La maquinaria vegetal

La fotosíntesis fue descubierta por el médico de cabecera de la emperatriz María Teresa de Austria, el holandés Jan Ingenhousz. Un profesional cuyo prestigio se debía al éxito que tuvo al vacunar a la familia real contra la viruela en 1768. Ingenhousz, sin embargo, dedicaba parte de su tiempo a sofisticados experimentos. En el más célebre mostró que la luz era un elemento crucial en la producción de oxígeno en las plantas. Ya se sabía que un ratón no sobrevivía mucho tiempo dentro de un jarrón invertido, pues consumía el oxígeno que estaba dentro. También se sabía que si una planta acompañaba al ratón, entonces éste no moriría. Ingenhousz mostró que esto era cierto sólo en presencia de luz. En la oscuridad, el ratón moriría incluso más rápido: en esas circunstancias, la planta, como el ratón, consume oxígeno.

La maquinaria vegetal es impresionante. Entre el 1% y el 8% (el récord lo tiene la caña de azúcar) de la radiación que incide sobre las hojas es transformada en energía química. Aunque nuestros paneles solares pueden sobrepasar con creces esta eficiencia y llegar hasta cerca del 45%, por ahora, los métodos artificiales son demasiado caros. Nada iguala la eficiencia de la vegetación cuando pensamos en el costo por unidad de energía almacenada.

Efecto invernadero y calentamiento global

No todos los aceites y carbohidratos que producen las plantas son nutritivos. Si usted se come un trozo de madera, no conseguirá paliar su hambre. Éste pasará intacto por su sistema digestivo. En cambio, la energía contenida en estos carbohidratos puede ser usada como leña para calentar su casa. Un biocombustible. En la chimenea ocurre un proceso muy similar al catabolismo humano. La leña se transforma en agua, calor  y CO2 (y, lamentablemente, también en otros productos contaminantes tóxicos). La huella de carbono de este proceso es bastante grande, pero en la medida que la madera provenga de bosques que serán luego reforestados, nuevamente no hay problema. ¿Por qué? La razón es que la misma cantidad de dióxido de carbono que sale de mi chimenea será utilizada por los nuevos árboles para fabricar más leña.  De igual forma, el CO2 que exhalé al utilizar la energía del chocolate será usado en la plantación de cacao para crear más frutos. Así quedamos mano a mano con el ecosistema.

El efecto invernadero se comporta como una frazada planetaria que sube la temperatura de la atmósfera. Hay que decir, sin embargo, que esta frazada es muy importante. Sin ella, la vida en la Tierra sería imposible. Sería un lugar gélido. Pero si la frazada es muy gruesa, la temperatura puede aumentar a niveles peligrosos para nuestro ecosistema.

El problema de los biocombustibles es que no siempre volvemos a plantar ese vegetal cuya energía   fue utilizada a costa de liberar carbono a la atmósfera. En ocasiones, por ejemplo, los bosques son depredados y transformados en desiertos. Pero peor aún es cuando utilizamos la energía que fotosintetizaron vegetales que vivieron hace cientos de millones de años. Éstos se transformaron en combustibles fósiles como gas, carbón y petróleo, y quedaron atrapados en las profundidades de la corteza terrestre. Ese pasado irreforestable nos provee de la mayor fuente de energía y de emisiones de dióxido de carbono producidas por el hombre.

¿Y cuál es el problema con el CO2? Que es responsable del calentamiento de la Tierra. Sucede que todo cuerpo caliente emite radiación y se enfría. Y la Tierra no es una excepción. Su temperatura se mantiene estable en la medida en que la energía solar que absorbe sea igual a la que emite hacia el espacio exterior. Esta última es en buena parte invisible, pues su longitud de onda corresponde al infrarrojo, que nuestros ojos no perciben. La atmósfera seca es transparente para la luz visible del Sol, pero es un poco menos transparente para los rayos infrarrojos, debido principalmente al vapor de agua y al  CO2  que contiene. Ese fenómeno lo conocemos como efecto invernadero, que al dificultar la emisión de radiación infrarroja se comporta como una frazada planetaria que sube la temperatura de la atmósfera. Hay que decir, sin embargo, que esta frazada es muy importante. Sin ella, la vida en la Tierra sería imposible. Sería un lugar gélido. Pero si la frazada es muy gruesa, la temperatura puede aumentar a niveles peligrosos para nuestro ecosistema. Hay un consenso mundial entre expertos climatológicos en que el aumento de la temperatura de la Tierra durante los últimos 50 años es producto del carbono derivado de combustibles fósiles que el hombre ha liberado a la atmósfera.

La huella de carbono del chocolate

Lamentablemente, cuando me como este chocolate, no sólo libero el carbono que fotosintetizó el cacao. Libero también el carbono de los combustibles que utilizó el barco que lo trajo a Chile, así como de todo el transporte necesario para llevar la materia prima a la fábrica y el producto final a mis manos. También libero el del carbón que se quemó en la planta generadora de electricidad, que permitió cortar el árbol con que se hizo el papel del envoltorio. Y el que liberó el gas con que se derritió la manteca de cacao en la fábrica. Así podemos sumar hasta notar que cuando me como mi barrita, la huella de carbono de la que soy responsable supera con creces a lo que exhalé para digerirlo.

Desafortunadamente, por mucha conciencia ecológica que tengamos, no podemos hacer mucho para evitar las emanaciones de CO2. Los combustibles fósiles son por ahora difíciles de reemplazar, y si pretendemos un mundo donde la mayor parte de la gente viva en el desarrollo, entonces las cosas sólo pueden empeorar. La verdadera solución reside en la revolución tecnológica. Imaginar, por ejemplo, un mundo donde el dióxido de carbono sea un bien preciado, materia prima esencial para grandes fábricas de azúcar artificial que no sólo nutran nuestros chocolates, sino también nuestros automóviles. Quizás una agricultura de alto rendimiento y alto consumo de CO2, basada en nuevas especies vegetales genéticamente intervenidas. O un mundo en que el bajo costo de los paneles solares deje la extracción de petróleo, gas o carbón como actividades económicamente inviables. La ciencia y la tecnología serán las que finalmente nos llevarán a una utopía soñada donde todos los seres humanos podamos, sin sentimientos de culpa, comernos un chocolate.

*Departamento de Física de la UC.