El Hidrógeno no es la panacea (II)

En esencia, las fuentes de energía primaria son sólo dos: la solar y la nuclear.

La energía solar puede ser utilizada directamente (solar térmica) o convertirse en electricidad (solar fotovoltaica); también puede aprovecharse en otras manifestaciones como son la eólica, a través del calentamiento de masas de aire (lo que provoca su movimiento), la hidráulica, mediante la evaporación de masas de agua (que posteriormente precipita en forma de lluvia y se almacena en altura), y la biomasa, pues el Sol es la fuente energética que usan las plantas para sintetizar compuestos orgánicos combustibles; con todo, la reserva de energía solar más concentrada y rentable en nuestros días es la que se halla en los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural), que son compuestos resultantes de la transformación de restos vegetales y animales, sometidos a altas presiones y temperaturas durante cientos de miles de años. En estos compuestos la energía solar se ha depositado en los enlaces de los hidrocarburos, y se libera con las reacciones de combustión.

La energía nuclear puede ser de dos tipos. La de fisión proviene de la ruptura de núcleos atómicos pesados (a menudo isótopos del Uranio), que se formaron en explosiones de supernovas, durante las cuales predominaban intensas fuerzas gravitatorias. La de fusión procede de la unión de átomos pequeños para originar otros de mayor tamaño, proceso en el cual una parte de la materia se convierte en energía.

La energía primaria procedente de estas dos fuentes se puede convertir en calor o en electricidad, o puede emplearse en separar el hidrógeno y el oxígeno del agua para luego usar el primero como combustible. En este sentido, tener el hidrógeno aislado nos permite disponer de una vía para transportar la energía, pues el hidrógeno puede ser llevado a un punto de consumo y una vez allí combinarse con oxígeno para la liberación del calor de combustión. Por eso se habla de un medio de transporte y no de una fuente energética en sentido estricto, al igual que ocurre con la electricidad. Y como la electricidad, el hidrógeno no es en sí mismo un medio caro o barato, ni inocuo o dañino para el medioambiente. Lo será en la medida en que lo sea la fuente de energía primaria que ha sido empleada para producirlo.


En la actualidad los automóviles queman gasolina, un recurso no renovable y contaminante. Si un coche se alimentara con electricidad producida en una central térmica (donde se quema carbón), la contaminación global sería equivalente, aunque no estuviera concentrada en las ciudades. Pero si se dominara realmente la energía fotovoltaica o la fusión nuclear, podría generarse electricidad de forma mucho menos contaminante. El problema es que para almacenar esta electricidad hacen falta aparatosas baterías construidas con materiales caros y contaminantes. Por eso resulta interesante usar como vía el hidrógeno, porque éste puede almacenarse en dispositivos más ligeros y limpios, y proporcionar la energía al vehículo a través de células de combustibles (H2 + O2 -> Vapor de agua + Energía). Y por este motivo el hidrógeno podrá desempeñar un papel estratégico en el inminente panorama energético; papel estratégico, pero nunca como fuente primaria de energía.

Aspectos básicos de la Sostenibilidad

Considera un recipiente de vidrio herméticamente cerrado, que contiene aire, agua y nutrientes, que está bañado por luz solar, y habitado por una bacteria A. En este escenario favorable, con abundancia de alimento y en ausencia de competidores, la bacteria A prolifera a un ritmo exponencial, al menos en principio. En última instancia, sin embargo, la población se hunde y muere completamente, y quizás no por el agotamiento de los nutrientes (que también puede ser) sino por el exceso de desechos, pues el recipiente está cerrado y por tanto ni entran nuevos nutrientes ni salen los desechos producidos. Éste era un escenario insostenible.

Considera ahora una bacteria B que se alimenta del desecho producido por la bacteria A, y produce como desecho los nutrientes que necesita ésta (nótese que el carácter de alimento o desecho no es inherente a la sustancia, sino una valoración del agente que le da uso). Siendo esto así, las sustancias implicadas en este escenario se trasnforman en un ciclo cerrado, y las poblaciones de bacterias A y B se desarrollarían alcanzando unas proporciones en un equilibrio tal que a ninguna le falta alimento, y en el que el nivel de contaminación resulta admisible para ambas. Un sistema que aparentemente funcionaría de forma cíclica e indefinida.

Ahora bien, ¿es posible el escenario descrito? La Segunda Ley de la Termodinámica (o Ley de la Entropía) asegura tajantemente que no. Es una ley conceptualmente compleja, que en esencia hace referencia a los procesos que son irreversibles de forma espontánea, y que pueden ser reversibles, pero no espontáneamente. Así, la fruta de un árbol cae y no vuelve a elevarse sola; un péndulo que está en movimiento termina parándose, y no se vuelve a mover a no ser que alguien venga y lo empuje. Ese "alguien" es clave. En el contexto de la Ley de la Entropía se define un sistema (el árbol, el reloj de pared, el recipiente con las bacterias A y B) y un cambio experimentado en dicho sistema (la caída, el movimiento oscilatorio amortiguado, la degradación de la materia), y se establece que ese cambio sólo lo puede deshacer (o invertir) un agente externo al sistema (un “alguien” que coja la fruta del suelo o que ponga en marcha el péndulo). En el escenario descrito del recipiente hermético y las bacterias A y B, se está produciendo un ciclo cerrado e indefinido de degradación y regeneración. La Ley de la Entropía desmorona este supuesto y nos garantiza que, en la naturaleza, las cosas sencillamente no funcionan así. Dicho de otro modo, puede que el residuo de A sirva de alimento para B, pero el residuo de B será una sustancia aún más degradada, con menor energía, e inservible para A.

En nuestro modelo de vida falta una bacteria C (vegetal) que sea capaz de servirse de la radiación solar para recomponer lo que espontáneamente descomponen las bacterias A y B. Esta tercera bacteria permite que el Sol actúe como agente externo, dando el “empujón” necesario para que los cambios producidos en el sistema se deshagan y el ciclo se cierre.

El ser humano es como la bacteria A, pero en su afán por vivir a costa de “nutrientes” que apenas se renuevan (combustibles fósiles), y que por tanto tienen asociado un ciclo demasiado dilatado en el tiempo, se debilita el papel que juegan el Sol y la bacteria C, desplazando el equilibrio del sistema a unos extremos que no se pueden mantener a largo plazo ni de forma sostenida.