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jueves, 11 de diciembre de 2008
El hidrógeno: ¿última oportunidad para un sistema energético sostenible?
El continuo desarrollo económico y tecnológico de nuestra sociedad va acompañado de un incremento creciente de las necesidades energéticas. ¿Coches, barcos y aviones alimentados por hidrógeno?
David Serrano Granados
Catedrático de Ingeniería Química. Director del Departamento de Tecnología Química y Ambiental. Universidad Rey Juan Carlos
El consumo de energía primaria a nivel mundial se ha incrementado durante la última década a un ritmo promedio del 2% anual, lo que implica que el consumo total de energía se duplica cada 35 años. Recientemente, las tasas de crecimiento anuales han sido incluso mayores con valores del 3,3 y 2,9% en los años 2002 y 2003, respectivamente. Una tasa de crecimiento sostenida del 3% nos llevaría a una duplicación del consumo energético anual en apenas 24 años. Estos aumentos en la demanda de energía han tenido lugar a pesar de los importantes logros alcanzados en cuanto a la mejora de la eficiencia de las transformaciones energéticas. El constante incremento de la población mundial y el desarrollo económico que están experimentando determinados países y zonas geográficas, de los que China representa el máximo exponente, son las principales razones de la aceleración en la demanda de energía. Sólo en el año 2003, la energía total consumida por ese país experimentó un incremento del 13,8%.
En la actualidad, las fuentes de energía primaria fundamentales son los combustibles fósiles (petróleo, gas natural y carbón) que, en conjunto, aportan más del 80% de la energía total que consumimos. El resto se distribuye entre energía nuclear, energía hidroeléctrica y otras energías renovables. Este sistema energético plantea una serie de problemas de gran magnitud, entre los que cabe citar:
- Es previsible que los combustibles fósiles, a excepción del carbón, se agoten en las próximas décadas. Actualmente la relación reservas probadas / producción anual (R/P) para el petróleo y el gas natural es de 41 y 67 años, respectivamente. Cierto es que de forma continua se realizan descubrimientos de nuevos yacimientos, pero también que el consumo de ambos tipos de combustibles crece sin pausa, por lo que más tarde o más temprano se producirá un descenso paulatino de la relación R/P. Por otro lado, cabe pensar que los efectos de esta situación sobre los mercados y los precios de la energía se harán sentir mucho antes de que se produzca el agotamiento del petróleo y del gas natural. Se estima que antes del año 2030 la producción de petróleo y gas natural no podrá cubrir la demanda de estos tipos de combustibles fósiles.
- Las reservas de petróleo y gas natural muestran una distribución geográfica muy heterogénea, concentrándose en zonas de elevada inestabilidad geopolítica. El 63% de las reservas de petróleo y el 41% de las de gas natural se localizan en Oriente Medio. Los efectos de esta concentración de recursos energéticos sobre los precios, la economía y la estabilidad mundial son bien conocidos.
- El uso de combustibles fósiles como fuente de energía lleva asociado un coste medioambiental muy importante, con una degradación de la calidad del aire como consecuencia de las emisiones de diferentes contaminantes (SOx, NOx, hidrocarburos, partículas sólidas, etc.). De entre todos los problemas generados, sin duda en la actualidad el más grave y acuciante es la acumulación en la atmósfera de CO2 y otros gases de efecto invernadero que están provocando un incremento de la temperatura media del planeta, con el consiguiente riesgo de alteraciones en el clima.
Estos factores evidencian claramente que nuestro actual modelo energético no es sostenible, por lo que urge la búsqueda de nuevas alternativas y fuentes de energía sustitutivas de los combustibles fósiles. La energía nuclear de fisión presenta su propia problemática y riesgos ambientales, mientras que el desarrollo de procesos de fusión de forma controlada no resulta una meta alcanzable a medio plazo, ni siquiera en el horizonte de la segunda mitad del siglo XXI. Las energías renovables tradicionales (hidráulica, eólica, solar, biomasa, etc.) han experimentado un fuerte crecimiento a lo largo de la última década, pero por sí solas tampoco parece que puedan sustituir por completo a los combustibles fósiles. Se corre el riesgo de que se produzca una inversión en la evolución histórica que, a lo largo de los siglos XIX y XX, ha permitido utilizar paulatinamente combustibles más limpios y con menores emisiones de contaminantes, pasando del carbón al petróleo, primero, y al gas natural, después. Las cifras de años recientes muestran una cierta marcha atrás con incrementos en el consumo de carbón del 9,1 y 6,9% en los años 2002 y 2003, respectivamente, tasas muy superiores a las experimentadas por el petróleo y el gas natural. Como consecuencia el carbón ha pasado de aportar el 24,1% de la energía primaria consumida a nivel mundial en el año 2001 al 26,4% en el año 2003, es decir, un incremento de más de 2 puntos porcentuales sobre el total de energía primaria. Aunque los datos del año 2004 todavía no están disponibles, cabe anticipar una participación todavía mayor del carbón como consecuencia del fuerte incremento experimentado por el precio del barril de petróleo. El carbón no presenta problemas de limitación en el volumen de reservas pero, de mantenerse esta tendencia, se agravarían enormemente los problemas medioambientales con un incremento muy importante en las emisiones de contaminantes, y en especial de CO2.
Se han propuesto diferentes métodos para conseguir el confinamiento del CO2 generado a partir de combustibles fósiles, lo que en todos los casos requiere el desarrollo de una serie de etapas de captura, presurización y transporte de CO2. Entre las alternativas contempladas se encuentra la inyección de CO2 líquido en océanos a una profundidad superior a 2 km. o en depósitos subterráneos (yacimientos agotados de gas natural y formaciones geológicas). El confinamiento de CO2 implica, por tanto, importantes costes energéticos y económicos. Asimismo, existe un elevado grado de incertidumbre respecto de la estabilidad a medio/largo plazo del CO2 capturado, así como sobre los posibles efectos medioambientales que puede tener su confinamiento en grandes cantidades.
Se comprende que, en este contexto, el posible uso del hidrógeno como fuente de energía haya despertado un enorme interés. La reacción entre el hidrógeno y el oxígeno es un proceso sencillo, fuertemente exotérmico, que conduce a la formación de agua como único producto. La energía liberada se puede aprovechar directamente o se puede emplear para generar electricidad mediante una pila de combustible. El uso del hidrógeno como fuente de energía presenta, además, las siguientes ventajas: el hidrógeno se puede transportar grandes distancias en fase gas o líquida, existe una amplia variedad de procesos que permiten su transformación en otras formas de energía, la interconversión hidrógeno/electricidad tiene lugar en ambas direcciones con una elevada eficacia y, a diferencia de lo que sucede con la energía eléctrica, es posible acumular y almacenar hidrógeno en grandes cantidades. Un sistema energético basado en el hidrógeno permitiría una amplia deslocalización de los recursos energéticos, ya que cada país podría adaptar los sistemas de producción de hidrógeno a las fuentes de energía propias, evitándose la actual dependencia en el suministro de energía procedente de determinadas zonas geográficas. Esta relación de potenciales ventajas explica que el hidrógeno esté "de moda" y que en los últimos años se haya producido una extraordinaria proliferación de acontecimientos respecto de su uso como fuente de energía: artículos científicos, libros, revistas, páginas web, asociaciones, redes, plataformas, congresos, conferencias, proyectos, prototipos, declaraciones políticas, etc. El término "economía del hidrógeno" se ha acuñado y aplicado con bastante éxito para referirse a un futuro más o menos próximo en el que el hidrógeno será el principal vector energético.
El hidrógeno se postula como una nueva fuente de energía que puede remediar las limitaciones y problemas derivados de la actual dependencia de los combustibles fósiles. Realmente, el concepto no es nuevo. En 1839 se descubre el principio de funcionamiento de las pilas de combustible. Posteriormente, uno de los personajes de la novela de Julio Verne "La isla misteriosa", publicada en 1874, sugiere que en el futuro "...hidrógeno y oxígeno, usados juntos o por separado, proporcionarán una fuente inagotable de luz y calor". En los años 20 y 30 del siglo XX se producen las primeras aplicaciones industriales del hidrógeno, mientras que en el periodo 1950-70 se desarrollan usos puntuales del hidrógeno como fuente de energía. La crisis energética de 1973 evidencia el gran potencial de un sistema energético basado en el hidrógeno. Sin embargo, posteriormente se produce un cierto decaimiento del interés en el hidrógeno como consecuencia del descenso en los precios del petróleo a lo largo de las décadas 1980-90. La situación actual, con un coste del barril de petróleo superior a 50$ y la percepción generalizada de los daños sobre el medio ambiente que está causando el uso de combustibles fósiles, es la ideal para promover el desarrollo de la economía del hidrógeno.
La posible sustitución del petróleo y del gas natural por hidrógeno confirmaría la evolución histórica en cuanto a la composición de los combustibles, que ha seguido un proceso paulatino de descarbonización. El carbón, combustible fósil predominante en el siglo XIX y que posee una relación C/H de 2, fue desplazado a lo largo del siglo XX en primer lugar por el petróleo (C/H = 0,5) y, a continuación, por el gas natural (C/H = 0,25). La introducción del hidrógeno durante el siglo XXI supondría llevar al extremo este proceso alcanzando una relación C/H de cero. La descarbonización lleva implícito el uso de combustibles cada vez más limpios y que conducen a una menor producción de CO2.
Sin embargo, no todo son luces respecto del uso generalizado del hidrógeno como fuente de energía. Existen, actualmente, importantes limitaciones tecnológicas y económicas que afectan a las diferentes fases del proceso: producción, almacenamiento, transporte, distribución y utilización del hidrógeno. Asimismo, es previsible que se presenten dificultades en cuanto a su aceptación social, derivadas de la percepción de riesgo que supone la elevada inflamabilidad del hidrógeno, así como la necesidad de llevar a cabo su transporte y almacenamiento a altas presiones. El principal inconveniente de un sistema energético basado en el hidrógeno se deriva del hecho de que no se trata de una fuente de energía primaria, al no encontrarse libre en nuestro planeta (la concentración de hidrógeno en la atmósfera es inferior a 1 ppm). Por ello, el hidrógeno ha de obtenerse y producirse a partir de compuestos que lo contienen como es el caso del agua, hidrocarburos y alcoholes, mediante procesos que implican un importante consumo de energía primaria. En este esquema, el hidrógeno actúa como un vector energético, permitiendo el transporte de energía desde la fuente primaria hasta la aplicación final. La afirmación de que el hidrógeno es una fuente de energía totalmente limpia, sin emisiones y renovable debe, por tanto, matizarse. El hidrógeno podrá considerarse una fuente de energía renovable siempre y cuando la energía primaria consumida en su generación así lo sea. Asimismo, en un balance global habrán de considerarse, asociados al hidrógeno, las emisiones y efectos medioambientales correspondientes a la fuente de energía primaria. Si el hidrógeno se obtiene, por ejemplo, a partir de electricidad que, a su vez, procede de una central térmica de carbón, habrá de considerarse como una fuente no renovable, que lleva asociadas importantes emisiones de CO2 y otros contaminantes.
A continuación se analizan brevemente los principales procesos que permiten producir hidrógeno:
1. Reformado de gas natural con vapor de agua. Mediante este proceso el metano, componente mayoritario del gas natural, se transforma en una mezcla de CO2 y H2. La transformación tiene lugar a elevada presión y temperatura, lo que implica un coste energético significativo con una eficacia global de aproximadamente el 65%. El reformado con vapor de agua también se puede aplicar a otras materias primas como es el caso del carbón o de los hidrocarburos obtenidos del petróleo, aunque con mayores emisiones de CO2. Únicamente, si este proceso parte de productos derivados de la biomasa, las emisiones globales de CO2 podrán considerarse casi nulas.
2. Oxidación parcial de hidrocarburos (gasificación). El contacto con una atmósfera deficiente en oxígeno a elevada temperatura provoca la transformación del hidrocarburo de partida en CO y H2. Este proceso permite la obtención de hidrógeno a partir de cualquier tipo de hidrocarburo, aunque la eficiencia global es sólo del 50%. Los procesos de gasificación son también aplicables para la producción de hidrógeno a partir de carbón o biomasa.
3. Electrolisis. El paso de una corriente eléctrica permite romper la molécula de agua en hidrógeno y oxígeno. La eficiencia es elevada, situándose en el intervalo 65-85%. El hidrógeno así obtenido se encuentra libre de CO2 y de otros gases contaminantes, al menos aparentemente. En un balance global, la existencia o no de estas emisiones dependerá del origen de la energía eléctrica consumida. Si ésta procede de combustibles fósiles, el CO2 se habrá generado en la central térmica productora de electricidad y en este caso la eficacia energética del proceso en su conjunto será mucho menor. Por ello, existe un gran interés en el desarrollo de procesos electrolíticos de producción de hidrógeno en los que la energía eléctrica se haya generado "in situ" mediante una fuente renovable, principalmente energía solar fotovoltaica o energía eólica. En la actualidad, la principal limitación de esta vía es el elevado coste del hidrógeno así producido, del orden de cinco veces el coste del hidrógeno obtenido por reformado.
4. Fotoprocesos. En este apartado se engloba un conjunto de procesos que tienen en común la utilización de la radiación solar para producir hidrógeno a partir del agua o la biomasa. Las técnicas fotobiológicas se basan en el ciclo de la fotosíntesis de las plantas y de algunas bacterias y algas. Uno de los problemas que presentan es que la mayor parte de las enzimas capaces de catalizar la disociación del agua se inhiben en presencia de oxígeno. Los procesos fotoquímicos tratan de imitar el proceso natural de la fotosíntesis utilizando moléculas sintéticas. En los procesos fotoelectroquímicos (fotoelectrolisis) se utilizan materiales fotovoltaicos y semiconductores que al ser expuestos a la luz producen una diferencia de potencial eléctrico, la cual a su vez provoca la escisión de la molécula de agua. Los fotoprocesos presentan eficiencias energéticas bajas (< 15%), aunque en este caso este factor no sea del todo determinante por utilizar una fuente de energía inagotable.
5. Procesos termoquímicos. Se basan en el empleo de calor para provocar la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno. La transformación puramente térmica resulta inviable desde un punto de vista práctico ya que sería necesario alcanzar temperaturas del orden de 3000ºC. Como alternativa, se ha propuesto el desarrollo de diferentes reacciones químicas mediante complejos procesos multietapas, lo que permite reducir apreciablemente la temperatura de operación.
Las tecnologías de producción de hidrógeno a partir de fuentes renovables se encuentran todavía en fase de incubación. De hecho en la actualidad el 99% del hidrógeno producido procede de combustibles fósiles, estimándose que transcurrirán entre una y dos décadas hasta que se desarrollen procesos comerciales de obtención de hidrógeno basados en fuentes renovables.
Otro de los retos fundamentales que debe afrontar un sistema energético basado en el hidrógeno es la necesidad de crear una red completa de nuevas infraestructuras para su transporte, almacenamiento y distribución: depósitos, tuberías, estaciones de bombeo, estaciones para el llenado de vehículos ("hidrogeneras"), etc. Los problemas a solventar no son sólo de índole económica, dadas las grandes inversiones a realizar, sino también tecnológicos. El transporte y almacenamiento de hidrógeno pueden llevarse a cabo como gas comprimido o licuado. A presión y temperatura ambiente el hidrógeno ocupa un volumen 3000 veces superior al de una cantidad de gasolina con el mismo contenido energético. La baja densidad del hidrógeno hace necesario que su transporte y/o almacenamiento en fase gas se realicen a presiones elevadas (entre 200 y 500 atm), lo que implica un coste energético adicional asociado al trabajo de compresión, además de plantear cuestiones de seguridad. Otra alternativa, es la licuefacción del hidrógeno, para lo cual resulta necesario alcanzar temperaturas de - 253ºC. En este caso, los depósitos de hidrógeno han de estar aislados térmicamente o bien refrigerados con nitrógeno líquido. Aún así, las pérdidas por evaporación de parte del hidrógeno líquido pueden ser importantes, entre un 0,1 y un 2% al día. A estas pérdidas energéticas, habría que sumar el consumo de energía producido en el proceso de licuefacción. Ninguna de estas dos alternativas parece viable para el uso de hidrógeno como combustible en el sector del transporte, lo que puede suponer un auténtico cuello de botella en el desarrollo de vehículos impulsados con hidrógeno al limitar la autonomía de los mismos. Por ello, se están estudiando otros métodos de almacenamiento de hidrógeno en vehículos como es el uso de diferentes materiales que tienen la capacidad de retener hidrógeno en elevadas concentraciones como es el caso de hidruros metálicos, hidruros químicos, esponjas de hierro, microesferas de vidrio, nanotubos de carbono, etc., aunque hasta la fecha ninguno de ellos parece poder cumplir los requerimientos necesarios en términos de volumen, peso, condiciones de liberación del hidrógeno y tiempos de llenado y descarga del depósito.
Respecto del uso final del hidrógeno para producir energía existen diferentes alternativas, entre las que cabe citar su utilización como combustible en motores de combustión interna, turbinas y pilas de combustible. La aplicación del hidrógeno en motores de combustión interna permite obtener eficiencias energéticas superiores en un 20% a las de motores de gasolina, aunque se produce una pérdida de potencia debido al menor contenido energético de la mezcla presente en el cilindro del motor. Asimismo, el accionamiento de turbinas mediante la combustión de hidrógeno conduce a mayores eficiencias y evita problemas de formación de depósitos y de corrosión de los materiales de la turbina. En todos estos procesos el producto principal que se forma es agua, sin apenas presencia de gases contaminantes. Únicamente, en los procesos de combustión que operan a elevada temperatura se produce también la formación de pequeñas cantidades de NOX.
No obstante, la alternativa de mayor potencial futuro y que ha despertado un mayor interés es la generación de electricidad por alimentación del hidrógeno a pilas de combustible a través de un proceso electroquímico. La energía eléctrica se genera por oxidación electroquímica del hidrógeno (se alimenta al ánodo) con oxígeno (se alimenta al cátodo). Esta transformación tiene lugar con una eficiencia de aproximadamente el 60%. Dependiendo del electrolito se distinguen diferentes tipos de pilas de combustible: disoluciones alcalinas, membranas de intercambio de protones, ácido fosfórico, carbonatos fundidos y óxidos sólidos. Las pilas de combustible suelen operar con voltajes comprendidos entre 0,6 y 0,8 V, mientras que la temperatura de trabajo viene determinada por el tipo de electrolito. Las pilas de membranas de polímero operan a temperaturas comprendidas entre 60 y 80ºC. En el extremo opuesto se encuentran las pilas de óxidos sólidos que necesitan alcanzar temperaturas de hasta 1000ºC. Para su uso en automóviles, las pilas de combustible basadas en membranas de intercambio de protones parecen ser una de las alternativas más interesantes. En la mayor parte de los casos el hidrógeno alimentado a la pila de combustible ha de poseer una elevada pureza, lo que hace necesario reducir hasta niveles extremadamente bajos la concentración de otros componentes que pueden acompañar al hidrógeno en función de su origen. En la actualidad las principales limitaciones de las pilas de combustible están relacionadas con su durabilidad y elevado coste.
El uso masivo del hidrógeno como vector energético puede tener también sus consecuencias medioambientales. El hidrógeno es un gas extremadamente ligero, que posee la capacidad de infiltrarse a través de pequeños huecos e intersticios de los materiales de construcción. Cabe esperar que las fugas de hidrógeno a lo largo de la red de tuberías, depósitos de almacenamiento y estaciones de suministro sean considerables. Se ha especulado con la posibilidad de que el hidrógeno así liberado pueda afectar negativamente al ozono estratosférico. No obstante, estas fugas se podrían minimizar con un sistema descentralizado de distribución del hidrógeno en el que éste se produzca, no en grandes plantas, sino directamente en instalaciones de menor tamaño localizadas en las proximidades de los puntos de consumo.
Como resumen, podemos concluir que, aunque no todos son aspectos favorables y que todavía existen muchas incógnitas por despejar, el uso del hidrógeno como vector energético será probablemente una realidad a medio plazo. Esta opción no está completamente exenta de riesgos y de potenciales efectos negativos. Además, los retos tecnológicos que han de alcanzarse requerirán de un ingente esfuerzo científico, tecnológico y económico. Sin embargo, los beneficios que se pueden derivar de la economía del hidrógeno son de tal magnitud que a priori compensan a los anteriores. Las previsiones más razonables auguran una transición a la economía del hidrógeno en dos etapas. En la primera, el hidrógeno se obtendría a partir de combustibles fósiles de menor impacto ambiental, principalmente gas natural. Este periodo de transición, que podría prolongarse durante varias décadas, daría paso finalmente a un sistema energético en el que el hidrógeno se obtendría enteramente de fuentes renovables. El camino por recorrer para el desarrollo de la economía del hidrógeno parece todavía bastante largo y con numerosas incertidumbres. Pero, por otro lado, no se vislumbran, al menos a medio plazo, otras alternativas viables para el desarrollo de un sistema energético sostenible y compatible con el medio ambiente.
David Serrano Granados
Catedrático de Ingeniería Química. Director del Departamento de Tecnología Química y Ambiental. Universidad Rey Juan Carlos
El consumo de energía primaria a nivel mundial se ha incrementado durante la última década a un ritmo promedio del 2% anual, lo que implica que el consumo total de energía se duplica cada 35 años. Recientemente, las tasas de crecimiento anuales han sido incluso mayores con valores del 3,3 y 2,9% en los años 2002 y 2003, respectivamente. Una tasa de crecimiento sostenida del 3% nos llevaría a una duplicación del consumo energético anual en apenas 24 años. Estos aumentos en la demanda de energía han tenido lugar a pesar de los importantes logros alcanzados en cuanto a la mejora de la eficiencia de las transformaciones energéticas. El constante incremento de la población mundial y el desarrollo económico que están experimentando determinados países y zonas geográficas, de los que China representa el máximo exponente, son las principales razones de la aceleración en la demanda de energía. Sólo en el año 2003, la energía total consumida por ese país experimentó un incremento del 13,8%.
En la actualidad, las fuentes de energía primaria fundamentales son los combustibles fósiles (petróleo, gas natural y carbón) que, en conjunto, aportan más del 80% de la energía total que consumimos. El resto se distribuye entre energía nuclear, energía hidroeléctrica y otras energías renovables. Este sistema energético plantea una serie de problemas de gran magnitud, entre los que cabe citar:
- Es previsible que los combustibles fósiles, a excepción del carbón, se agoten en las próximas décadas. Actualmente la relación reservas probadas / producción anual (R/P) para el petróleo y el gas natural es de 41 y 67 años, respectivamente. Cierto es que de forma continua se realizan descubrimientos de nuevos yacimientos, pero también que el consumo de ambos tipos de combustibles crece sin pausa, por lo que más tarde o más temprano se producirá un descenso paulatino de la relación R/P. Por otro lado, cabe pensar que los efectos de esta situación sobre los mercados y los precios de la energía se harán sentir mucho antes de que se produzca el agotamiento del petróleo y del gas natural. Se estima que antes del año 2030 la producción de petróleo y gas natural no podrá cubrir la demanda de estos tipos de combustibles fósiles.
- Las reservas de petróleo y gas natural muestran una distribución geográfica muy heterogénea, concentrándose en zonas de elevada inestabilidad geopolítica. El 63% de las reservas de petróleo y el 41% de las de gas natural se localizan en Oriente Medio. Los efectos de esta concentración de recursos energéticos sobre los precios, la economía y la estabilidad mundial son bien conocidos.
- El uso de combustibles fósiles como fuente de energía lleva asociado un coste medioambiental muy importante, con una degradación de la calidad del aire como consecuencia de las emisiones de diferentes contaminantes (SOx, NOx, hidrocarburos, partículas sólidas, etc.). De entre todos los problemas generados, sin duda en la actualidad el más grave y acuciante es la acumulación en la atmósfera de CO2 y otros gases de efecto invernadero que están provocando un incremento de la temperatura media del planeta, con el consiguiente riesgo de alteraciones en el clima.
Estos factores evidencian claramente que nuestro actual modelo energético no es sostenible, por lo que urge la búsqueda de nuevas alternativas y fuentes de energía sustitutivas de los combustibles fósiles. La energía nuclear de fisión presenta su propia problemática y riesgos ambientales, mientras que el desarrollo de procesos de fusión de forma controlada no resulta una meta alcanzable a medio plazo, ni siquiera en el horizonte de la segunda mitad del siglo XXI. Las energías renovables tradicionales (hidráulica, eólica, solar, biomasa, etc.) han experimentado un fuerte crecimiento a lo largo de la última década, pero por sí solas tampoco parece que puedan sustituir por completo a los combustibles fósiles. Se corre el riesgo de que se produzca una inversión en la evolución histórica que, a lo largo de los siglos XIX y XX, ha permitido utilizar paulatinamente combustibles más limpios y con menores emisiones de contaminantes, pasando del carbón al petróleo, primero, y al gas natural, después. Las cifras de años recientes muestran una cierta marcha atrás con incrementos en el consumo de carbón del 9,1 y 6,9% en los años 2002 y 2003, respectivamente, tasas muy superiores a las experimentadas por el petróleo y el gas natural. Como consecuencia el carbón ha pasado de aportar el 24,1% de la energía primaria consumida a nivel mundial en el año 2001 al 26,4% en el año 2003, es decir, un incremento de más de 2 puntos porcentuales sobre el total de energía primaria. Aunque los datos del año 2004 todavía no están disponibles, cabe anticipar una participación todavía mayor del carbón como consecuencia del fuerte incremento experimentado por el precio del barril de petróleo. El carbón no presenta problemas de limitación en el volumen de reservas pero, de mantenerse esta tendencia, se agravarían enormemente los problemas medioambientales con un incremento muy importante en las emisiones de contaminantes, y en especial de CO2.
Se han propuesto diferentes métodos para conseguir el confinamiento del CO2 generado a partir de combustibles fósiles, lo que en todos los casos requiere el desarrollo de una serie de etapas de captura, presurización y transporte de CO2. Entre las alternativas contempladas se encuentra la inyección de CO2 líquido en océanos a una profundidad superior a 2 km. o en depósitos subterráneos (yacimientos agotados de gas natural y formaciones geológicas). El confinamiento de CO2 implica, por tanto, importantes costes energéticos y económicos. Asimismo, existe un elevado grado de incertidumbre respecto de la estabilidad a medio/largo plazo del CO2 capturado, así como sobre los posibles efectos medioambientales que puede tener su confinamiento en grandes cantidades.
Se comprende que, en este contexto, el posible uso del hidrógeno como fuente de energía haya despertado un enorme interés. La reacción entre el hidrógeno y el oxígeno es un proceso sencillo, fuertemente exotérmico, que conduce a la formación de agua como único producto. La energía liberada se puede aprovechar directamente o se puede emplear para generar electricidad mediante una pila de combustible. El uso del hidrógeno como fuente de energía presenta, además, las siguientes ventajas: el hidrógeno se puede transportar grandes distancias en fase gas o líquida, existe una amplia variedad de procesos que permiten su transformación en otras formas de energía, la interconversión hidrógeno/electricidad tiene lugar en ambas direcciones con una elevada eficacia y, a diferencia de lo que sucede con la energía eléctrica, es posible acumular y almacenar hidrógeno en grandes cantidades. Un sistema energético basado en el hidrógeno permitiría una amplia deslocalización de los recursos energéticos, ya que cada país podría adaptar los sistemas de producción de hidrógeno a las fuentes de energía propias, evitándose la actual dependencia en el suministro de energía procedente de determinadas zonas geográficas. Esta relación de potenciales ventajas explica que el hidrógeno esté "de moda" y que en los últimos años se haya producido una extraordinaria proliferación de acontecimientos respecto de su uso como fuente de energía: artículos científicos, libros, revistas, páginas web, asociaciones, redes, plataformas, congresos, conferencias, proyectos, prototipos, declaraciones políticas, etc. El término "economía del hidrógeno" se ha acuñado y aplicado con bastante éxito para referirse a un futuro más o menos próximo en el que el hidrógeno será el principal vector energético.
El hidrógeno se postula como una nueva fuente de energía que puede remediar las limitaciones y problemas derivados de la actual dependencia de los combustibles fósiles. Realmente, el concepto no es nuevo. En 1839 se descubre el principio de funcionamiento de las pilas de combustible. Posteriormente, uno de los personajes de la novela de Julio Verne "La isla misteriosa", publicada en 1874, sugiere que en el futuro "...hidrógeno y oxígeno, usados juntos o por separado, proporcionarán una fuente inagotable de luz y calor". En los años 20 y 30 del siglo XX se producen las primeras aplicaciones industriales del hidrógeno, mientras que en el periodo 1950-70 se desarrollan usos puntuales del hidrógeno como fuente de energía. La crisis energética de 1973 evidencia el gran potencial de un sistema energético basado en el hidrógeno. Sin embargo, posteriormente se produce un cierto decaimiento del interés en el hidrógeno como consecuencia del descenso en los precios del petróleo a lo largo de las décadas 1980-90. La situación actual, con un coste del barril de petróleo superior a 50$ y la percepción generalizada de los daños sobre el medio ambiente que está causando el uso de combustibles fósiles, es la ideal para promover el desarrollo de la economía del hidrógeno.
La posible sustitución del petróleo y del gas natural por hidrógeno confirmaría la evolución histórica en cuanto a la composición de los combustibles, que ha seguido un proceso paulatino de descarbonización. El carbón, combustible fósil predominante en el siglo XIX y que posee una relación C/H de 2, fue desplazado a lo largo del siglo XX en primer lugar por el petróleo (C/H = 0,5) y, a continuación, por el gas natural (C/H = 0,25). La introducción del hidrógeno durante el siglo XXI supondría llevar al extremo este proceso alcanzando una relación C/H de cero. La descarbonización lleva implícito el uso de combustibles cada vez más limpios y que conducen a una menor producción de CO2.
Sin embargo, no todo son luces respecto del uso generalizado del hidrógeno como fuente de energía. Existen, actualmente, importantes limitaciones tecnológicas y económicas que afectan a las diferentes fases del proceso: producción, almacenamiento, transporte, distribución y utilización del hidrógeno. Asimismo, es previsible que se presenten dificultades en cuanto a su aceptación social, derivadas de la percepción de riesgo que supone la elevada inflamabilidad del hidrógeno, así como la necesidad de llevar a cabo su transporte y almacenamiento a altas presiones. El principal inconveniente de un sistema energético basado en el hidrógeno se deriva del hecho de que no se trata de una fuente de energía primaria, al no encontrarse libre en nuestro planeta (la concentración de hidrógeno en la atmósfera es inferior a 1 ppm). Por ello, el hidrógeno ha de obtenerse y producirse a partir de compuestos que lo contienen como es el caso del agua, hidrocarburos y alcoholes, mediante procesos que implican un importante consumo de energía primaria. En este esquema, el hidrógeno actúa como un vector energético, permitiendo el transporte de energía desde la fuente primaria hasta la aplicación final. La afirmación de que el hidrógeno es una fuente de energía totalmente limpia, sin emisiones y renovable debe, por tanto, matizarse. El hidrógeno podrá considerarse una fuente de energía renovable siempre y cuando la energía primaria consumida en su generación así lo sea. Asimismo, en un balance global habrán de considerarse, asociados al hidrógeno, las emisiones y efectos medioambientales correspondientes a la fuente de energía primaria. Si el hidrógeno se obtiene, por ejemplo, a partir de electricidad que, a su vez, procede de una central térmica de carbón, habrá de considerarse como una fuente no renovable, que lleva asociadas importantes emisiones de CO2 y otros contaminantes.
A continuación se analizan brevemente los principales procesos que permiten producir hidrógeno:
1. Reformado de gas natural con vapor de agua. Mediante este proceso el metano, componente mayoritario del gas natural, se transforma en una mezcla de CO2 y H2. La transformación tiene lugar a elevada presión y temperatura, lo que implica un coste energético significativo con una eficacia global de aproximadamente el 65%. El reformado con vapor de agua también se puede aplicar a otras materias primas como es el caso del carbón o de los hidrocarburos obtenidos del petróleo, aunque con mayores emisiones de CO2. Únicamente, si este proceso parte de productos derivados de la biomasa, las emisiones globales de CO2 podrán considerarse casi nulas.
2. Oxidación parcial de hidrocarburos (gasificación). El contacto con una atmósfera deficiente en oxígeno a elevada temperatura provoca la transformación del hidrocarburo de partida en CO y H2. Este proceso permite la obtención de hidrógeno a partir de cualquier tipo de hidrocarburo, aunque la eficiencia global es sólo del 50%. Los procesos de gasificación son también aplicables para la producción de hidrógeno a partir de carbón o biomasa.
3. Electrolisis. El paso de una corriente eléctrica permite romper la molécula de agua en hidrógeno y oxígeno. La eficiencia es elevada, situándose en el intervalo 65-85%. El hidrógeno así obtenido se encuentra libre de CO2 y de otros gases contaminantes, al menos aparentemente. En un balance global, la existencia o no de estas emisiones dependerá del origen de la energía eléctrica consumida. Si ésta procede de combustibles fósiles, el CO2 se habrá generado en la central térmica productora de electricidad y en este caso la eficacia energética del proceso en su conjunto será mucho menor. Por ello, existe un gran interés en el desarrollo de procesos electrolíticos de producción de hidrógeno en los que la energía eléctrica se haya generado "in situ" mediante una fuente renovable, principalmente energía solar fotovoltaica o energía eólica. En la actualidad, la principal limitación de esta vía es el elevado coste del hidrógeno así producido, del orden de cinco veces el coste del hidrógeno obtenido por reformado.
4. Fotoprocesos. En este apartado se engloba un conjunto de procesos que tienen en común la utilización de la radiación solar para producir hidrógeno a partir del agua o la biomasa. Las técnicas fotobiológicas se basan en el ciclo de la fotosíntesis de las plantas y de algunas bacterias y algas. Uno de los problemas que presentan es que la mayor parte de las enzimas capaces de catalizar la disociación del agua se inhiben en presencia de oxígeno. Los procesos fotoquímicos tratan de imitar el proceso natural de la fotosíntesis utilizando moléculas sintéticas. En los procesos fotoelectroquímicos (fotoelectrolisis) se utilizan materiales fotovoltaicos y semiconductores que al ser expuestos a la luz producen una diferencia de potencial eléctrico, la cual a su vez provoca la escisión de la molécula de agua. Los fotoprocesos presentan eficiencias energéticas bajas (< 15%), aunque en este caso este factor no sea del todo determinante por utilizar una fuente de energía inagotable.
5. Procesos termoquímicos. Se basan en el empleo de calor para provocar la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno. La transformación puramente térmica resulta inviable desde un punto de vista práctico ya que sería necesario alcanzar temperaturas del orden de 3000ºC. Como alternativa, se ha propuesto el desarrollo de diferentes reacciones químicas mediante complejos procesos multietapas, lo que permite reducir apreciablemente la temperatura de operación.
Las tecnologías de producción de hidrógeno a partir de fuentes renovables se encuentran todavía en fase de incubación. De hecho en la actualidad el 99% del hidrógeno producido procede de combustibles fósiles, estimándose que transcurrirán entre una y dos décadas hasta que se desarrollen procesos comerciales de obtención de hidrógeno basados en fuentes renovables.
Otro de los retos fundamentales que debe afrontar un sistema energético basado en el hidrógeno es la necesidad de crear una red completa de nuevas infraestructuras para su transporte, almacenamiento y distribución: depósitos, tuberías, estaciones de bombeo, estaciones para el llenado de vehículos ("hidrogeneras"), etc. Los problemas a solventar no son sólo de índole económica, dadas las grandes inversiones a realizar, sino también tecnológicos. El transporte y almacenamiento de hidrógeno pueden llevarse a cabo como gas comprimido o licuado. A presión y temperatura ambiente el hidrógeno ocupa un volumen 3000 veces superior al de una cantidad de gasolina con el mismo contenido energético. La baja densidad del hidrógeno hace necesario que su transporte y/o almacenamiento en fase gas se realicen a presiones elevadas (entre 200 y 500 atm), lo que implica un coste energético adicional asociado al trabajo de compresión, además de plantear cuestiones de seguridad. Otra alternativa, es la licuefacción del hidrógeno, para lo cual resulta necesario alcanzar temperaturas de - 253ºC. En este caso, los depósitos de hidrógeno han de estar aislados térmicamente o bien refrigerados con nitrógeno líquido. Aún así, las pérdidas por evaporación de parte del hidrógeno líquido pueden ser importantes, entre un 0,1 y un 2% al día. A estas pérdidas energéticas, habría que sumar el consumo de energía producido en el proceso de licuefacción. Ninguna de estas dos alternativas parece viable para el uso de hidrógeno como combustible en el sector del transporte, lo que puede suponer un auténtico cuello de botella en el desarrollo de vehículos impulsados con hidrógeno al limitar la autonomía de los mismos. Por ello, se están estudiando otros métodos de almacenamiento de hidrógeno en vehículos como es el uso de diferentes materiales que tienen la capacidad de retener hidrógeno en elevadas concentraciones como es el caso de hidruros metálicos, hidruros químicos, esponjas de hierro, microesferas de vidrio, nanotubos de carbono, etc., aunque hasta la fecha ninguno de ellos parece poder cumplir los requerimientos necesarios en términos de volumen, peso, condiciones de liberación del hidrógeno y tiempos de llenado y descarga del depósito.
Respecto del uso final del hidrógeno para producir energía existen diferentes alternativas, entre las que cabe citar su utilización como combustible en motores de combustión interna, turbinas y pilas de combustible. La aplicación del hidrógeno en motores de combustión interna permite obtener eficiencias energéticas superiores en un 20% a las de motores de gasolina, aunque se produce una pérdida de potencia debido al menor contenido energético de la mezcla presente en el cilindro del motor. Asimismo, el accionamiento de turbinas mediante la combustión de hidrógeno conduce a mayores eficiencias y evita problemas de formación de depósitos y de corrosión de los materiales de la turbina. En todos estos procesos el producto principal que se forma es agua, sin apenas presencia de gases contaminantes. Únicamente, en los procesos de combustión que operan a elevada temperatura se produce también la formación de pequeñas cantidades de NOX.
No obstante, la alternativa de mayor potencial futuro y que ha despertado un mayor interés es la generación de electricidad por alimentación del hidrógeno a pilas de combustible a través de un proceso electroquímico. La energía eléctrica se genera por oxidación electroquímica del hidrógeno (se alimenta al ánodo) con oxígeno (se alimenta al cátodo). Esta transformación tiene lugar con una eficiencia de aproximadamente el 60%. Dependiendo del electrolito se distinguen diferentes tipos de pilas de combustible: disoluciones alcalinas, membranas de intercambio de protones, ácido fosfórico, carbonatos fundidos y óxidos sólidos. Las pilas de combustible suelen operar con voltajes comprendidos entre 0,6 y 0,8 V, mientras que la temperatura de trabajo viene determinada por el tipo de electrolito. Las pilas de membranas de polímero operan a temperaturas comprendidas entre 60 y 80ºC. En el extremo opuesto se encuentran las pilas de óxidos sólidos que necesitan alcanzar temperaturas de hasta 1000ºC. Para su uso en automóviles, las pilas de combustible basadas en membranas de intercambio de protones parecen ser una de las alternativas más interesantes. En la mayor parte de los casos el hidrógeno alimentado a la pila de combustible ha de poseer una elevada pureza, lo que hace necesario reducir hasta niveles extremadamente bajos la concentración de otros componentes que pueden acompañar al hidrógeno en función de su origen. En la actualidad las principales limitaciones de las pilas de combustible están relacionadas con su durabilidad y elevado coste.
El uso masivo del hidrógeno como vector energético puede tener también sus consecuencias medioambientales. El hidrógeno es un gas extremadamente ligero, que posee la capacidad de infiltrarse a través de pequeños huecos e intersticios de los materiales de construcción. Cabe esperar que las fugas de hidrógeno a lo largo de la red de tuberías, depósitos de almacenamiento y estaciones de suministro sean considerables. Se ha especulado con la posibilidad de que el hidrógeno así liberado pueda afectar negativamente al ozono estratosférico. No obstante, estas fugas se podrían minimizar con un sistema descentralizado de distribución del hidrógeno en el que éste se produzca, no en grandes plantas, sino directamente en instalaciones de menor tamaño localizadas en las proximidades de los puntos de consumo.
Como resumen, podemos concluir que, aunque no todos son aspectos favorables y que todavía existen muchas incógnitas por despejar, el uso del hidrógeno como vector energético será probablemente una realidad a medio plazo. Esta opción no está completamente exenta de riesgos y de potenciales efectos negativos. Además, los retos tecnológicos que han de alcanzarse requerirán de un ingente esfuerzo científico, tecnológico y económico. Sin embargo, los beneficios que se pueden derivar de la economía del hidrógeno son de tal magnitud que a priori compensan a los anteriores. Las previsiones más razonables auguran una transición a la economía del hidrógeno en dos etapas. En la primera, el hidrógeno se obtendría a partir de combustibles fósiles de menor impacto ambiental, principalmente gas natural. Este periodo de transición, que podría prolongarse durante varias décadas, daría paso finalmente a un sistema energético en el que el hidrógeno se obtendría enteramente de fuentes renovables. El camino por recorrer para el desarrollo de la economía del hidrógeno parece todavía bastante largo y con numerosas incertidumbres. Pero, por otro lado, no se vislumbran, al menos a medio plazo, otras alternativas viables para el desarrollo de un sistema energético sostenible y compatible con el medio ambiente.
¿La hora de los biocarburantes?
El sector del transporte supone en el conjunto de la Unión Europea un 30% del consumo total de energía. En el caso de España esta cifra se eleva al 37,5%, mientras que en la Comunidad de Madrid representa más del 50% del consumo final de energía. Los carburantes utilizados en la actualidad son fundamentalmente productos derivados del petróleo. La contribución de los combustibles fósiles convencionales a las emisiones de CO2 y, por tanto, al cambio climático es muy relevante. Según diferentes estimaciones, el sector del transporte será el principal responsable de la no consecución de los objetivos de Kyoto por la mayor parte de los países europeos.
David Serrano Granados
Universidad Rey Juan Carlos. Director IMDEA-Energía
En este contexto, la utilización de biomasa, y en particular de biocombustibles, para usos energéticos tiene cada vez mayor interés. Los biocombustibles son aquellos combustibles que se producen a partir de la biomasa y que, en consecuencia, son considerados como una fuente de energía renovable. Se pueden presentar tanto en forma sólida (residuos vegetales, fracción biodegradable de los residuos urbanos o industriales), como líquida (bioalcoholes, biodiésel) y gaseosa (biogás, hidrógeno).
Dentro de los biocombustibles, los biocarburantes abarcan al subgrupo caracterizado por su aplicación en motores de combustión interna. Son, en general, de naturaleza líquida y se obtienen a partir de materias primas vegetales mediante transformaciones biológicas y físico-químicas. En la actualidad, se encuentran desarrollados a escala comercial principalmente dos tipos de biocarburantes: el biodiésel, obtenido a partir de la transesterificación de aceites vegetales y grasas animales con un alcohol ligero, y el bioetanol, obtenido fundamentalmente de semillas ricas en azúcares mediante fermentación.
Uno de los principales beneficios que se esperan del uso de biocarburantes es la reducción en las emisiones de CO2. La combustión de los biocarburantes da lugar a emisiones de óxidos de carbono, pero éstas vuelven a ser captadas y fijadas durante el desarrollo y crecimiento de las especies vegetales utilizadas en su obtención. Sin embargo, en la práctica la reducción en las emisiones no es del 100%, ya que la producción del propio biocarburante implica un consumo importante de energía de origen fósil y, por tanto, de emisiones de CO2 no renovables. Asimismo, el empleo de fertilizantes para favorecer el desarrollo de los cultivos lleva asociadas emisiones significativas de NOX, que también contribuyen al efecto invernadero. Declaraciones e informes recientes han destacado estos aspectos negativos, sugiriendo o afirmando que los beneficios medioambientales del uso de biocarburantes en términos de reducción de gases de efecto invernadero son prácticamente nulos. No es un debate nuevo, ya que en las últimas dos décadas este tema ha sido objeto de controversia entre la comunidad científica, aunque en los últimos años ha ido ganando un apoyo más amplio la opción que reconoce a los biocarburantes como una alternativa de gran potencial de reducción de emisiones netas de CO2.
El coste energético que hay que pagar para producir un biocarburante se puede estimar utilizando técnicas de análisis de ciclo de vida (ACV), que tienen en cuenta todas las operaciones y tratamientos que se desarrollan desde el crecimiento de las plantas utilizadas como materia prima hasta la producción, transporte y utilización del carburante. No es un cálculo exacto, puesto que implica trabajar con parámetros y variables a los que se asignan valores con un amplio margen de error. El resultado, por tanto, no es categórico y puede dar lugar a interpretaciones de "botella medio llena" o "botella medio vacía". Los estudios más rigurosos y con datos más actualizados que se han llevado a cabo hasta la fecha indican que los biocarburantes emiten entre un 40% y un 80% menos de dióxido de carbono que los carburantes convencionales. En este sentido cabe destacar un trabajo publicado en el presente año en el que se revisa de forma exhaustiva la bibliografía precedente sobre estudios de ACV en la producción de bioetanol a partir de diferentes materias primas. En el mismo se concluye que el uso de bioetanol tiene efectos positivos muy importantes respecto del consumo de recursos naturales y las emisiones de gases de efecto invernadero, aunque las consecuencias sobre otros factores medioambientales, como la acidificación y la toxicidad humana y ecológica, pueden ser más negativas que positivas.
Por otro lado, ha de tenerse en cuenta que la implantación de una nueva tecnología suele conllevar un proceso de optimización y una mejora paulatina de la eficacia de las diferentes transformaciones. Por ello, es de esperar que la producción de biocarburantes de forma masiva a escala industrial vaya asociada a un incremento sustancial de su eficiencia energética global, provocando, por tanto, una reducción todavía mayor en las emisiones de CO2. Asimismo, el uso de biocarburantes permite disminuir también las emisiones de otros contaminantes, como óxidos de azufre, partículas sólidas, monóxido de carbono, hidrocarburos aromáticos policíclicos y compuestos orgánicos volátiles.
La creación de un mercado europeo de biocarburantes puede ofrecer una oportunidad de desarrollo de las zonas agrícolas dentro de la Política Agraria Común. Se estima que por cada 1% de sustitución de carburantes de origen fósil por biocarburantes se generarán entre 45.000 y 75.000 puestos de trabajo en las áreas rurales de la Unión Europea. Sin embargo, una de las principales limitaciones en el desarrollo comercial de los biocarburantes reside en el hecho de que actualmente sus costes de producción no son competitivos respecto de los carburantes tradicionales, requiriendo de medidas políticas, legales y fiscales que promuevan su desarrollo a escala comercial. Con la tecnología actual, el biodiésel y el bioetanol producidos en la Unión Europea serían competitivos con los carburantes de origen fósil únicamente si el precio del petróleo es al menos de 60 y 90 euros/barril, respectivamente.
En este momento, los objetivos establecidos en nuestro país, y recogidos en el Plan de Energías Renovables (PER), de cara al año 2010 son: producir con fuentes renovables al menos el 12% de la energía total consumida y alcanzar como mínimo un 29,4% de generación eléctrica con renovables y un 5,75% de utilización de biocarburantes en el sector del transporte. Sin duda, se trata de objetivos muy ambiciosos y que resultarán difíciles de conseguir.
Uno de los instrumentos esenciales para promover el desarrollo de los biocarburantes es la política fiscal. La Directiva 2003/30/CE de la Unión Europea recoge la posibilidad de que los estados miembros disminuyan la fiscalidad que grava a los biocarburantes. En algunos países, además de medidas fiscales, se han acordado otro tipo de iniciativas. Entre ellas destacan las denominadas "obligaciones para los biocarburantes", que suponen la exigencia, a las empresas suministradoras de combustibles, de incorporación de un determinado porcentaje de biocarburantes en los productos que comercializan.
Un problema añadido es que la mayor parte de los cultivos destinados a la producción de biocarburantes se dedican también a la producción alimentaria, lo que supone de hecho la interconexión de dos mercados y sectores de gran relevancia como son el energético y el de los alimentos. En esta situación, el precio de las materias primas para la producción de biocarburantes depende del mercado alimentario que, por lo general, es excesivamente alto para el sector energético. Asimismo, la demanda tan importante que se está produciendo en los últimos años de materias primas para la producción de biocarburantes ha empezado ya a provocar un incremento significativo del precio de determinados alimentos. Por otro lado, la existencia de importantes fluctuaciones en los precios supone un factor de riesgo adicional que incrementa la incertidumbre respecto de la rentabilidad a alcanzar en el desarrollo de proyectos de producción y comercialización de biocarburantes.
El biodiésel es un biocarburante líquido producido a partir de aceites vegetales y grasas animales. Las materias primas más utilizadas en la fabricación de biodiésel son la colza, el girasol y la soja. En España la utilización de aceites usados es también muy significativa, lo que presenta la ventaja adicional de permitir la gestión y valorización de un residuo. El biodiésel posee propiedades muy parecidas a las del gasóleo de automoción en cuanto a densidad y número de cetano, mientras que presenta un punto de inflamación superior. Por ello, el biodiésel puede mezclarse con el gasóleo para su uso en motores e incluso sustituirlo totalmente si éstos últimos se modifican convenientemente.
Por su parte, la vía principal de obtención de bioetanol es la fermentación de los azucares que contienen diferentes productos vegetales, tales como cereales, remolacha o caña de azúcar. El bioetanol también se puede producir a partir de residuos agrícolas, forestales, urbanos o industriales. La utilización de estos residuos presenta la ventaja de su bajo coste, aunque en el caso de los RSU la posible presencia de componentes no deseados puede hacer necesario un proceso de separación previo a la fermentación, con el consiguiente incremento en el coste de producción del bioetanol. En la mayor parte de los países, el bioetanol se utiliza en la actualidad mezclado con gasolina en concentraciones del 5 o el 10% (E5 y E10, respectivamente). En estas proporciones no es necesario llevar a cabo ningún cambio en los motores de los vehículos actuales. Por el contrario, para que los vehículos puedan funcionar con elevadas concentraciones de etanol es necesario introducir en los mismos una serie de modificaciones, como consecuencia del mayor poder corrosivo del etanol y de su mayor miscibilidad con el agua.
Otra alternativa para el aprovechamiento del bioetanol consiste en su transformación en etil-tercbutil éter (ETBE), producto que se emplea como aditivo de mejora del índice de octano de las gasolinas. El ETBE presenta importantes ventajas respecto de la utilización directa de bioetanol, como son su menor afinidad con el agua y una presión de vapor más adecuada que el alcohol. Por estas razones su uso se está imponiendo en Europa, prevaleciendo sobre la mezcla directa de bioetanol y gasolina. En España todo el etanol dedicado a la automoción es convertido en ETBE.
Aunque el bioetanol y el biodiésel son los biocarburantes más conocidos, existe hoy en día una amplia variedad de productos que se obtienen por transformaciones de la biomasa y que se pueden utilizar como fuente de energía. Es el caso de los bioaceites, el "green diesel", el biogás, el bio-metanol, el bio-dimetiléter, o incluso el bio-hidrógeno. La optimización de los correspondientes procesos de producción plantea importantes retos con objeto de conseguir que todos ellos entren en la fase de explotación comercial.
Se espera que los avances derivados de la investigación y el desarrollo tecnológico en el sector de los biocarburantes contribuyan en los próximos años a un descenso de los costes de producción de al menos el 30%. Gran parte de este progreso estará ligado al desarrollo de los denominados biocarburantes de segunda generación, obtenidos a partir de materiales lignocelulósicos, de coste mucho menor y que apenas tienen utilización alimentaria. Asimismo, estos avances tendrán que tener en cuenta los cambios que ya se están produciendo en la demanda de los diferentes tipos de carburantes. Se estima que la tendencia actual en la Unión Europea de incremento en la demanda de gasóleo y reducción en la de gasolina se mantendrá en las próximas décadas, lo que sitúa al biodiésel como principal alternativa de futuro. No obstante, existen ya proyectos en marcha que pretenden el desarrollo de nuevas vías de utilización energética del bioetanol, diferentes de su mezcla con gasolina o transformación en ETBE.
La introducción y consolidación del concepto de bio-refinería puede suponer un salto cualitativo muy importante en la implantación de los biocombustibles. La bio-refinería se plantea como una instalación versátil en la que se procesarán tanto combustibles fósiles como biomasa con el objeto de producir de forma integrada energía, carburantes convencionales, biocarburantes y productos químicos. De esta forma, se conseguirá un mejor aprovechamiento de los recursos naturales, una disminución significativa de los costes de operación y un incremento muy importante en la eficiencia energética global de producción de biocombustibles.
Recientemente, se ha creado a nivel europeo la Plataforma Tecnológica de Biocombustibles con el objetivo de que juegue un papel esencial en promover y orientar las actividades de I+D+i que se llevan a cabo en este sector, así como de facilitar la transferencia de resultados al sector productivo.
Finalmente, ha de destacarse la estimación realizada recientemente de cara al año 2030, que considera factible alcanzar en esa fecha al menos un 25% de contribución de los biocarburantes en el sector del transporte de la Unión Europea. Se cumpliría de esta forma la predicción realizada en 1912 por Rudolf Diesel:
"El uso de aceites vegetales en motores de combustión puede parecer hoy en día despreciable. Sin embargo, estos aceites se pueden convertir con el paso del tiempo en carburantes tan importantes como lo son en la actualidad los derivados del petróleo".
1.- ¿Qué son los biocombustibles?
2.- Explica los tipos de biocarburantes que menciona el texto.
3.- Señala los aspectos positivos y negativos que tiene el uso de los biocarburantes?
4.- ¿Es completamente positivo el uso de bioetanol como fuente de energía?
5.- ¿Qué otros contaminantes se reducirían con el uso de biocarburantes?
6.- Indica los objetivos que se plantea ESpaña de cara al 2010.
7.- ¿Con qué otro sector económico interacciona la utilización de biocarburantes? ¿Cómo?
David Serrano Granados
Universidad Rey Juan Carlos. Director IMDEA-Energía
En este contexto, la utilización de biomasa, y en particular de biocombustibles, para usos energéticos tiene cada vez mayor interés. Los biocombustibles son aquellos combustibles que se producen a partir de la biomasa y que, en consecuencia, son considerados como una fuente de energía renovable. Se pueden presentar tanto en forma sólida (residuos vegetales, fracción biodegradable de los residuos urbanos o industriales), como líquida (bioalcoholes, biodiésel) y gaseosa (biogás, hidrógeno).
Dentro de los biocombustibles, los biocarburantes abarcan al subgrupo caracterizado por su aplicación en motores de combustión interna. Son, en general, de naturaleza líquida y se obtienen a partir de materias primas vegetales mediante transformaciones biológicas y físico-químicas. En la actualidad, se encuentran desarrollados a escala comercial principalmente dos tipos de biocarburantes: el biodiésel, obtenido a partir de la transesterificación de aceites vegetales y grasas animales con un alcohol ligero, y el bioetanol, obtenido fundamentalmente de semillas ricas en azúcares mediante fermentación.
Uno de los principales beneficios que se esperan del uso de biocarburantes es la reducción en las emisiones de CO2. La combustión de los biocarburantes da lugar a emisiones de óxidos de carbono, pero éstas vuelven a ser captadas y fijadas durante el desarrollo y crecimiento de las especies vegetales utilizadas en su obtención. Sin embargo, en la práctica la reducción en las emisiones no es del 100%, ya que la producción del propio biocarburante implica un consumo importante de energía de origen fósil y, por tanto, de emisiones de CO2 no renovables. Asimismo, el empleo de fertilizantes para favorecer el desarrollo de los cultivos lleva asociadas emisiones significativas de NOX, que también contribuyen al efecto invernadero. Declaraciones e informes recientes han destacado estos aspectos negativos, sugiriendo o afirmando que los beneficios medioambientales del uso de biocarburantes en términos de reducción de gases de efecto invernadero son prácticamente nulos. No es un debate nuevo, ya que en las últimas dos décadas este tema ha sido objeto de controversia entre la comunidad científica, aunque en los últimos años ha ido ganando un apoyo más amplio la opción que reconoce a los biocarburantes como una alternativa de gran potencial de reducción de emisiones netas de CO2.
El coste energético que hay que pagar para producir un biocarburante se puede estimar utilizando técnicas de análisis de ciclo de vida (ACV), que tienen en cuenta todas las operaciones y tratamientos que se desarrollan desde el crecimiento de las plantas utilizadas como materia prima hasta la producción, transporte y utilización del carburante. No es un cálculo exacto, puesto que implica trabajar con parámetros y variables a los que se asignan valores con un amplio margen de error. El resultado, por tanto, no es categórico y puede dar lugar a interpretaciones de "botella medio llena" o "botella medio vacía". Los estudios más rigurosos y con datos más actualizados que se han llevado a cabo hasta la fecha indican que los biocarburantes emiten entre un 40% y un 80% menos de dióxido de carbono que los carburantes convencionales. En este sentido cabe destacar un trabajo publicado en el presente año en el que se revisa de forma exhaustiva la bibliografía precedente sobre estudios de ACV en la producción de bioetanol a partir de diferentes materias primas. En el mismo se concluye que el uso de bioetanol tiene efectos positivos muy importantes respecto del consumo de recursos naturales y las emisiones de gases de efecto invernadero, aunque las consecuencias sobre otros factores medioambientales, como la acidificación y la toxicidad humana y ecológica, pueden ser más negativas que positivas.
Por otro lado, ha de tenerse en cuenta que la implantación de una nueva tecnología suele conllevar un proceso de optimización y una mejora paulatina de la eficacia de las diferentes transformaciones. Por ello, es de esperar que la producción de biocarburantes de forma masiva a escala industrial vaya asociada a un incremento sustancial de su eficiencia energética global, provocando, por tanto, una reducción todavía mayor en las emisiones de CO2. Asimismo, el uso de biocarburantes permite disminuir también las emisiones de otros contaminantes, como óxidos de azufre, partículas sólidas, monóxido de carbono, hidrocarburos aromáticos policíclicos y compuestos orgánicos volátiles.
La creación de un mercado europeo de biocarburantes puede ofrecer una oportunidad de desarrollo de las zonas agrícolas dentro de la Política Agraria Común. Se estima que por cada 1% de sustitución de carburantes de origen fósil por biocarburantes se generarán entre 45.000 y 75.000 puestos de trabajo en las áreas rurales de la Unión Europea. Sin embargo, una de las principales limitaciones en el desarrollo comercial de los biocarburantes reside en el hecho de que actualmente sus costes de producción no son competitivos respecto de los carburantes tradicionales, requiriendo de medidas políticas, legales y fiscales que promuevan su desarrollo a escala comercial. Con la tecnología actual, el biodiésel y el bioetanol producidos en la Unión Europea serían competitivos con los carburantes de origen fósil únicamente si el precio del petróleo es al menos de 60 y 90 euros/barril, respectivamente.
En este momento, los objetivos establecidos en nuestro país, y recogidos en el Plan de Energías Renovables (PER), de cara al año 2010 son: producir con fuentes renovables al menos el 12% de la energía total consumida y alcanzar como mínimo un 29,4% de generación eléctrica con renovables y un 5,75% de utilización de biocarburantes en el sector del transporte. Sin duda, se trata de objetivos muy ambiciosos y que resultarán difíciles de conseguir.
Uno de los instrumentos esenciales para promover el desarrollo de los biocarburantes es la política fiscal. La Directiva 2003/30/CE de la Unión Europea recoge la posibilidad de que los estados miembros disminuyan la fiscalidad que grava a los biocarburantes. En algunos países, además de medidas fiscales, se han acordado otro tipo de iniciativas. Entre ellas destacan las denominadas "obligaciones para los biocarburantes", que suponen la exigencia, a las empresas suministradoras de combustibles, de incorporación de un determinado porcentaje de biocarburantes en los productos que comercializan.
Un problema añadido es que la mayor parte de los cultivos destinados a la producción de biocarburantes se dedican también a la producción alimentaria, lo que supone de hecho la interconexión de dos mercados y sectores de gran relevancia como son el energético y el de los alimentos. En esta situación, el precio de las materias primas para la producción de biocarburantes depende del mercado alimentario que, por lo general, es excesivamente alto para el sector energético. Asimismo, la demanda tan importante que se está produciendo en los últimos años de materias primas para la producción de biocarburantes ha empezado ya a provocar un incremento significativo del precio de determinados alimentos. Por otro lado, la existencia de importantes fluctuaciones en los precios supone un factor de riesgo adicional que incrementa la incertidumbre respecto de la rentabilidad a alcanzar en el desarrollo de proyectos de producción y comercialización de biocarburantes.
El biodiésel es un biocarburante líquido producido a partir de aceites vegetales y grasas animales. Las materias primas más utilizadas en la fabricación de biodiésel son la colza, el girasol y la soja. En España la utilización de aceites usados es también muy significativa, lo que presenta la ventaja adicional de permitir la gestión y valorización de un residuo. El biodiésel posee propiedades muy parecidas a las del gasóleo de automoción en cuanto a densidad y número de cetano, mientras que presenta un punto de inflamación superior. Por ello, el biodiésel puede mezclarse con el gasóleo para su uso en motores e incluso sustituirlo totalmente si éstos últimos se modifican convenientemente.
Por su parte, la vía principal de obtención de bioetanol es la fermentación de los azucares que contienen diferentes productos vegetales, tales como cereales, remolacha o caña de azúcar. El bioetanol también se puede producir a partir de residuos agrícolas, forestales, urbanos o industriales. La utilización de estos residuos presenta la ventaja de su bajo coste, aunque en el caso de los RSU la posible presencia de componentes no deseados puede hacer necesario un proceso de separación previo a la fermentación, con el consiguiente incremento en el coste de producción del bioetanol. En la mayor parte de los países, el bioetanol se utiliza en la actualidad mezclado con gasolina en concentraciones del 5 o el 10% (E5 y E10, respectivamente). En estas proporciones no es necesario llevar a cabo ningún cambio en los motores de los vehículos actuales. Por el contrario, para que los vehículos puedan funcionar con elevadas concentraciones de etanol es necesario introducir en los mismos una serie de modificaciones, como consecuencia del mayor poder corrosivo del etanol y de su mayor miscibilidad con el agua.
Otra alternativa para el aprovechamiento del bioetanol consiste en su transformación en etil-tercbutil éter (ETBE), producto que se emplea como aditivo de mejora del índice de octano de las gasolinas. El ETBE presenta importantes ventajas respecto de la utilización directa de bioetanol, como son su menor afinidad con el agua y una presión de vapor más adecuada que el alcohol. Por estas razones su uso se está imponiendo en Europa, prevaleciendo sobre la mezcla directa de bioetanol y gasolina. En España todo el etanol dedicado a la automoción es convertido en ETBE.
Aunque el bioetanol y el biodiésel son los biocarburantes más conocidos, existe hoy en día una amplia variedad de productos que se obtienen por transformaciones de la biomasa y que se pueden utilizar como fuente de energía. Es el caso de los bioaceites, el "green diesel", el biogás, el bio-metanol, el bio-dimetiléter, o incluso el bio-hidrógeno. La optimización de los correspondientes procesos de producción plantea importantes retos con objeto de conseguir que todos ellos entren en la fase de explotación comercial.
Se espera que los avances derivados de la investigación y el desarrollo tecnológico en el sector de los biocarburantes contribuyan en los próximos años a un descenso de los costes de producción de al menos el 30%. Gran parte de este progreso estará ligado al desarrollo de los denominados biocarburantes de segunda generación, obtenidos a partir de materiales lignocelulósicos, de coste mucho menor y que apenas tienen utilización alimentaria. Asimismo, estos avances tendrán que tener en cuenta los cambios que ya se están produciendo en la demanda de los diferentes tipos de carburantes. Se estima que la tendencia actual en la Unión Europea de incremento en la demanda de gasóleo y reducción en la de gasolina se mantendrá en las próximas décadas, lo que sitúa al biodiésel como principal alternativa de futuro. No obstante, existen ya proyectos en marcha que pretenden el desarrollo de nuevas vías de utilización energética del bioetanol, diferentes de su mezcla con gasolina o transformación en ETBE.
La introducción y consolidación del concepto de bio-refinería puede suponer un salto cualitativo muy importante en la implantación de los biocombustibles. La bio-refinería se plantea como una instalación versátil en la que se procesarán tanto combustibles fósiles como biomasa con el objeto de producir de forma integrada energía, carburantes convencionales, biocarburantes y productos químicos. De esta forma, se conseguirá un mejor aprovechamiento de los recursos naturales, una disminución significativa de los costes de operación y un incremento muy importante en la eficiencia energética global de producción de biocombustibles.
Recientemente, se ha creado a nivel europeo la Plataforma Tecnológica de Biocombustibles con el objetivo de que juegue un papel esencial en promover y orientar las actividades de I+D+i que se llevan a cabo en este sector, así como de facilitar la transferencia de resultados al sector productivo.
Finalmente, ha de destacarse la estimación realizada recientemente de cara al año 2030, que considera factible alcanzar en esa fecha al menos un 25% de contribución de los biocarburantes en el sector del transporte de la Unión Europea. Se cumpliría de esta forma la predicción realizada en 1912 por Rudolf Diesel:
"El uso de aceites vegetales en motores de combustión puede parecer hoy en día despreciable. Sin embargo, estos aceites se pueden convertir con el paso del tiempo en carburantes tan importantes como lo son en la actualidad los derivados del petróleo".
1.- ¿Qué son los biocombustibles?
2.- Explica los tipos de biocarburantes que menciona el texto.
3.- Señala los aspectos positivos y negativos que tiene el uso de los biocarburantes?
4.- ¿Es completamente positivo el uso de bioetanol como fuente de energía?
5.- ¿Qué otros contaminantes se reducirían con el uso de biocarburantes?
6.- Indica los objetivos que se plantea ESpaña de cara al 2010.
7.- ¿Con qué otro sector económico interacciona la utilización de biocarburantes? ¿Cómo?
El coche eléctrico sale a la calle
Coches eléctricos que se mueven silenciosamente bajo las palmeras, liberarse de la adicción al petróleo y ser pioneros en Estados Unidos. Eso es lo que pretende el Estado de Hawai, que la semana pasada anunció, junto con la empresa eléctrica local, un plan para un sistema de transporte alternativo, basado en vehículos eléctricos, una red inteligente para recargar las baterías y puntos para cambiarlas por otras ya preparadas si no se puede esperar.
FUENTE | El País 11/12/2008
En septiembre pasado, en Alemania, la compañía eléctrica RWE y la automovilística Daimler anunciaron un proyecto más modesto, para establecer puntos de recarga en Berlín para coches eléctricos. Y en los países nórdicos la empresa Th!nk sacará en los próximos meses un vehículo eléctrico con 180 kilómetros de autonomía y un sistema de cuotas mensuales que cubrirá el coste del combustible (la electricidad y la batería).
Automóviles y autobuses eléctricos, que se recarguen en enchufes en los domicilios, las calles, las oficinas, las fábricas o las cocheras, que no contaminen las ciudades y tengan hasta 200 kilómetros de autonomía, que contribuyan a una mayor eficiencia de la red eléctrica y hagan incluso bajar el precio de la electricidad. ¿Un sueño antiguo que nunca se hace realidad o una realidad emergente, que se enfrenta a grandes desafíos pero que puede tener en la actual crisis de los fabricantes de automóvil por fin su oportunidad? Más bien lo segundo, si se atiende a la marea de iniciativas (como las citadas) para electrificar el transporte por carretera que están surgiendo desde los sectores público y privado en muchos de los países más desarrollados -Japón es pionero-, apoyadas por científicos e ingenieros, que creen que la tecnología está casi a punto.
El "casi" es importante, porque el principal escollo de todo lo eléctrico, incluidos los coches, está en las baterías, y las nuevas que permitirían el auge del automóvil eléctrico, están apenas saliendo de los laboratorios. Así lo recordaba recientemente la revista Nature, que se mostraba partidaria de los vehículos eléctricos como una parte viable de la solución al desafío del transporte, y comentaba que seguramente las barreras a nuevas formas están más en los métodos de hacerlas llegar al mercado que en la tecnología.
En un editorial, la revista científica se declaraba contraria a que se ayude a los grandes fabricantes de automóviles estadounidenses, que hace pocos días pidieron 37.000 millones de dólares más (28.600 millones de euros) al Gobierno de su país, si no se comprometen a cambiar de rumbo de verdad hacia una mayor eficiencia.
Lo mismo decía hace unos días en la cadena de televisión CNN el premio Nobel de Física Burton Richter, directivo de la organización Científicos e Ingenieros para América. Y Burt Rutan, el ingeniero que ha diseñado el primer avión aeroespacial, también ha mostrado su entusiasmo por el coche eléctrico.
A pesar del goteo de anuncios por los fabricantes de automóviles de nuevos modelos de híbridos (con motores eléctricos y de gasolina) que serían por primera vez enchufables -el último ha sido precisamente el Chevrolet Volt de General Motors, uno de los tres grandes de Detroit-, parece claro que poco se puede hacer para cambiar de paradigma hacia el coche totalmente eléctrico sin una acción concertada bajo el paraguas público. Es el modelo de negocio, centrado en una infraestructura de recarga de baterías conectada por Internet, que ha puesto en marcha Shai Agassi, un antiguo ejecutivo de Silicon Valley fundador de la empresa Better Place, encargada de hacer realidad el plan del Estado de Hawai. Antes, Better Place, que busca -y encuentra- inversores para sus proyectos, ya había llegado a acuerdos para iniciar la electrificación del transporte en Dinamarca, en Australia y en Israel, donde pretende llegar a los 500.000 puntos de carga. La primera fase serán las flotas de vehículos, como las de correos y otros servicios.
La escala es un factor clave para que el sistema cuaje. Con pocos coches a cargar no puede funcionar. "Primero hay que poner los coches en el mercado -no tienen que ser perfectos-, y luego preocuparse de cómo cargarlos de una red perfecta", ha comentado Mark Duvall, experto del Instituto Electric Power Research, en California.
Autor: Malen Ruiz de Elvira
FUENTE | El País 11/12/2008
En septiembre pasado, en Alemania, la compañía eléctrica RWE y la automovilística Daimler anunciaron un proyecto más modesto, para establecer puntos de recarga en Berlín para coches eléctricos. Y en los países nórdicos la empresa Th!nk sacará en los próximos meses un vehículo eléctrico con 180 kilómetros de autonomía y un sistema de cuotas mensuales que cubrirá el coste del combustible (la electricidad y la batería).
Automóviles y autobuses eléctricos, que se recarguen en enchufes en los domicilios, las calles, las oficinas, las fábricas o las cocheras, que no contaminen las ciudades y tengan hasta 200 kilómetros de autonomía, que contribuyan a una mayor eficiencia de la red eléctrica y hagan incluso bajar el precio de la electricidad. ¿Un sueño antiguo que nunca se hace realidad o una realidad emergente, que se enfrenta a grandes desafíos pero que puede tener en la actual crisis de los fabricantes de automóvil por fin su oportunidad? Más bien lo segundo, si se atiende a la marea de iniciativas (como las citadas) para electrificar el transporte por carretera que están surgiendo desde los sectores público y privado en muchos de los países más desarrollados -Japón es pionero-, apoyadas por científicos e ingenieros, que creen que la tecnología está casi a punto.
El "casi" es importante, porque el principal escollo de todo lo eléctrico, incluidos los coches, está en las baterías, y las nuevas que permitirían el auge del automóvil eléctrico, están apenas saliendo de los laboratorios. Así lo recordaba recientemente la revista Nature, que se mostraba partidaria de los vehículos eléctricos como una parte viable de la solución al desafío del transporte, y comentaba que seguramente las barreras a nuevas formas están más en los métodos de hacerlas llegar al mercado que en la tecnología.
En un editorial, la revista científica se declaraba contraria a que se ayude a los grandes fabricantes de automóviles estadounidenses, que hace pocos días pidieron 37.000 millones de dólares más (28.600 millones de euros) al Gobierno de su país, si no se comprometen a cambiar de rumbo de verdad hacia una mayor eficiencia.
Lo mismo decía hace unos días en la cadena de televisión CNN el premio Nobel de Física Burton Richter, directivo de la organización Científicos e Ingenieros para América. Y Burt Rutan, el ingeniero que ha diseñado el primer avión aeroespacial, también ha mostrado su entusiasmo por el coche eléctrico.
A pesar del goteo de anuncios por los fabricantes de automóviles de nuevos modelos de híbridos (con motores eléctricos y de gasolina) que serían por primera vez enchufables -el último ha sido precisamente el Chevrolet Volt de General Motors, uno de los tres grandes de Detroit-, parece claro que poco se puede hacer para cambiar de paradigma hacia el coche totalmente eléctrico sin una acción concertada bajo el paraguas público. Es el modelo de negocio, centrado en una infraestructura de recarga de baterías conectada por Internet, que ha puesto en marcha Shai Agassi, un antiguo ejecutivo de Silicon Valley fundador de la empresa Better Place, encargada de hacer realidad el plan del Estado de Hawai. Antes, Better Place, que busca -y encuentra- inversores para sus proyectos, ya había llegado a acuerdos para iniciar la electrificación del transporte en Dinamarca, en Australia y en Israel, donde pretende llegar a los 500.000 puntos de carga. La primera fase serán las flotas de vehículos, como las de correos y otros servicios.
La escala es un factor clave para que el sistema cuaje. Con pocos coches a cargar no puede funcionar. "Primero hay que poner los coches en el mercado -no tienen que ser perfectos-, y luego preocuparse de cómo cargarlos de una red perfecta", ha comentado Mark Duvall, experto del Instituto Electric Power Research, en California.
Autor: Malen Ruiz de Elvira
miércoles, 10 de diciembre de 2008
Murcia fue el refugio de los 'penúltimos' neandertales
Hace unos 42.000 años, una nueva especie humana llegó a Europa. Los hombres de Cromañón, como se les conoce hoy, sustituyeron a los de Neandertal, que habían ocupado el continente durante casi 150.000 años. Peor adaptados que los nuevos pobladores, encontraron el que probablemente fue su último refugio en la Península Ibérica.
FUENTE | Público 10/12/2008
En Gibraltar se han encontrado restos que delatan la presencia de estos homínidos hace menos de 30.000 años. Ahora, la datación de otro yacimiento ibérico, el de la Sima de las Palomas del Cabezo Gordo (Murcia) puede proporcionar más información sobre los últimos días de estos parientes cercanos. Varios neandertales murieron allí hace 40.000 años.
"El objetivo fundamental de este estudio ha sido ofrecer pruebas más seguras por tres métodos distintos (carbono 14, estimulación óptica del sedimento y uranio-torio) de la presencia de neandertales en fechas relativamente recientes", explica el profesor de la Universidad de Murcia Michael Walker, coautor del estudio publicado esta semana en PNAS. La certeza de las fechas obtenidas sería, según Walker, muy superior a la que se tiene, por ejemplo, respecto a los yacimientos de Gibraltar donde, se cree, vivieron neandertales hasta hace 28.000 años. "No digo que sea el conjunto de neandertales más reciente, creo verosímil que otros sean posteriores, pero es el conjunto mejor fechado en Europa", asevera Walker.
El artículo de PNAS se refiere también a otra de las grandes cuestiones abiertas sobre los neandertales: la posibilidad de que llegasen a mezclarse con los cromañones. Algunos de los restos hallados en el yacimiento murciano poseen rasgos anatómicos con aspectos propios de los humanos modernos. Walker plantea una de las posibles explicaciones para este refinamiento: "Los neandertales estaban mejorando sus utensilios y esto podría haber relajado ligeramente la presión sobre sus esqueletos, dándoles un aspecto más grácil". Otra de las opciones sugeridas por el estudio es que existiese un contacto con las poblaciones de cromañones del norte.
El experto en neandertales Antonio Rosas, del Museo de Ciencias Naturales (CSIC), subraya el interés del yacimiento murciano, pero no cree que llegue a demostrar esta última hipótesis. "La variabilidad de los neandertales que han encontrado puede explicarse sin hibridación. Genéticamente, no hay datos que sirvan para afirmar que existió esta hibridación, y la separación genética entre los humanos modernos y los neandertales es muy antigua", apunta Rosas.
La incógnita comenzará a resolverse el año que viene. Casi con total seguridad, en 2009 se publicará el primer borrador del genoma del neandertal. Rosas, que colabora en el proyecto, cree que aunque el resultado de la secuenciación no dará una respuesta definitiva, "será contundente". Por ahora, el yacimiento asturiano de El Sidrón ha sido uno de los pocos en el mundo donde se ha encontrado ADN nuclear. Aunque todavía sin suerte, los investigadores de las Palomas también colaboran con los directores del proyecto para intentar proporcionarles material con el que trabajar. La búsqueda para desentrañar la causa del fatal destino del Homo neanderthalensis continúa.
Autor: Daniel Mediavilla
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FUENTE | Público 10/12/2008
En Gibraltar se han encontrado restos que delatan la presencia de estos homínidos hace menos de 30.000 años. Ahora, la datación de otro yacimiento ibérico, el de la Sima de las Palomas del Cabezo Gordo (Murcia) puede proporcionar más información sobre los últimos días de estos parientes cercanos. Varios neandertales murieron allí hace 40.000 años.
"El objetivo fundamental de este estudio ha sido ofrecer pruebas más seguras por tres métodos distintos (carbono 14, estimulación óptica del sedimento y uranio-torio) de la presencia de neandertales en fechas relativamente recientes", explica el profesor de la Universidad de Murcia Michael Walker, coautor del estudio publicado esta semana en PNAS. La certeza de las fechas obtenidas sería, según Walker, muy superior a la que se tiene, por ejemplo, respecto a los yacimientos de Gibraltar donde, se cree, vivieron neandertales hasta hace 28.000 años. "No digo que sea el conjunto de neandertales más reciente, creo verosímil que otros sean posteriores, pero es el conjunto mejor fechado en Europa", asevera Walker.
El artículo de PNAS se refiere también a otra de las grandes cuestiones abiertas sobre los neandertales: la posibilidad de que llegasen a mezclarse con los cromañones. Algunos de los restos hallados en el yacimiento murciano poseen rasgos anatómicos con aspectos propios de los humanos modernos. Walker plantea una de las posibles explicaciones para este refinamiento: "Los neandertales estaban mejorando sus utensilios y esto podría haber relajado ligeramente la presión sobre sus esqueletos, dándoles un aspecto más grácil". Otra de las opciones sugeridas por el estudio es que existiese un contacto con las poblaciones de cromañones del norte.
El experto en neandertales Antonio Rosas, del Museo de Ciencias Naturales (CSIC), subraya el interés del yacimiento murciano, pero no cree que llegue a demostrar esta última hipótesis. "La variabilidad de los neandertales que han encontrado puede explicarse sin hibridación. Genéticamente, no hay datos que sirvan para afirmar que existió esta hibridación, y la separación genética entre los humanos modernos y los neandertales es muy antigua", apunta Rosas.
La incógnita comenzará a resolverse el año que viene. Casi con total seguridad, en 2009 se publicará el primer borrador del genoma del neandertal. Rosas, que colabora en el proyecto, cree que aunque el resultado de la secuenciación no dará una respuesta definitiva, "será contundente". Por ahora, el yacimiento asturiano de El Sidrón ha sido uno de los pocos en el mundo donde se ha encontrado ADN nuclear. Aunque todavía sin suerte, los investigadores de las Palomas también colaboran con los directores del proyecto para intentar proporcionarles material con el que trabajar. La búsqueda para desentrañar la causa del fatal destino del Homo neanderthalensis continúa.
Autor: Daniel Mediavilla
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IPCC
Aqí os dejo un enlace para acceder a la página del Panel Intergubernamental sobre cambio Climático.
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