Energías renovables para la colonización planetaria

Si el ser humano aspira a habitar algún lugar lejos de la Tierra, tendrá que empezar a pensar primero cómo va a obtener energía allá a donde vaya

Gráfico que muestra los flujos de energía en España en el 2011 (cortesía de Félix Sánchez Tembleque)
Gráfico que muestra los flujos de energía en España en el 2011 (cortesía de Félix Sánchez Tembleque)

Si algo hemos aprendido de nuestra experiencia en la Tierra es que los recursos naturales acaban agotándose. Da igual que sea el petróleo, los metales preciosos o las poblaciones de sardina, porque si nos ponemos a ello en pocas generaciones somos capaces de acabar con ingentes cantidades de cualquier cosa.

Es por eso por lo que el futuro energético de la humanidad pasa por las energías renovables, es decir, aquellas que no dependen del suministro de combustibles que la naturaleza no puede reponer a la misma velocidad que son consumidos.

Y por eso mismo no cabe imaginar un futuro de colonización del sistema solar sin recurrir a las energías renovables. Pero, ¿cómo aplicar lo que hemos aprendido en la Tierra a lugares tan radicalmente distintos como las heladas llanuras marcianas o la sofocante superficie de Venus? He aquí un resumen de los destinos más atractivos del sistema solar y de las oportunidades energéticas que nos ofrecen.

Un tesoro enterrado en la Luna

La Luna es el único lugar extraterrestre al que la humanidad ha logrado llegar en persona. Para ser precisos, han sido 12 personas y entre todas no han pasado allí más de 13 días. Aun así, nuestro satélite sigue siendo el lugar perfecto para establecer una primera colonia en el espacio. Aunque parte de las necesidades energéticas podrían cubrirse con paneles fotovoltaicos, el suelo lunar esconde una fuente de energía mucho más prometedora. Se trata del helio-3, una variante del gas con el que inflamos los globos y que es el combustible ideal para alimentar los reactores de fusión nuclear que algún día habrán de proporcionarnos energía limpia y prácticamente inagotable. El helio-3 se genera constantemente en el interior de las estrellas y se dispersa después impulsado por el viento solar. La atmósfera y el campo magnético terrestres impiden que llegue hasta nosotros, pero una buena cantidad acaba en la superficie de la Luna.

En realidad se trata de cantidades pequeñas, pero bastaría con 1 tonelada de helio-3 para proporcionar electricidad durante un año a una megalópolis de 10 millones de habitantes. Teniendo en cuenta que este extraordinario gas tiene muchas otras aplicaciones, se entiende que su precio en el mercado ronde los 5.000 euros por litro. Y eso que todavía no hemos resuelto cómo construir un reactor de fusión nuclear.

Temperatura: entre -200° y 117°

Presión atmosférica: despreciable

Radio: 0,27 veces el terrestre

Gravedad: 0,16 veces la terrestre

Energía disponible: solar fotovoltaica y fusión nuclear

Titán, paraíso del gas natural

En el sistema solar no hay más petróleo que el que puede encontrarse en la Tierra. Estamos seguros de ello porque en ningún otro planeta, satélite, asteroide o cometa han existido algas, bosques o praderas cuya materia vegetal, al quedar enterrada bajo el suelo y sometida a lentos procesos geológicos, acabara dando lugar a esta substancia viscosa que hoy constituye la principal fuente de energía. Lo que sí podemos encontrar son hidrocarburos similares a los del petróleo, pero que no se forman a partir de materia orgánica.

En Titán, por ejemplo, las reservas de gas natural, sobre todo metano, son muy abundantes. Además, ni siquiera es necesario perforar el suelo para acceder a él, porque se encuentra en su atmósfera, más densa que la terrestre, y cae en forma de lluvia acumulándose en enormes pozas. El problema es que la atmósfera de Titán no contiene oxígeno, por lo que no es posible quemar el gas para obtener energía. Podríamos extraerse oxígeno del agua que también se halla en esta parte del sistema solar, pero el proceso consume más energía de la que se obtiene al quemar luego el gas, por lo que no es sostenible. En lugares como este, los humanos necesitarán un suministro constante de oxígeno para respirar, por lo que usarlo para producir energía sería un desperdicio. Así que lo más eficaz sería instalar en los ríos de metano que fluyen por la superficie de Titán centrales hidroeléctricas. O mejor dicho, centrales metanoeléctricas.

Temperatura: -180°

Presión atmosférica: 1,5 veces la terrestre

Radio: 0,4 veces el terrestre

Gravedad: 0,15 veces la terrestre

Energía disponible: Metanoeléctrica

Los largos y soleados días de Mercurio

Mercurio tiene un tamaño similar a Titán (ambos son algo más grandes que nuestra Luna), pero se encuentra tan cerca del Sol que allí las temperaturas se disparan por encima de los 400 grados, más que suficiente para derretir el plomo. Eso es en las regiones expuestas a la luz solar, porque cuando cae la noche las temperaturas se desploman rápidamente hasta casi 200 grados bajo cero. Estas enormes variaciones se explican por la ausencia de una atmósfera que mitigue el calor diurno y ayude a conservarlo en las horas nocturnas. Pero la falta de atmósfera, y por tanto de nubes, constituye también una ventaja para aprovechar la energía solar, por ejemplo mediante paneles fotovoltaicos que convierten la luz en electricidad. Curiosamente, en Mercurio la combinación de los períodos de rotación (59 días) y traslación (88 días) hace que el tiempo que pasa en un lugar cualquiera desde que el Sol sale hasta que se pone sea de casi tres de nuestros meses. Por ello, cabe imaginar una colonia sobre ruedas que fuera desplazándose sobre el planeta a la velocidad suficiente como para mantenerse siempre en el crepúsculo, lejos tanto del abrasador mediodía como de las heladas horas de la media noche.

Temperatura: entre -190° y 430°

Presión atmosférica: despreciable

Radio: 0,4 veces el terrestre

Gravedad: 0,38 veces la terrestre

Energía disponible: Solar fotovoltaica

Venus, el infierno hecho planeta

Si Mercurio es sorprendente por sus extremas variaciones de temperatura, Venus lo es por todo lo contrario. No importa que sea de día o de noche, porque la temperatura es la misma en todas partes. Su atmósfera es tan densa y contiene tanto dióxido de carbono que el efecto invernadero reparte el calor del Sol por todo el planeta e impide que las temperaturas bajen por la noche. De hecho, Venus es el planeta más cálido del sistema solar. O, mejor aún, el más ardiente, porque el termómetro marca en la superficie casi 470 grados. Por si no fuera suficiente, la presión es allí 90 veces la terrestre, suficiente como para aplastar el casco de un submarino corriente. Para encontrar en Venus condiciones más benignas es necesario ascender en la atmósfera. A 50 kilómetros del suelo la temperatura y la presión atmosférica son similares a las que disfrutamos en la superficie de la Tierra.

Venus es un lugar tan inhóspito que apenas ha podido ser visitado por un puñado de sondas espaciales. Si algún día la humanidad se plantea establecer allí una colonia permanente será por motivos que hoy todavía no podemos imaginar. En todo caso, la fuente de energía renovable más fiable podría ser la eólica. No es que haga mucho viento, sino que el aire es tan denso que una leve brisa bastaría para mover las palas de inmensos aerogeneradores.

Temperatura: 460°

Presión atmosférica: 90 veces la terrestre

Radio: 0,95 veces el terrestre

Gravedad: 0,9 veces la terrestre

Energía disponible: eólica

El rompecabezas marciano

Teniendo en cuenta la tenue atmósfera de Marte, su relativa proximidad al Sol y la ausencia de cursos de agua, lo más inmediato sería pensar en alimentar una futura colonia humana con energía solar y eólica. Sin embargo, la experiencia de las misiones robotizadas que en los últimos años han explorado el planeta rojo nos muestra que nada es tan fácil como parece. En el caso de la energía solar, Marte cuenta con cielos generalmente despejados, pero el Sol se encuentra notablemente más lejos que de la Tierra y por tanto el rendimiento de los paneles fotovoltaicos es menor. Además, estas misiones han descubierto que el polvo marciano, siempre en movimiento gracias al viento, se deposita constantemente en los paneles, lo que reduciría aún más su rendimiento. En Marte los vientos pueden alcanzar los 400 kilómetros por hora, pero, al contrario de lo que ocurre en Venus, la atmósfera es tan tenue que un vendaval marciano apenas tendría fuerza suficiente para hacer girar las palas de un aerogenerador. La conclusión es que para sobrevivir en Marte con energías renovables sería necesario combinar la energía eólica con la solar fotovoltaica.

Temperatura: entre -140° y 35°

Presión atmosférica: 0,64 veces la terrestre

Radio: 0,5 veces el terrestre

Gravedad: 0,38 veces la terrestre

Energía disponible: Solar fotovoltaica y eólica

Actividades

¿Cuántas mujeres han ido a la Luna? ¿Hay algún motivo para que no puedan ir? Si es así, ¿por qué hay chicas astronautas en la ISS? ¿A cuántos y a cuántas de la clase les gustaría viajar al espacio?

TANTAS VECES LA TIERRA

¿Qué significa que el radio de Marte sea 0,5 veces el terrestre? ¿Y que la presión atmosférica en la superficie de Venus sea 90 veces la que tenemos en la Tierra? ¿Quiere decir que es mayor o menor? Si te sirve de referencia, los astrónomos utilizan mucho la unidad astronómica, una unidad de medida que equivale a la distancia media entre el Sol y la Tierra. En la siguiente tabla tienes las distancias del Sol a los distintos planetas medidas en unidades astronómicas. La tabla no está completa y además está desordenada, así que tendrás que pensar y documentarte un poco para arreglarla. Por cierto, en la tabla aparece Plutón que, aunque enano, sigue siendo un planeta. Igual que Ceres.

Saturno 0,72 Plutón 1,52

Mercurio 5,20 Venus 9,58

Urano 0,39 Júpiter 2,77

Marte xx Neptuno 30,1

Tierra 19,23 Ceres 39,3

MODELAR LA REALIDAD

Para esta actividad necesitas un buen taco de plastilina. Para empezar, divídelo en diez bolas exactamente iguales. Piensa bien cómo vas a asegurarte de que sean idénticas. A continuación coge una de esas bolas y divídela a su vez en otras cinco bolas del mismo tamaño. Toma una de ellas y sepárala mientras juntas las otras catorce en una bola grande. Ahora tienes dos bolas que representan, más o menos, los tamaños relativos de la Tierra y la Luna. Si quieres ponerlas a la distancia correcta tendrás que separarlas el equivalente a 30 diámetros de la bola grande, es decir, 30 diámetros terrestres.

DIVERSIFICANDO LA ENERGÍA

El gráfico de los flujos energéticos muestra la importancia de diversificar nuestras fuentes de energía a fin de garantizar el suministro ante cualquier adversidad. Es la misma estrategia que siguen grandes empresas, como Gas Natural Fenosa. ¿Qué porcentaje de la energía eléctrica que consumimos tiene origen renovable? ¿En qué gastamos la mayor parte de los combustibles fósiles? ¿Cómo se compara el consumo de energía doméstico con el asociado al transporte? Consulta la web del Aula de energía de GNF. La tienes en esta dirección: http://www.auladeenergia.com/

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