de la energía que usamos hoy proviene de hidrocarburos. Del 13% restante, 6% es energía hidroeléctrica (caídas de agua) y otro 6% es nuclear. Todas las demás formas de energía representan solo el 1%.
El calentamiento global y el costo del petróleo están acelerando el cambio, pero este es difícil en sectores como el transporte. Las cifras reflejan nuestra dependencia de los hidrocarburos.
EL CARBÓN
De los hidrocarburos que producen el 87% de la energía mundial, el 33% es carbón. Este es un mineral principalmente formado por carbono e hidrógeno, con pequeñas cantidades de otros elementos, incluyendo azufre. El carbón es el principal generador de electricidad y el principal emisor de CO2 en el mundo.
Anualmente se queman unos 6.400 millones de toneladas de carbón, siendo los principales productores China (2.500 millones de toneladas) seguido de EE.UU. (1.000 millones de toneladas)*.
El carbón, residuo fosilizado de plantas y animales de hace 300 millones de años, tiene diversas formas: desde la turba, un carbón que no ha terminado de formarse, hasta el grafito, usado como lubricante y en lápices. Un carbón combustible es la lianita (carbón marrón) que se utiliza exclusivamente para generar energía eléctrica.
El carbón bituminoso (hulla) es el más conocido, generalmente negro o de un marrón muy oscuro, es el más usado para generar energía y para fabricar coque (que se quema sin humo, usado en la fabricación del acero).
La forma más valiosa del carbón, la antracita (del griego 'ántrax' = 'carbón'), es una piedra negra brillante más dura que otros carbones. Con un contenido de carbono entre 92% y 98% y el más alto contenido de energía de todas las formas del carbón, la antracita ha sido tradicionalmente el combustible para la calefacción. Las minas más conocidas de antracita son las de Gales en Inglaterra y las de Pensilvania en EE.UU. También hay depósitos de antracita en las Montañas Rocosas y en los Andes peruanos.
De las plantas y animales fosilizados cuya energía usamos, el carbón ocupa el segundo lugar.
Al carbón, que genera un 26% de la energía mundial, lo sigue el gas con 23%. El primer lugar lo ocupa el petróleo, que genera el 38% de la energía mundial. Del gas y del petróleo nos ocuparemos próximamente.
* Los siguientes lugares los ocupan India (con 478 millones de toneladas), Australia (400), Rusia (315), Sudáfrica (270), Alemania (200), Indonesia (175), Polonia (150).
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