Los biocombustibles y el hambre

Mil millones de famélicos en todo el mundo sufren, desde el año 2007, la escalada en los precios de los alimentos. Probablemente el lector agobiado recluirá en el desván de su mente la causa de la crisis alimentaria mundial, porque aliviar el hambre del mundo es un fenómeno complejo que –cree- no guarda relación con la súbita escalada de precios. En 2011, -arguye Timothy Searchinger- la producción agrícola no ha disminuido, sin embargo ha aumentado la demanda; de cereales y azúcares casi se ha duplicado y la de aceites vegetales se ha elevado un cuarenta por ciento. ¿El responsable? Los biocombustibles. Tenemos la imperiosa obligación -concluye Searchinger- de alimentar a los hambrientos, y los biocombustibles están minando nuestra capacidad de hacerlo; desgraciadamente la mayoría de los expertos infravalora este efecto.

¿Qué son los biocombustibles? Materia orgánica –biomasa- utilizable como fuente de energía; que se obtiene de especies agrícolas, -como la caña de azúcar, el maíz o la mandioca-, de plantas oleaginosas, -como la soja, el girasol o las palmas-, e incluso de especies forestales, -como los eucaliptos o pinos-. Ya se emplea el bioetanol, obtenido por la fermentación de la caña de azúcar o del maíz, siendo Brasil y Estados Unidos los principales productores; también el biodiesel, elaborado a partir de grasas animales y de aceites vegetales, como los de soja, colza o girasol; y el biogás -principalmente metano y monóxido de carbono-, obtenido mediante la fermentación de materia orgánica: excrementos animales, subproductos de la caña de azúcar, residuos de mataderos, destilerías y fábricas de levadura, residuos del café, y materia seca vegetal. Aclaro que los desechos agrícolas y forestales más abundantes, los ricos en celulosa, se desechan porque no resultan rentables.

¿Las ventajas? Los seres vivos –la biomasa- absorben el dióxido de carbono de la atmósfera que después emiten al quemarlos; un balance nulo en el caso de usos tradicionales, pero en los procesos industriales resulta inevitable utilizar un suplemento de energía (en maquinaria, transporte o consumo de agua), por lo que resulta una emisión neta de dióxido de carbono a la atmósfera. El mayor inconveniente de los biocombustibles, sin embargo, consiste en la utilización de vegetales comestibles para producirlos; o en el cambio del uso de las tierras dedicadas a producir alimentos por el cultivo de vegetales destinados a biocombustibles; o incluso, provocando la desforestación o desecación de selvas, ya que al subir el precio de los biocombustibles se financia la tala.

Sonoluminiscencia: la conversión del sonido en luz

Resulta difícil de creer, pero los físicos han conseguido convertir sonido en luz dentro de sus laboratorios. Para reproducir la sonoluminiscencia -que así llaman a este singular fenómeno- aplican ultrasonidos a un líquido; las ondas generan pequeñas burbujas (cavidades) que, si colapsan rápidamente, alcanzan temperaturas, dentro de ellas, que superan los diez mil grados; en tales condiciones se forma un plasma que emite destellos de luz. 

¿Cómo sucede? Recuerde el lector aficionado que las ondas sonoras (el sonido) consisten en una serie de compresiones y expansiones sucesivas del aire. Durante la compresión, se produce un aumento de presión en el seno de la minúscula pompa de aire, que la obliga a colapsarse; a medida que la pared de la esferita gaseosa (de millonésimas de metro de tamaño)  se aplasta, se propaga una onda de choque (similar a la que se produce en el aire cuando un avión supera la velocidad del sonido) hacia su interior, calentándolo, hasta que se detiene la implosión; entonces estalla hacia afuera emitiendo luz y radiación ultravioleta. La burbuja consigue que la energía se concentre mil millones de veces porque, si bien las vibraciones acústicas se miden en centímetros, la luz sale de una región diminuta (considere el lector entendido que cada vez que el radio de la burbuja se reduce cien veces, su volumen disminuye un millón). Como al concentrar la energía en un espacio minúsculo aumenta su temperatura, el punto caliente que se forma en el interior podría alcanzar un millón de grados si la onda de choque sobreviviera hasta las veinte milmillonésimas de metro; teóricamente sería posible llegar incluso a diez millones, tan caliente como el interior del Sol. 
          Puede interesarnos que el fenómeno se haga estable: se ubica entonces la onda acústica dentro de un líquido para conseguir que una única burbuja se expanda y contraiga, emitiendo un destello de luz en cada colapso, y repitiendo una y otra vez el proceso de forma periódica. 

En 2002, Rusi P. Taleyarkhan aseguró que había producido fusión nuclear en las burbujas creadas en un líquido por ondas ultrasónicas; sin embargo, el experimento no ha podido reproducirse y otros investigadores han concluido que estaba mal concebido, incluso que era fraudulento. A pesar del dictamen negativo, el escritor es optimista; el fenómeno le parece prometedor, la teoría no presenta contradicciones y tal vez otro investigador tenga éxito donde Taleyarkhan falló.

¿La inflamación es una enfermedad?

Durante la última década los médicos han averiguado que la inflamación impulsa enfermedades mortales como el cáncer, la diabetes, la enfermedad de Alzheimer o la aterosclerosis. ¿Se trata, entonces, de una enfermedad? Cuando el médico reconoce los cuatro síntomas: tumor (un bulto, un agrandamiento anormal de una parte del cuerpo que aparece hinchada), rubor, calor y dolor, su diagnóstico es inequívoco: inflamación. Y no, no se trata de una enfermedad, sino de una respuesta del organismo que produce un efecto saludable; la inflamación es una reacción inespecífica frente a agresiones, que surge tanto con el fin de destruir al agente dañino, como para reparar el tejido u órgano dañado. Existen multitud de agentes capaces de producir inflamaciones (fíjese el filólogo lector en el sufijo itis para reconocerla): no sólo las bacterias, virus, parásitos y hongos, sino también las radiaciones, el frío, el calor, las toxinas, los traumatismos o los cuerpos extraños; sin olvidarnos de la muerte de células o de alteraciones inmunitarias. El problema de la inflamación consiste en que la defensa se dirige tanto contra los agentes dañinos como contra los tejidos y órganos sanos, a los que puede lesionar.

Cuando, por la razón que sea, se inicia la reacción inflamatoria, las hormonas de la inflamación producidas por ciertas células actúan sobre el conjunto del organismo con el fin de movilizar los recursos defensivos, entre los cuales se halla la elevación de la temperatura, el tabicado de la zona lesionada para aislarla del resto, el aumento de la síntesis de proteínas, la movilización de los leucocitos defensores y la activación de los fibroblastos reparadores. Puesto que esta potente defensa puede producir daños, resulta fundamental mantenerla bajo control; por ello se disparan unas señales químicas que sirven para terminar el proceso inflamatorio; porque si la inflamación se mantiene un tiempo prolongado, semanas o meses, se convierte en crónica, -un tipo de inflamación que también puede empezar de manera progresiva-; coexisten entonces el daño y los intentos de reparación; en cualquier caso, la inflamación es responsable del daño de los tejidos en la artritis reumatoide, la aterosclerosis o la fibrosis pulmonar. Las infecciones persistentes, la exposición prolongada a tóxicos como el polvo de sílice, la aterosclerosis y anomalías en el sistema inmunológico entre las que se hallan la artritis reumatoide, la esclerosis múltiple, la enfermedad de Crohn o el asma bronquial son las causas habituales de las inflamaciones crónicas. Espero que el lector aprensivo se haya tranquilizado.

Fluidos supercríticos

La tecnología de fluidos supercríticos -no los confunda el lector despistado con los superfluidos- se ha desarrollado en las últimas décadas. Los métodos de extracción convencionales emplean costosos disolventes orgánicos -nocivos, tanto para la salud humana como para el medio ambiente- y altas temperaturas, que degradan los productos y aumentan la cantidad de impurezas. Afortunadamente ya pueden hacerse los mismos procesos empleando fluidos supercríticos (el dióxido de carbono es el más usado) como disolventes. Se trata de una tecnología inocua para la salud, más respetuosa con el ambiente y que garantiza una mejor calidad del producto; presenta indudables ventajas frente a los técnicas convencionales: selectividad, ausencia de emisiones y residuos peligrosos, temperaturas suaves, completo reciclado del disolvente, ahorro energético y reducción de costes. Con tales propiedades a nadie extrañará que cada vez se utilicen más como disolventes en las reacciones para la obtención de sustancias valiosas, como vitaminas, aceites esenciales, aditivos y aromas. Menciono un par de casos: se emplea el dióxido de carbono supercrítico (por encima de treinta y un grados centígrados y setenta y dos veces la presión atmosférica habitual) para extraer la cafeína de los granos del café; mediante oxidación con agua supercrítica (por encima de trescientos setenta y cuatro grados centígrados y doscientas veintiuna veces la presión atmosférica habitual) se eliminan desechos tóxicos y peligrosos, tales como los residuos de las industrias químicas o farmacéuticas, los lodos de depuradoras, los plaguicidas o los explosivos.

¿Qué propiedades tienen los fluidos supercríticos que los vuelven tan valiosos? Son un híbrido entre un líquido y un gas, en otras palabras, se trata de gases con propiedades de líquidos, porque se difunden como un gas y disuelven como un líquido. Naturalmente hay más fluidos supercríticos que el dióxido de carbono y el agua; es más, cualquier la sustancia que supere cierta temperatura y presión (su punto crítico) se considera un fluido supercrítico. ¿Qué sucede en esa cota? Que no existe diferencia entre el gas y el líquido, por encima del punto crítico ni se produce licuefacción al presurizar, ni gasificación al calentar.

Abandonemos ahora la tecnología y alejémonos de nuestro planeta; a cuarenta años-luz de distancia, en 2004, los astrónomos descubrieron el exoplaneta 55 Cancri e. De tamaño poco más que el doble de la Tierra, la composición, temperatura y presión de la superficie de este extraño mundo son tan extraordinariamente diferentes a las terrestres, que los investigadores sospechan que allí existen… fluidos supercríticos.

Herbicidas

Las plantas no deseadas -las llamadas malas hierbas- en los cultivos constituyen un considerable problema para los agricultores; por ello aplican herbicidas al ochenta y cinco cien por ciento de las plantaciones principales. Hay herbicidas de muchos clases: los de contacto sólo afectan a la zona de la planta sobre la que caen, los sistémicos son absorbidos por la planta y afecta a toda ella; los no selectivos matan toda la vegetación y se utilizan en zonas industriales y carreteras, mientras que los selectivos eliminan sólo algún tipo de plantas (unos matan los vegetales de hoja ancha, otros las hierbas de hoja estrecha). En cualquier caso, los biólogos coinciden en que las poblaciones de maleza sometidas a la acción de un herbicida cualquiera, por un período suficientemente largo, sufren un proceso de selección que las vuelve resistentes al herbicida.

Uno de los herbicidas más usados mundialmente en los cultivos de trigo, maíz y arroz, el 2,4-D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético), destruye las plantas de hoja ancha, pero no las gramíneas (hierbas y cereales); el compuesto que se vende contiene, además del producto activo, peligrosísimas dioxinas. El Paracuat (dicloruro de 1,1´-dimetil-4-4´-bipiridilo), extremadamente tóxico si es ingerido, también es ampliamente utilizado para el control de malas hierbas en la agricultura; en 2007 los tribunales lo prohibieron en la Unión Europea. El glifosato -Roundup de nombre comercial-, otro de los más empleados en céspedes y agricultura merece un comentario especial. Se utiliza contra los cultivos de opio y coca, y también para eliminar maleza en los cultivos de soja transgénica (o de maíz o algodón), que ha sido manipulada genéticamente para que el glifosato no le afecte. La Organización Mundial de la Salud ha declarado en 2000 que no hay riesgo potencial de que el Roundup ponga en peligro la salud humana; sin embargo, un estudio posterior (2008) ha mostrado que productos metabólicos del glifosato causaron la muerte in vitro de placentas y embriones humanos en concentraciones mucho menores que las recomendadas para el uso; otros estudios, también in vitro, han demostrado que el herbicida afecta a la producción de la hormona progesterona. ¿Debe considerarse el glifosato peligroso, entonces? Algunos esperan a experimentos con animales vivos para definirse, otros juzgan que más vale prevenir que lamentar. Mientras los expertos debaten, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos ha denunciado, en dos ocasiones, a unos científicos que habían falsificado deliberadamente los resultados de las pruebas realizadas en sus laboratorios sobre los efectos del glifosato. ¡Vivir para ver!