martes, 23 de octubre de 2018

Superficie vital mínima gracias al Sol

La población humana de la Tierra crece de forma alarmante. Sin embargo, las tecnologías consiguen alimentarnos a casi todos con el mismo suelo que antes a costa, principalmente, de la combustión de compuestos del carbono, la que causa el calentamiento global, que se usa para labrar la tierra, producir fertilizantes, cosechar, transportar, elaborar alimentos, etc. Puede que la primera limitación que encontremos al crecimiento de la población sea que no podemos quemar tanto.
Si no fuera por el exceso de CO2 en el aire, pienso que el siguiente límite para mantener el crecimiento demográfico sería el agotamiento de los recursos más escasos por falta de reciclaje: quizá el fósforo, seguido del agua dulce y del terreno cultivable, que se reduce porque se explota destructivamente, sin el cuidado suficiente de la tierra.
Suponiendo que no usásemos otra energía que la solar y que reciclásemos todos los materiales, pienso que cada humano necesitaría sólo un mínimo de superficie soleada para vivir, dejando libre el resto del planeta como reserva natural y como reserva para un posible crecimiento demográfico.

Como ejercicio de imaginación, intento estimar cual sería esa superficie vital mínima, partiendo de mis escasos conocimientos.

Redondeando, en cada metro cuadrado en una latitud media, al mediodía, la radiación solar que llega al suelo tiene una una potencia de 1 kw. En un día soleado, contando sólo las 6 horas en que el sol está más alto, cada día se recibiría una energía de 6 kw/h por metro cuadrado.

Un humano adulto de peso medio necesita ingerir, aproximádamente, unas 2000 kcal diarias, que son, convertidas a julios, 4,18 * 2*10^6 = 8390 kj
En kw/h, a razón de 3600 kj en una hora:
8390/3600 = 2,33 kw/h

Suponiendo una eficiencia del 100%, un metro cuadrado expuesto al sol daría para
alimentar a 6 / 2,33 ~= 2 personas. Suponiendo que la eficiencia fuera sólo del 1% (quizá la fotosíntesis no dé para más) y que usemos el doble de energía contando electrodomésticos, transporte, fabricación, reciclaje, etc. , cada uno necesitaríamos tan sólo 100 metros cuadrados, una centésima de hectárea.

La densidad de población en España es de 92 habitantes por kilómetro cuadrado, luego nos corresponden 10^6/92 = 10869 m2, más de 100 veces de lo necesario.


Los conocimientos actuales permitirían desarrollar la tecnología necesaria para reciclar localmente todo lo que consumimos, siempre que dispongamos de energía. Se podría, por ejemplo, combinar paneles fotovoltáicos con paneles por los que circulase un cultivo de cianobacterias, que hacen fotosíntesis, para usarlas como materia prima para alimentos y materiales moldeables. Las cianobacterias reciclarían el CO2 y los desechos en oxígeno y alimento.
Se podría llegar, idealmente, a una situación en la cual pequeñas comunidades, por ejemplo de 100 vecinos, pudieran vivir con lo que les proporcionase una hectárea de terreno de la que se utilizase un 1% de la energía solar, fabricándose localmente todo lo que necesitasen, incluidos alimentos mediante bioingeniería, como carne crecida en bioreactores a partir de células animales, sin necesidad de sacrificar seres vivos con cerebro y sentimientos.

Si se llegase a ese nivel de autonomía mediante el uso de energía solar y de reciclado, entonces estaríamos capacitados para reproducir la vida de la Tierra por todo el sistema solar interior, porque podríamos vivir por tiempo indefinido en cualquier ambiente, incluidos el vacío, el suelo lunar, el de Marte o de los asteroides, siempre que llegue suficiente radiación solar y llevemos con nosotros la tecnología de reciclado probada en la Tierra.