No es ningún secreto que el ser humano necesita energía para vivir. En primer lugar, necesitamos mantener nuestro metabolismo, el simple acto de movernos o pensar requiere grandes cantidades de energía que debemos obtener de algún lugar. Por otro lado, nuestra vida diaria cotidiana demanda continuamente energía, como la electricidad doméstica, el transporte o la industria.
Para satisfacer todas estas necesidades empleamos fuentes de energía múltiples y variadas. Pero, en su origen, casi todas proceden del sol.
La energía de nuestro metabolismo
Los seres humanos somos animales heterótrofos; es decir, necesitamos consumir a otros seres vivos para obtener la energía que nos mantiene con vida. No importa la actividad concreta: desde contraer músculos para patear un balón o escribir en un smartphone, hasta pensar en lo que escribimos o calcular hacia dónde lanzar el balón, e incluso actos involuntarios, como el latido del corazón o el parpadeo de los ojos, requiere energía en forma de adenosin trifosfato, o ATP, la moneda de cambio energética de los seres vivos. Para sintetizar ATP, nuestro organismo adquiere la energía de los alimentos, a partir de un proceso conocido como respiración celular una forma elaborada de oxidar los nutrientes, gracias al oxígeno que inhalamos, y que produce dióxido de carbono como residuo. Como animales omnívoros que somos, obtenemos esa energía de plantas o de otros animales.
Todos los animales adquieren la energía del mismo modo, ya sea de consumir a otros animales, o de consumir plantas, algas y otros organismos autótrofos. En la base de este complejo sistema de interacciones de alimentación — red trófica— se encuentran, por tanto, los organismos fotosintéticos, es decir, aquellos que reciben la energía para su sustento directamente de la luz solar.
La fotosíntesis en las plantas, algas y cianobacterias es el mecanismo fundamental por el cual la energía solar se transforma en energía química almacenada en los alimentos. Cuando los humanos y otros animales consumen estos alimentos, la energía almacenada se libera y es utilizada para estimular las funciones metabólicas necesarias para la vida. Aunque los humanos no realizamos la fotosíntesis directamente, dependemos de este proceso para nuestra supervivencia, lo que subraya la conexión intrínseca entre todos los seres vivos y el sol.
La energía de nuestras actividades
Gracias a los avances en ciencia y tecnología, hemos desarrollado un sistema de vida más allá de las cuevas y asentamientos del paleolítico. Utilizamos combustibles fósiles, como gasolina, diésel o gas, para el transporte, para cocinar o para calentar nuestros hogares. Aunque, probablemente, la fuente de energía que más utilizamos sea la electricidad: ilumina nuestras viviendas, hace funcionar todo tipo de aparatos y ha resultado ser un buen sustituto de los combustibles fósiles en la cocina, la aclimatación e incluso el transporte.
Para generar esa electricidad se emplean muchos métodos. En España, las fuentes principales son la eólica, la solar, la hidroeléctrica, la nuclear y la combustión, aunque hay otras fuentes, como la mareomotriz, la biomasa o la geotérmica. Sería osado decir que toda la energía que utilizamos, al margen de la energía solar, procede del sol. Si atendemos al origen de la biomasa, la madera y los biocombustibles para vehículos, es fácil deducir que, indirectamente, también procede del sol: son productos de origen biológico, y por tanto, han obtenido su energía de la fotosíntesis. Pero, aparte de estos casos más evidentes, hay más fuentes con este origen de las que sospechamos.
Los combustibles fósiles, como el petróleo y sus derivados —gasolina, diesel—, el gas natural o el carbón, tienen su origen en organismos vivos, principalmente algas y plantas, que vivieron hace cientos de millones de años. La energía que liberan estos combustibles al quemarse —emitiendo con ello gases contaminantes— fue almacenada en sus enlaces químicos cuando esos organismos estaban vivos. Organismos que realizaban la fotosíntesis; es, al fin y al cabo, energía procedente del sol.
Las excepciones: fuentes de energía que no proceden del sol
Aunque toda la energía necesaria para nuestro metabolismo, y buena parte de la que empleamos en nuestra vida cotidiana procede del sol, hay otras fuentes de energía, que también aprovechamos, que no proceden del astro rey —o al menos, no totalmente—.
La energía eólica se obtiene a partir del movimiento de masas de aire en la atmósfera. Parte de esta energía procede del sol, puesto que el calor genera cambios en la temperatura del aire, que a su vez produce movimiento en forma de frentes atmosféricos. Sin embargo, buena parte de la energía eólica procede del efecto Coriolis, un fenómeno directamente relacionado con la rotación de la tierra. Algo parecido sucede con la energía hidroeléctrica. Es necesario que el agua líquida se evapore, se condense y precipite para poder aprovechar esa energía —y de eso, en parte, se encarga el sol y su calor—, pero la fuente principal es la energía cinética del agua en su fluir, de arriba hacia abajo, producto de la gravedad terrestre.
Otra fuente de energía producto del efecto gravitatorio —en este caso, de la interacción de la gravedad terrestre con la lunar y la solar— es la energía mareomotriz, es decir, la obtención de energía a través de las mareas. La energía geotérmica, por su parte, se obtiene del calor interno de la tierra que procede del calor residual de la formación de nuestro planeta, y, en menor medida, del calor generado por la desintegración radiactiva de minerales dentro de la Tierra. También de la desintegración radiactiva procede la energía de fisión nuclear.
Aunque, bien pensado, ¿no es precisamente la energía nuclear, en forma de fusión, lo que genera la luz y el calor del sol? Y es que, si nos vamos a los niveles más fundamentales, casi toda la energía que utilizamos proviene de las reacciones de fusión nuclear del sol.
Al final, nuestras necesidades energéticas son testimonio de la interconexión de todo lo que existe, desde el alimento que nos nutre hasta las complejas interacciones subatómicas, un tejido dinámico que une todo lo que somos y hacemos.
Referencias:
- Boulatov, R. 2006. Billion-Year-Old Oxygen Cathode that Actually Works: Respiratory Oxygen Reduction and Its Biomimetic Analogs. 1-40. DOI: 10.1007/978-0-387-28430-9_1
- Mcevoy, A. et al. 2008. Photovoltaic Cells for Sustainable Energy. 99-119. DOI: 10.1007/978-1-4020-6724-2_5
- Nelson, N. et al. 2015. Structure and energy transfer in photosystems of oxygenic photosynthesis. Annual review of biochemistry, 84, 659-683. DOI: 10.1146/annurev-biochem-092914-041942
