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INTRODUCCIÓN

Fotosíntesis oxigénica. En esta micrografía polarizada de campo claro y oscuro se observa como una pequeña planta de musgo libera burbujas de oxígeno al llevar a cabo la fotosíntesis.

Cambio climático, energía renovable y fotosíntesis

El derretimiento constante de los glaciares y la formación de iceberg, tanto en el Círculo Polar Ártico como en la Antártida, combinados con el aumento del nivel del mar, son indicadores que evidencian que el clima de la Tierra se está calentando. Durante la larga historia del planeta ha habido numerosas transiciones entre glaciaciones (edades de hielo) y periodos cálidos interglaciares. Estos cambios climáticos duraron desde miles hasta decenas de miles de años. Se han producido transiciones bruscas que duran sólo unas pocas décadas, aunque siempre se asociaron con eventos naturales dramáticos. Los cambios significativos en la órbita de la Tierra o la intensidad del sol pueden alterar las cantidades de radiaciones solares que llegan al planeta. Las erupciones volcánicas de duración y fuerza inusuales pueden emitir cantidades masivas de CO2 y otros gases de efecto invernadero que atrapan el calor solar; además, los patrones de corriente oceánica alterados pueden redistribuir el calor alrededor de la Tierra. Sin embargo, desde el comienzo de la Revolución Industrial, hace unos 150 años, el aumento constante de la quema de combustibles fósiles y la deforestación ha resultado en la acumulación de cantidades masivas de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Su impacto en el clima es significativo.

El calentamiento global es un problema difícil y aparentemente insoluble, cuyas consecuencias incluyen mayor incidencia y magnitud de los incendios forestales, sequías e inundaciones, así como una catastrófica escasez de alimentos y agua. Entre otros efectos se encuentran daños económicos causados por huracanes más potentes y una mayor prevalencia de las enfermedades transmitidas por los insectos.

Retardar el progreso del calentamiento global requerirá inversiones sustanciales. Se necesitan nuevas tecnologías para reemplazar los combustibles fósiles por aquellos económicamente competitivos que sean neutros en carbono, es decir, sin liberación neta de CO2 a la atmósfera. Los biocombustibles son fuentes de energía renovables sintetizadas por los organismos vivos directa o indirectamente a través de la fotosíntesis, el proceso impulsado por la energía de la luz que convierte el CO2 y el H2O en moléculas orgánicas. Los biocombustibles producidos en la actualidad incluyen etanol (a partir de granos de maíz), biodiesel (ésteres alquílicos de cadena larga derivados del aceite vegetal o grasa animal) y moléculas inorgánicas generadas por microbios, como el hidrógeno gaseoso (H2).

La producción sostenible de biocombustibles requiere que se cumplan los siguientes tres criterios. Primero, los biocombustibles deben generarse de forma económica en grandes cantidades: alrededor de 10 teravatios (TW, terawatts) de energía por año (1 TW = 1012 vatios o 3.2 × 1018 J/año). Segundo, los biocombustibles no deben competir con la producción de alimentos. El ...

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