RESUMEN
‘’Hasta ahora la vida en la Tierra se ha adaptado a unos factores climáticos determinados, nunca más volverá a suceder esto, porque ya puedes decidir con que clima deseas vivir’’. Esta es la oferta que dentro de unos años podremos ver en muchas regiones, ya que se está desarrollando artificialmente el factor que más puede influir en el medio: la lluvia. Hasta ahora era posible que una nube preexistente precipitara sobre una zona determinada bombardeándola con yoduro de plata; sin embargo, lo que nos ofrece esta nueva tecnología, es crear tanto la nube como la lluvia a partir del efecto de ‘isla de calor’ que se produce en las ciudades, aunque de manera artificial, gracias a una superficie negra que absorbería el mismo calor. Las nuevas posibilidades que se abren para zonas áridas son inmensas, donde podrían empezar a contar con agua regularmente. Sin embargo los detractores ya comienzan a ver como esto puede influir negativamente en todo tipo de ecosistemas. El debate está servido.
Palabras clave: Lluvia, Isla de calor, Superficie negra, Nube artificial, Ecosistema
INTRODUCCIÓN A LA LLUVIA
Desde la creación de la Tierra hasta nuestro tiempo la lluvia ha sido uno de los elementos que no se ha visto alterado por la acción antrópica.
Esta afirmación no deja de ser una ‘’verdad a medias’’, ya que a continuación deberíamos añadir un ‘de forma voluntaria’. Lo cierto es que el ser humano no puede alterar la lluvia en sí misma, sin embargo el conjunto de ser humanos viviendo en comunidades si que pueden, ya sea de manera directa, mediante las grandes ciudades como veremos a continuación, como de manera indirecta, afectando elementos como la atmósfera o el agua.
Sin embargo en el afán del ser humano por controlar el medio que le rodea, continúa intentando dominar la meteorología, una de las últimas barreras que se seguían formando de manera natural. Lo que hace unos años podría suponer una novela de ciencia ficción, cada día va tomando más forma:
El proyecto GESHEM (lluvia en hebreo) se inició en 2002, está siendo desarrollado por la NASA, en colaboración con la Universidad libre de Bruselas y la Universidad Ben Gurion de Israel. Su objetivo ultimo es la creación de nubes artificiales y la de lluvia en ciertas zonas con sequía o desertizadas, como en España. El proyecto intentará simular las denominadas ‘’islas de calor’’ urbanas, definidas como regiones de una determinada superficie con una temperatura significativamente superior a la de su entorno, mediante la colocación de una superficie negra de baja reflexión. Esta superficie sería capaz de alcanzar altas temperaturas y así favorecer la dilatación del aire y del vapor de agua que contiene. El vapor ascendería rápidamente al mismo tiempo que se va enfriando y, a los 1000 metros de altura, empezaría a condensarse para, a continuación, provocar precipitaciones.
Hasta ahora se había provocado lluvia en nubes ya existentes, que eran vaporizadas con pequeñas partículas de yoduro de plata, pero nunca antes se habían creado nubes artificiales generadoras de lluvia.
Sin embargo para entender el objetivo de crear lluvia, deberíamos entender el ciclo del agua.
EL CICLO DEL AGUA
El proceso, que ha permanecido inalterado por la mano del hombre prácticamente desde el inicio de los tiempos, se está viendo modificado tanto directa como indirectamente por la acción antrópica, especialmente desde la expansión del mismo en grandes comunidades.
Este sistema abierto se ha visto interferido de manera directamente proporcional a la evolución y crecimiento de la especie humana, lo que no ha hecho otra cosa sino que desequilibrar el sistema, sin encontrar en ningún momento el punto de equilibrio: el ciclo idílico en el que tanto la entrada de energía como de materia es equiparado.
Figura 1. Esquema del ciclo del agua perfecto, inalterado por la mano del hombre y capaz de ‘’autoalimentarse’’ de los reservorios de agua cercanos (océano, agua potable almacenada, transpiración de las plantas,…). Fuente: www.ideam.gov.co
Sin embargo mirando la imagen, difícilmente podríamos identificar los procesos formadores de nubes, sin duda el elemento fundamental para crear lluvia artificial.
Los elementos y los procesos observados en el diagrama pueden ser modificados de alguna manera por la mano del hombre, incluso sustituidos por métodos artificiales, que es lo que trataríamos en la creación de lluvia artificial. No obstante, deberíamos preguntarnos, ¿Cómo puede verse afectado?¿con qué elementos puede afectarse?
Tratan de crear su propio ciclo, sobretodo destinado a zonas áridas o que sufran un proceso de desertización. Para ello utilizan como motor del mismo una superficie negra que simule la isla urbana de calor, como hemos comentado anteriormente.
LA ISLA DE CALOR
Término acuñado por Mailey (Urban heat island, 1958). En su obra expresa como la ciudad recibe entre un 10 y un 30 % menos de radiación solar debido a la contaminación, aunque sin embargo es compensada por la radiación de onda larga emitida por la superficie, y por la masa de edificios, coches, calefacción y otros elementos, que acumulan calor. Como comúnmente suele decirse, una imagen vale más que mil palabras, la siguiente foto muestra claramente lo que significa.
Imagen 1. Imagen en infrarrojo de una típica isla de calor urbana tomada por satélite NOAA, donde se puede apreciar la diferencia entre zonas urbanas y zonas con menor presión antrópica.
Podemos identificar como las partes más pobladas muestran un color rojizo debido al calor que desprende por encima de las zonas colindantes, bien menos pobladas, o bien con un mayor número de zonas verdes.
En primer lugar cabe resaltar, para darnos cuenta de la magnitud del elemento transformador del clima del que estamos hablando, que un 20% de la humanidad vive en poblaciones superiores a 100000 habitantes. Esto implica una absorción de calor durante el día en las urbes, que aumenta la temperatura nocturna entre 5º y 10º C. La diferencia de temperatura media anual entre la ciudad y el medio rural varían entre 1º C y 1’5º C; fenómeno que se ve acentuado en zonas sub-árticas y se ve atenuado en regiones tropicales.
El efecto final de la isla de calor, se traduce en un desnivel rápido en los perfiles térmicos, es decir, un cambio brusco, como si la ciudad originase un frente cálido, provocando un gradiente de varios grados por kilómetro.
Las edificaciones juegan un papel muy importante en la contención del calor. Así el centro urbano se ve más afectado por este incremento, ya que la altura de los edificios y las calles estrechas crean una difusión de calor lento (cañones urbanos), creando un máximo incremento calorífico en los CBD (Centre Bussines District), como podemos observar en la siguiente figura.
Figura 2. Curva que produce el calor que desprende una ciudad de tamaño mediano – grande sobre la temperatura de zonas colindantes, así como el mínimo máximo que puede llegar a producir zonas no tan céntricas como son las zonas residenciales, o incluso núcleos de menos densidad y tamaño.
Sin embargo la pregunta que a continuación deberíamos hacernos es, ¿Cómo puede afectar una isla de calor a ‘nuestro’ ciclo del agua?
Lo cierto es que el hecho de que afecta es una realidad. En grandes ciudades y algunas de mediano tamaño, llueve entre un 5 y 10 % más que en el campo. Esto es debido básicamente a tres razones:
- efecto obstáculo, determina más lentitud en el paso de los procesos originadotes de lluvia;
- la isla de calor origina, como hemos comentado anteriormente, movimientos ascendentes del aire, que puede iniciar la precipitación;
- los productos de la contaminación pueden iniciar la lluvia en nubes sobre enfriadas.
Así pues, cualquier ciudad no produce el mismo efecto de isla de calor que otra. Dependiendo de su tamaño puede afectar tanto la temperatura como el aire que la rodea. Para el ejemplo de Europa, el siguiente gráfico es bastante esclarecedor en cuanto a la temperatura.
Figura 3. Gráfico que muestra cómo el incremento de las ciudades es directamente proporcional al aumento de la temperatura generada por el efecto de la isla de calor. Elaboración propia
El viento que ‘agita’ también varía dependiendo del tamaño de la ciudad, aunque en esta ocasión no necesita alcanzar tantos habitantes como antes.
| Población Mínima | Población Máxima | Agitación del viento (m/s) |
| 30000 | 50000 | 4 a 5 |
| 120000 | 400000 | 6 a 8 |
| 2000000 | 8000000 | 11 a 12 |
Tabla 1. Agitación del viento cercano a las ciudades dependiendo del tamaño de la misma
Fuente: Landberg, Helmut E. (1980) ‘The Urban Climate (vol. 28), International Gephysics series, elaboración propia
HIPÓTESIS Y DISCUSIÓN
Dado el carácter todavía experimental del proyecto GESHEM aún hoy en día, nos es completamente imposible comentar los resultados. Sin embargo si que podemos hacer diferentes suposiciones acerca de los resultados que pueden obtener.
Debemos partir para empezar de 2 posibles sucesos: a) se consigue realizar la lluvia artificial; y b) no se consigue realizar.
A) EXPERIMENTO POSITIVO
La superficie negra situada a no más de 100 km de la costa para que pueda influir sobre las brisas marinas, elevaría estas gracias al gradiente de temperatura provocado por la absorción de calor, provocando que se enfríen y condensen, formando nubes capaces de precipitar. Dependiendo de los materiales utilizados, la temperatura provocada puede variar, ya que recordamos que estamos simulando el efecto de una ciudad, la capacidad de reflejar el calor absorbido dependería de los materiales.
En la actualidad el experimento se encuentra estancado en busca de materiales que tengan tal capacidad de absorción que puedan simular al menos una ciudad de 1 millón de habitantes, y a la vez sean económicos para poder reducir los elevados costes.
Sin embargo la lluvia no se produciría y sería recogida sin más. Como hemos comentado, la nube condensada provendría de una brisa marina, que una vez afectada por el gradiente de la superficie negra, vería afectada su dirección tanto vertical como horizontalmente. Ya comentó Schmauss (Groszstädte und Niederschalg; Meteorolog, 1927) que en la ciudad de Munich, las máximas precipitaciones no se producían en el centro de la ciudad, si no en las afueras, tanto en el este como en el oeste, dependiendo del viento prevalecente.
Tras una serie de estudios en ciudades como St. Louis, llevados a cabo por la compañía estadounidense METROMEX, concluyeron que se producen lluvias a sotavento en un 29% más que en el resto de direcciones. Sin embargo, también publicaron que se desvía en más ocasiones en dirección a la derecha de la dirección de la que proviene el viento, que a la izquierda.
Izquierda del viento
100 mm
Dirección del viento Ciudad Sotavento
à à 129 mm
Derecha del viento
117 mm
Figura 4. Distribución de las precipitaciones en la ciudad de St. Louis, en una muestra recogida durante varios años, para una precipitación media de 450 mm. Muestra como la ciudad influye, tanto incrementando las lluvias a sotavento, como desviando la dirección del viento y por consiguiente las precipitaciones. Fuente: Landberg, Helmut E. (1980) ‘The Urban Climate (vol. 28), International Geophysics series, elaboración propia
Estos datos hace que consideremos más factores además de el ya comentado efecto de la ‘isla de calor’ provocado por la superficie negra.
La altitud a la que esté situada la propia superficie sin duda afectara de una forma definitiva. Aunque lo normal es que se sitúe cerca de la altura del mar dado que necesita estar a una distancia cercana al mismo, podemos contemplar la posibilidad de una costa alta, o incluso de formaciones montañosas cercanas a la misma que servirían de efecto escudo sobre las nubes creadas artificialmente.
Esta última idea puede servir a su vez como sistema recolector de la precipitación, ya que como hemos comentado anteriormente, en una superficie completamente llana, la lluvia se ve dispersada en cualquier dirección.
En cuanto a la utilidad de este medio creador de lluvia, el debate que se abre es ciertamente interesante. Además del deber de regularlo en un futuro no muy lejano ya que, aunque suene a ciencia ficción, la libertad para poder controlar el clima a la voluntad del ser humano abre un amplio abanico de abusos sobre el medio ambiente. La posibilidad de humedecer un clima árido, o de abastecer de agua una zona desértica, son sólo unas de las opciones a corto plazo; el cambiar por completo el paisaje es quizás un objetivo final un poco maquiavélico.
Sin embargo un uso razonado de esta tecnología puede otorgar una serie de ventajas más complejas, como por ejemplo el convertir un suelo halomorfo, estéril para el cultivo, en uno perfectamente fértil. El halomorfismo se caracteriza porque reciben o han recibido un exceso de sales, y suelen estar situados en climas áridos o semiáridos. Es posible su transformación gracias a que, en zonas desertizadas donde abundan este tipo de superficies, el efecto de lluvias podrían provocar el lavado de las sales y los cationes del perfil, en tres etapas:
1. Etapa inicial, suelo halomórfico: el perfil del suelo está sometido a la acción del ascenso del agua salada
2. Desalinización del suelo por lavado, aunque retiene el sodio del intercambio, normalmente en el horizonte B
3. El hidrógeno del agua reemplaza el sodio, ya en los horizontes superiores.
Así pues, el uso controlado de nubes creadas artificialmente, puede contribuir al pleno desarrollo de regiones áridas o semiáridas, con déficit de agua, como puede ser la región sureste de España, o la costa Este africana. Al mencionar el continente africano, podríamos incluso empezar a pensar en la hipótesis de que incluso, la creación de nuevas zonas para el cultivo y la presencia cada vez en mayor medida de agua, cambiara la perspectiva de futuro desalentador que viven hoy en día.
B) EXPERIMENTO NEGATIVO
Como estamos comentando, la posibilidad de que el proyecto Geshem no siga adelante, deberíamos considerarla, ya que los factores que deben coincidir son muy variados.
En primer lugar y como hemos comentado con anterioridad, para que el gradiente sobre la superficie negra llegue a afectar realmente el viento que lo rodea y pueda crear nubes, debe suponer un incremento importante sobre la temperatura del aire. Muchos autores destacan que todas las ciudades que consiguen realmente crear un gradiente de este tipo, superan el millón de habitantes. Esto es debido no sólo a la cantidad de ciudadanos que posea la ciudad, también debemos considerar factores como la polución creada por los vehículos, la morfología de las calles, o aparatos domésticos como pueden ser las estufas.
Todos estos factores unidos, hacen que cualquier superficie negra, aunque sea de un material quizás más abrasivo que el asfalto, no sea suficiente para incrementar el aire que la rodea, o por lo menos, no de hacerlo significativamente.
En segundo lugar, el hecho de estar jugando con elementos en estado tan ‘natural’, hace que no sean fáciles de controlar. El viento, aunque sigue unas corrientes permanentes capaces de ser predichas, no garantiza una velocidad constante capaz de generar nubes artificiales mediante el sistema mencionado.
Figura 5. Podemos apreciar como regularmente los vientos, a carácter global, siguen una disposición que, lógicamente, son predecibles a gran escala. Fuente: Library.thinkquest.org, elaboración propia
En tercer lugar, debemos considerar la dificultad de crear nubes generadoras de lluvia, tan sólo con aire humedecido. Muchos científicos escépticos acerca de que este medio pueda funcionar en un futuro, consideran este el fallo más importante. Ya que si bien es cierto que el efecto de isla de calor sobreeleva el aire gracias al calor que desprende, no esta demostrado con seguridad que las nubes se creen gracias al mismo, aunque si, que una nube ya formada precipite con mayor facilidad.
CONCLUSIONES
Ante el cambio que cada vez en mayor medida está sufriendo las diferentes partes del mundo como la sequía agudizada en el sur europeo o la aridez extrema en el este africano, la solución sin duda debe venir en forma de métodos imaginativos.
Sin embargo la postura de las grandes potencias, sobre todo en lo que concierne a países menos favorecidos en su terreno, impide que investigaciones como esta, evolucione todo lo rápido que debería. La inversión en I+D, debería verse incrementada, ya no sólo por desarrollar la lluvia artificial que proponen desde el proyecto Geshem, sino por darle una oportunidad a los que han tenido la desgracia de no poder competir en el nuevo mundo globalizado, por el lastre que arrastran por haber nacido donde lo han hecho.
En mi opinión, la posibilidad de cambiar el mundo, sin duda merece la pena.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido desarrollado desde la investigación de un fenómeno hasta el momento inalcanzable y por desgracia hasta el momento indemostrable. Debo agradecer, en primer lugar, al profesor Alejandro Pérez Cueva por orientarme y hacerme bajar de la ‘nube’ desde la que observaba este proyecto. Al reconocido fotógrafo Karl Ammann, que aunque lamentablemente no se ha podido ver su trabajo reflejado aquí, me ha apoyado en numerosas ocasiones.
Y por supuesto, gracias por la oportunidad de poder escribir mis ideas.
REFERENCIAS
Landsberg, Helmut E. (1980) The urban climate. vol. 28. International Geophysics Series, pp 177 – 211
Oke, T.R. (1987). Boundary Layer Climate. 2nd Edition. Methuen: London and New York, pp 303
Soil Survey Staff (1999). Soil Taxonomy,Agriculture Handbook, 2nd Edition. U.S Department of Agriculture
www.ideam.gov.co, Instituto de Hidrología, Meteorología y estudios ambientales de Colombia
Schmauss, A. (1927), Groszstädte und Niederschlag. Meteorolog, Z. pp 339 – 441
