VIVIR EN UNA TIERRA NUEVA

N i el sistema bancario ni la industria de automocin: nuestro planeta es el nico sistema demasiado grande para permitir que entre en quiebra. El hombre lleva siglos expoliando los recursos de la Tierra y abrumndola con sus desechos, emigrando sin ms a otro lugar cuando un manantial se seca, o un paraso se contamina. Hemos llevado al lmite ese proceder; no es posible continuar as. En la mente de cientcos, socilogos y gentes de todo el mundo est calando la idea de que la especie humana ha transformado el planeta natural en un planeta industriali-zado. Si queremos sobrevivir, resulta imperativo el retorno hacia unas condiciones ms sostenibles.

Cul es, pues, el plan de salvacin? El primer paso con-siste en determinar la proximidad de la Tierra al colapso. En Lmites de un planeta sano (en este mismo nmero), el eclogo Jonathan Foley presenta los resultados de un equipo internacional de investigadores que ha calculado unos lmites de seguridad para diversos procesos ambientales fundamen-tales que debemos mantener bajo control. Tal es el caso del cambio climtico y la acidicacin de los mares, que podran minar la sostenibilidad si se permite que avancen demasiado. Quiz las cifras calculadas deban anarse ms, pero conocer los procesos de mxima relevancia nos ayudar a encontrar soluciones. En Soluciones para las amenazas ambientales, ocho expertos proponen remedios concretos.

Tales correcciones frenaran la degradacin del medio, aunque seguramente no eliminaran la causa del problema. Segn Bill McKibben, del Middlebury College, los errores cometidos se deben a la voracidad insaciable del crecimiento econmico, autntico motor de la sociedad moderna. En Desterrar el hbito de crecer se ofrece un extracto de un libro de McKibben, de reciente aparicin, donde el autor sostiene que debemos renunciar al crecimiento y organizarnos sobre el principio de una sabia conservacin de los recursos. Sus crticos arman que tal idea no es realista; de ah la entrevista, De veras necesitamos un crecimiento cero?, realizada a McKibben.

INFORME ESPECIAL: SOSTENIBILIDADJE

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INVESTIGACION Y CIENCIA, junio, 2010 45

La humanidad ha alterado profundamente el planeta, pero si adopta nuevas formas de pensar y actuar todava puede evitar la autodestruccin

LIMITES DE UN PLANETA SANO

Se han determinado los valores crticos de procesos ecolgicos cruciales y relacionados con la habitabilidad de la Tierra. Mal presagio: Se han traspasado ya tres de ellos JONATHAN FOLEY

D urante casi 10.000 aos, desde el Ho-loceno y los albores de la civilizacin,nuestro mundo pareca increblemente grande. Vastas extensiones de tierras y ma-res ofrecan recursos ilimitados. El hombre contaminaba con total libertad: sin ms que emigrar a otro lugar, evitaba el impacto am-biental en sus asentamientos. Valindose de su capacidad para explotar las que tena por riquezas inagotables, alz imperios y sistemas econmicos completos, sin comprender que tal privilegio tendra un n.

Gracias a los avances en la sanidad pblica, a la revolucin industrial y, ms tarde, a la revolucin verde, la especie humana ha proli-ferado desde unos 1000 millones de individuos en el ao 1800 hasta los casi 7000 millones de hoy en da. Slo en los ltimos 50 aos, nuestro nmero se ha duplicado con holgura. La explotacin de recursos, alimentada por la prosperidad econmica de muchas sociedades, ha alcanzado tambin valores asombrosos: en 50 aos, el consumo mundial de alimentos y agua dulce se ha ms que triplicado; el de combustibles fsiles, se ha multiplicado por cuatro. En la actualidad, el hombre gasta entre la tercera parte y la mitad de toda la energa derivada de la fotosntesis del planeta.

El crecimiento codicioso y desaforado ha generalizado, al mismo tiempo, la contamina-cin: un problema localizado se ha trocado as en una agresin a escala planetaria. La prdida de ozono estratosfrico y las concentraciones de gases de efecto invernadero constituyen compli-caciones evidentes, pero son muchos otros los efectos nocivos de la accin antrpica.

Hoy vivimos en un planeta al lmite, con una restriccin de los recursos y de la capa-cidad de absorcin de desechos. Las reglas para vivir en un mundo as son, por fuer-za, muy distintas de las anteriores. Debemos dar mxima prioridad a las medidas que nos mantengan dentro del mbito seguro de nuestros sistemas ambientales. De no ser as, vamos a provocar cambios muy graves cuyas consecuencias sern probablemente desastrosas para la humanidad.

Cmo evitar tales cambios? Un equipo de cientcos europeos, australianos y estadouni-denses (entre stos, quien escribe) dirigido por Johan Rockstrm, del Centro de Resiliencia de Estocolmo, se propuso hace poco buscar res-puestas a estas preguntas y plante una cuestin ms general: Nos estamos acercando a puntos de inexin planetaria, que llevaran a un am-biente mundial nuevo e inhspito, ajeno a todo lo visto hasta ahora en el devenir humano?

Despus de examinar numerosos estudios in-terdisciplinarios de sistemas fsicos y biolgicos, nuestro equipo identic nueve procesos am-bientales que podran perturbar, e incluso impe-dir, la capacidad del planeta para albergar vida humana. El equipo estableci a continuacin unos lmites para esos procesos, dentro de los cuales la humanidad podra operar sin riesgo. Siete de los procesos poseen lmites bien de-nidos (vase la gura 1), representados por una cifra concreta (con un cierto margen de incer-tidumbre, como es obvio): el cambio climtico, la prdida de biodiversidad, la contaminacin por nitrgeno y fsforo, la reduccin del ozono estratosfrico, la acidicacin de los ocanos,

46 INVESTIGACION Y CIENCIA, junio, 2010

CONCEPTOS BASICOS

Aunque se est prestando mucha atencin al cambio climtico, la prdida de es-pecies y la contaminacin por nitrgeno exceden con mucho los mrgenes de seguridad. Otros procesos ambientales van camino de alcanzar lmites peligrosos.

Para hacer ms sostenible la vida humana sobre la Tierra, es urgente utilizar fuentes energticas que consuman poco carbono, atajar la deforestacin y roturado de las tierras, y revolucionar las prcti-cas agrcolas.

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(millones de toneladas al ao)

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TBD

350

AMBITO SEGURO

1. LOS PRINCIPALES PROCESOS AMBIENTALES deben mantener-se por debajo de ciertos lmites; de lo contrario, el mbito seguro para la humanidad se ver amenazado. El sombreado indica hasta dnde ha avanzado un proceso desde los valores preindustriales hasta los valores umbrales, rebasados ya en tres casos: la biodiversidad, el ujo de nitrgeno y el cambio clim-tico. (Los ujos de nitrgeno y fsforo se han emparejado, porque tienden a darse conjun-tamente.)

el consumo de agua dulce y el uso del sue- lo. Los dos procesos restantes (la contamina- cin atmosfrica por aerosoles y la contami-nacin qumica a nivel mundial) no se han estudiado an en profundidad, por lo que no se han determinado todava sus lmites.

El anlisis de nuestro grupo hace ver que tres de los procesos han rebasado ya sus lmites: la prdida de biodiversidad, la contaminacin por nitrgeno y el cambio climtico. Y todos los dems se estn encaminando hacia sus valores umbrales. El conjunto citado resume, en una primera aproximacin, las condiciones ambientales que entraan mayores riesgos y proporcionan un marco conceptual para re-exionar sobre la forma de gestionarlos.El problema de los combustibles fsilesEntender las amenazas ambientales ms apre-miantes nos permite atisbar las posibles formas para hacerles frente. Dos de ellas (el cambio climtico y la acidicacin de los ocanos)

tienen una causa de sobra conocida: el consu-mo de combustibles fsiles y la liberacin de dixido de carbono (CO2) a la atmsfera.

Cambio climtico. Nuestro planeta ha experimentado un calentamiento apreciable, que va en aumento, provocado por la accin humana. Los cientcos y los lderes polticos estn buscando formas de evitar sus consecuen-cias ms devastadoras, entre ellas, la fusin del hielo en los casquetes polares, el agotamiento del agua dulce y la alteracin de los sistemas climticos regionales. La concentracin media de CO2 alcanza ya 387 ppm (partes por milln en volumen). En el actual debate sobre los valores de los gases que provocan alteraciones graves en el clima, se ha propuesto un intervalo de entre 350 y 550 ppm de CO2. En nuestro anlisis, planteamos una cifra conservadora de 350 ppm como un objetivo a largo plazo con el n de mantener el planeta alejado del punto de inexin climtico. Para alcanzar ese objetivo, es preciso aplicar en todo el mundo medidas inmediatas para estabilizar las emisiones de JEN

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Si se consiente que los procesos ambientales rebasen ciertos lmites, las consecuencias pue-den ser graves. Para evitarlo, es necesario actuar y mantener esos procesos dentro de lmites seguros [vase tambin Soluciones para las amenazas ambientales, en este mismo nmero].

FORZAR EL LIMITE

PROCESO AMBIENTAL

CONSECUENCIAS SI SE EXCEDE

POSIBLES SOLUCIONES

Prdida de biodiversidad

Deterioro de ecosistemas terrestres y marinos

Frenar la deforestacin y la ocupacin del suelo; pagar por los servicios ecolgicos

Ciclo del nitrgeno

Expansin de las zonas muertas en aguas dulces y marinas

Aplicar menos fertilizantes; procesar los purines; utilizar vehculos hbridos

Ciclo del fsforo Perturbacin de las cadenas trcas marinas

Aplicar menos fertilizantes; procesar los purines; procesar mejor las basuras

Cambio climtico Fusin de los hielos polares y los glaciares; alteracin de climas locales

Usar energas y combustibles de bajo contenido en carbono; jar precio a las emisiones de carbono

Uso del suelo Degradacin de ecosistemas; fuga de dixido de carbono

Limitar el crecimiento urbano; elevar la eciencia agropecuaria; pagar por los servicios ecolgicos

Acidicacin del ocano

Muerte de microorganismosy corales; menor retencin de carbono

Usar energas y combustibles de bajo contenido en carbono; reducir el lavado de las sustancias fertilizantes

Consumo de agua dulce

Degradacin de ecosistemas acuticos; disminucin del suministro de agua

Mejorar la eciencia del riego; instalar sistemas de poco consumo hdrico

Destruccin del ozono estratosfrico

Radiaciones lesivas para humanos, fauna y ora

Abandono total de los hidroclorouorocarburos; comprobar los efectos de nuevos compuestos

gases de efecto invernadero, y en decenios sucesivos, reducirlas a valores sustancialmente inferiores a los actuales.

Acidicacin de los ocanos. Representa el pariente menos conocido del cambio clim-tico. Al elevarse la concentracin atmosfrica de CO2 aumenta la cantidad disuelta en el agua en forma de cido carbnico, que eleva la acidez de las aguas someras. Los mares son qumicamente bsicos, con un pH en torno a 8,2. Pero los datos obtenidos indican que ese pH ha disminuido hasta casi 8,0 y contina en descenso. La mtrica utilizada por nuestro grupo para cuanticar los daos asociados a ese cambio se basan en el aragonito, una forma de carbonato clcico que se crea en la supercie marina. Muchos organismos que sustentan la cadena trca marina, desde los corales hasta el toplancton, dependen del aragonito para formar su esqueleto o concha. El aumento de la acidez podra debilitar gravemente los ecosistemas marinos y sus redes trcas. Ra-zn de ms para que los pases modiquen el rumbo hacia un futuro energtico menos dependiente del carbono.

Secuelas de la produccin de alimentosAunque la humanidad se ha apropiado ya del 35 por ciento de las tierras emergidas, que de- dica a cultivos y pastos, la expansin de la agri- cultura constituye el principal motivo de la deforestacin, con la consiguiente destruccin

de ecosistemas naturales. Son varios los lmites planetarios que corren peligro de ser traspasa-dos debido al uso inadecuado del suelo.

Prdida de biodiversidad. La explotacin de las tierras est provocando una de las ma-yores extinciones de especies de la historia del planeta. La desaparicin actual de especies es de 100 a 1000 veces ms rpida que las ta-sas naturales medias observadas en el registro geolgico. Este ritmo de destruccin afecta de igual manera a los ecosistemas terrestres y a los marinos, y podra socavar procesos ecolgicos a escala regional y mundial. Deben alentarse los esfuerzos por conservar la biodiversidad, especialmente en las delicadas selvas tropica-les. Iniciativas como la del programa de las Naciones Unidas Reduccin de las emisiones debidas a la deforestacin y degradacin de los bosques (REDD), que promueve la nancia-cin para frenar la destruccin de los bosques tropicales y aborda al mismo tiempo el declive de la biodiversidad y las emisiones de dixido de carbono, podran resultar de gran ecacia.

Contaminacin por nitrgeno y fsforo. La generalizada aplicacin de abonos articiales ha alterado las caractersticas qumicas del pla-neta. A causa de los fertilizantes, los ujos de nitrgeno y fsforo en el medio se han ms que duplicado, a razn de unos 133 millo-nes de toneladas de nitrgeno y 10 millones de toneladas de fsforo al ao. Ambos ujos estn provocando una contaminacin hdrica generalizada, la degradacin de muchos lagos y ros, y el desequilibrio ecolgico de los mares litorales, pues crean grandes zonas muertas, hi-pxicas. Se necesitan nuevas prcticas agrcolas que favorezcan la produccin de alimentos, al tiempo que protegen el medio.

Agotamiento del agua dulce. En la actuali-dad se estn retirando del planeta unos 2600 kilmetros cbicos anuales de agua dulce, pro-cedentes de ros, lagos y acuferos. Se destinan al regado (70 por ciento), usos industriales (20 por ciento) y consumo domstico (10 por ciento). Como resultado de tal extraccin, los grandes ros han visto mermado su caudal y algunos se estn secando por completo. Entre los ejemplos ms ilustrativos, cabe citar el ro Colorado, cuyas aguas ya no llegan al mar, y el mar de Aral, convertido casi en un desierto. La demanda futura de agua podra ser enorme. La ecacia en el uso del agua a nivel mundial debe mejorar mucho, sobre todo en los rega-dos, para evitar prdidas an ms graves.

A la mxima distanciaLos estudios de nuestro grupo, publicados en Nature en septiembre de 2009, generaron un intenso debate cientco. En trminos ge-nerales, nuestro trabajo fue bien recibido y

Jonathan Foley es director del Instituto de Medio Ambiente de la Universidad de Minnesota. Se form en fsica atmosfrica. En la actualidad, su trabajo se centra en las relaciones exis- tentes entre el uso del suelo, la agricultura y el medio a escala mundial.

El autor

INVESTIGACION Y CIENCIA, junio, 2010

2. LAS FLORACIONES ALGALES (volutas verdes en la parte inferior de la imagen) en el mar Negro estn provocadas por el lavado de sustancias empleadas en agricultura que son trans-portadas por el Danubio (abajo) y destruyen los ecosistemas acuticos. Vemos aqu un ejemplo de la mutua relacin entre procesos ambientales esenciales: el uso del suelo y labiodiversidad.

entendido como lo que es: un experimento conceptual que pretende denir unos lmites planetarios que no conviene traspasar. No obstante, el intento de concretar tales lmi-tes ha sido duramente criticado por algunos cientcos, mientras que otros disienten de los valores numricos propuestos.

La objecin ms importante quiz se deba a la denicin de los valores umbrales: po-dra pensarse que estamos defendiendo la idea de que la destruccin ambiental es tolerable mientras se mantenga dentro de esos umbra-les. Todo lo contrario: la sociedad no debera permitir que el mundo fuera a la deriva y nos acercramos al colapso, para luego actuar. La aproximacin al valor lmite que representa-ra pasar de un tercio del total a dos tercios conllevara enormes daos. Recomendamos mantener la mxima distancia posible a esos umbrales, porque cada uno de ellos entraa una crisis ambiental.

La mayora de las crticas recibidas han sido razonables. Nuestro grupo acogi sin sorpresa muchas de ellas. Dbamos por descontado que el concepto mismo de los valores umbrales exigira un anlisis ms profundo. En especial, las cifras calculadas deban ser ms exactas, empeo en el que seguimos persistiendo. Aun as, consideramos que se trata de una idea muy poderosa que ayudar a crear una conciencia colectiva sobre los lmites ambientales de la existencia humana.

Esbozos de solucionesAl plantear los requisitos econmicos, sociales y ambientales de un mundo sostenible, habra que respetarse en todo el planeta un amplio sistema de topes ecolgicos. La sociedad ha em-pezado a abordar algunos de esos retos, pero de modo fragmentario, considerando por separado los distintos lmites. En realidad, los lmites se encuentran fuertemente vinculados entre s. Al traspasar uno de ellos, se intensica la presin sobre los dems y aumenta el riesgo de ruptura. Por ejemplo, si se superara el lmite climtico, podra elevarse an ms el ritmo de extincin de especies. De forma anloga, la contamina-cin por nitrgeno y fsforo puede mermar la resiliencia de los ecosistemas acuticos y acelerar en ellos la prdida de biodiversidad. Es muy probable que los intentos por resolver cada pro-blema por separado desemboquen en fracaso.

En estos momentos crticos no basta que los cientcos nos limitemos a denir los proble-mas: hemos tambin de proponer soluciones. Para empezar, he aqu algunas ideas:

Impulsar la transicin a un sistema energti-co eciente, poco dependiente del carbono. Los apremiantes problemas del cambio cli-

mtico y la acidicacin marina exigen que la concentracin atmosfrica de CO2 se esta-bilice a la mayor brevedad, preferiblemente, por debajo de 350 ppm. Una transicin semejante exigir una mejora enorme de la eciencia energtica, seguida de un impulso inmediato de las fuentes energticas poco dependientes del carbono.

Reducir drsticamente la deforestacin y la degradacin del suelo, sobre todo en los bosques tropicales. Muchos de los lmites planetarios, en particular los asociados a la biodiversidad, se encuentran en grave peligro por la implacable expansin de los asenta-mientos humanos.

Invertir en prcticas agrcolas revolucionarias. La proximidad a algunos umbrales, entre ellos, los relativos a la contaminacin hdrica y al consumo de agua dulce, depende de nuestros sistemas de agricultura industria-lizada. Hay varias vas de solucin, como las nuevas variedades vegetales, las tcnicas agrcolas de precisin y un uso ms eciente del agua y de los fertilizantes.

Conforme pongamos en prctica los po-sibles remedios, deberamos admitir que no existe ningn recetario sencillo para lograr un futuro ms sostenible. Con la experiencia desarrollaremos nuevos principios para aplicar a la economa, a la poltica y a la sociedad, pero deberemos tener presente lo limitado de nuestro conocimiento sobre los procesos humanos y ambientales. Gracias a los resulta-dos cosechados y a las prcticas innovadoras, estaremos preparados para reaccionar ante los cambios ambientales y las necesidades sociales. Se reforzar as la resiliencia de los sistemas hu-manos y naturales, que se tornarn ms robus-tos y menos vulnerables a las perturbaciones que muy probablemente van a suceder. Para conseguirlo, tendremos que hacer el mximo esfuerzo para vivir dentro de los lmites de un planeta cuyos recursos se estn agotando.CO

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Norte

A SAFE OPERATING SPACE FOR HU- MANITY. Johan Rockstrm et al. en Nature, vol. 461, pgs. 472-475; 24 de septiembre, 2009.

COMMENTARIES: PLANETARY BOUNDARIES en Nature Reports Climate Change, vol. 3, pgs. 112-119; octubre, 2009.

PLANETARY BOUNDARIES: EXPLORING THE SAFE OPERATING SPACE FOR HUMANITY. Johan Rockstrm et al. en Ecology and Society, vol. 14, n.o 2, artculo 32; 2009.

Bibliografa complementaria

SOLUCIONES PARA LAS AMENAZLa propuesta de algunos expertos para mantener bajo control

Los esfuerzos tradicionales de conservacin de la biodiversidad, tomados por s solos, estn con-denados al fracaso. Los espacios dedicados a reservas naturales son demasiado pequeos y escasos, y estn sujetos a cambios constan-tes, por lo que apenas amparan una diminuta fraccin de la biodi-versidad terrestre. El reto consiste en lograr que la conservacin sea atractiva, tanto desde una pers-pectiva cultural como econmica. No podemos seguir tratando la naturaleza como si sus recursos fueran inagotables.

Dependemos de la naturaleza para proveernos de alimentos, agua potable, estabilidad climtica, pesca, madera y otras prestaciones de carcter fsico o biolgico. Para conservar esos benecios no bas-tan reservas naturales en lugares remotos: han de estar repartidas por doquier a modo de estaciones de servicio del ecosistema.

Algunas iniciativas estn integrando la conservacin con el desarrollo humano. El gobierno de Costa Rica est subvencionando a propietarios de tierras por los servicios ecolgicos que ofrecen las selvas tropicales, como la retencin de carbono, la produccin de ener-ga hidroelctrica, la conservacin de la biodiversidad y el patrimonio paisajstico. China va a invertir 100.000 millones de dlares en

ecocompensacin: mecanismos polticos y econmicos innovadores que recompensen la conservacin y la restauracin del medio. Ese pas est creando tambin reas de conservacin de las funciones ecosistmicas que constituyen el 18 por ciento de su supercie. Colombia y Sudfrica han aplicado asimismo cambios notables en su poltica.

Tres factores contribuiran a que el resto del mundo adoptase ese tipo de modelos. El primero, la adquisicin de nuevos conoci-mientos cientcos e instrumentos para valorar y contabilizar el capital natural, expresado en trminos biofsicos, econmicos y otros. Por ejemplo, el Proyecto Capital Natural ha desarrollado el programa infor-mtico InVEST, que integra la valo-racin de los servicios ecolgicos y sus compensaciones; gobiernos y corporaciones pueden utilizarlo para planicar el uso del suelo y de los recursos, as como el desarrollo de infraestructuras. El segundo, la demostracin convincente de tales instrumentos en la gestin de los recursos. Y el tercero, la coopera-cin entre gobiernos, organizacio-nes de desarrollo, corporaciones y comunidades que ayuden a los pases a construir economas ms durables, al tiempo que man-tienen los servicios ambientales esenciales.

La actividad humana ha altera-do profundamente los ujos de nitrgeno en el planeta. La causa ms importante es, con diferencia, la aplicacin de abonos sintticos. Pero en algunas regiones, como en el noreste de EE.UU., el factor deter-minante se halla en los combustibles fsiles. En ese caso, la solucin estriba en conservar la energa y utilizarla con mayor eciencia. Los vehculos hbridos suponen otro excelente remedio: sus emisiones de nitrgeno son bastante menores que las de los vehculos estndar porque sus motores permanecen apagados mientras el vehculo est detenido. (En los vehculos tradicionales, lasemisiones aumentan cuando el motor funciona en punto muerto.) Tambin se reduciran las emisio-nes de nitrgeno de las centrales trmicas de EE.UU. si se obligase a las centrales anteriores a la Ley de Aire Limpio y sus enmiendas a cumplir la normativa; esas centrales contaminan en exceso, con relacin a la cantidad de electricidad que producen.

En la agricultura, la menor aplicacin de abonos apenas dismi-nuira la cosecha. En particular, hay que evitar el lavado de fertilizantes de los campos de maz, porque las races de esta planta penetran poco en el suelo y asimilan nutrientes slo durante dos meses al ao. Adems, las prdidas de nitrgeno podran reducirse un 30 por ciento, o ms, si durante el invierno se introdujeran cultivos de cobertura, como la avena o el trigo, que ayu-daran al suelo a retener nitrgeno. Esos cultivos aumentaran tambin el secuestro de carbono en los suelos, mitigando as el cambio climtico. Y todava sera mejor plantar especies perennes, como las herbceas, en lugar del maz;las prdidas de nitrgeno seran mucho menores.

La contaminacin por nitr-geno debida a la alimentacin de animales en estabulacin intensiva constituye un problema enorme. Hace slo treinta aos, sealimentaba la mayor parte de los animales con forrajes locales, y sus purines y excrementos se utilizaban para abonar los campos. En la actualidad, la mayora del ganado de EE.UU. recibe piensos y forrajes cultivados a cientos de kilmetros de distancia, lo que hace econmi-camente inviable devolver all los desechos. La solucin? Exigir a las granjas de produccin intensi-va que procesen sus residuos, exactamente igual como hacen los municipios con los residuos humanos. Adems, si consumira-mos menos carne, se generaran menos desechos y haran falta menos fertilizantes articiales para cultivar los piensos de los animales. Lo ideal sera que la produccin decarne procediera de explotaciones extensivas, donde los animales se nutrieran de hierbas perennes.

El crecimiento explosivo del uso del etanol como biocombustible est agravando la contaminacin por nitrgeno. Varios estudios han conrmado que si los EE.UU. cumplieran los objetivos de produccin de etanol, la cantidad de nitrgeno que llegara al ro Mississippi y alimentara la zona muerta del golfo de Mxico podra aumentar de un 30 a un 40 por ciento. La mejor opcin sera pres-cindir de la produccin de etanol a partir del maz. Si EE.UU. desea pasarse a los biocombustibles, sera preferible cultivar herbceas y rboles, y luego quemarlos para la cogeneracin de calor y electricidad. La contaminacin por compuestos nitrogenados y las emisiones de gases de efecto invernadero se reduciran de forma notable.

PLUVISELVA, COSTA RICA

PERDIDA DE BIODIVERSIDADGretchen C. Daily, profesora de ciencias ambientales, Universidad Stanford

CICLO DEL NITROGENORobert Howarth, profesor de ecologa y biologa ambiental. Universidad Cornell

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50 INVESTIGACION Y CIENCIA, junio, 2010

CICLO DEL FOSFORODavid A. Vaccari, director de ingeniera civil, ambiental y marina. Instituto Stevens de Tecnologa

Debido al aumento del nivel de vida, la demanda de fsforo est creciendo ms deprisa que la po-blacin. Si contina el ritmo actual, las reservas de fsforo ms accesi-bles se agotarn antes de un siglo. Por consiguiente, nuestros dos objetivos deben ser la conservacin del fsforo como recurso natural y la reduccin de las prdidas por el lavado de fertilizantes, que perjudi-ca los ecosistemas costeros.

El ujo ms sostenible de fsforo en el medio sera el natural: 7 millones de toneladas al ao (Mt/ao). Para alcanzar esa cifra y seguir atendiendo al consumo, que es de 22 Mt/ao, tendramos que reciclar o reutilizar el 72 por ciento de nuestro fsforo. Y si la demanda se elevase an ms, ese porcentaje debera aumentar en consecuencia.

Con la tecnologa ya existente sera posible regular los ujos de fsforo. Las tcnicas de conser-vacin del suelo agrcola, como el cultivo sin arado y las terrazas, evitaran el vertido a los ros de unas 7,2 Mt/ao. La mayora de los dese-chos de los animales de granja que no se reciclan unos 5,5 Mt/ao desembocan en el mar podran transportarse a regiones agrcolas y aprovecharse como abono. En el caso de los residuos humanos, las tcnicas existentes permitiran recuperar entre el 50 y el 85 por ciento del fsforo, con el consiguien-te rescate de 1,05 Mt/ao.

Las actuaciones propuestas son factibles y se basan en la tecno-loga ya disponible. Y a cambio, se lograra rebajar la cantidad de fsforo vertida a las vas acuticas de 22 Mt/ao a 8,25 Mt/ao, cifra no muy superior al ujo natural.

CAMBIO CLIMATICOAdele C. Morris, directora de poltica, Proyecto de economa energtica y del clima. Institucin Brookings

Establecer la concentracin atmosfrica aceptable de los gases de efecto invernadero puede parecer una decisin cientca, pero en realidad exige ponderar los benecios y los costes inherentes a los diferentes objetivos, as como acordar quines van a asumir los gastos. Dada la dicultad de la labor, deberamos adoptar estra-tegias que minimizasen los costes y mantuvieran un alto consenso durante aos.

Las polticas climticas basadas en precios permitiran abordar tales retos. En trminos de poltica interior, una opcin es imponer un gravamen razonable, pero crecien-te, sobre las emisiones de gases de efecto invernadero. Otra opcin consistira en un sistema de comer-cio de los derechos de emisin con jacin previa del lmite mximo. Los precios de los derechos se estableceran entre ciertos mrge-nes y se iran incrementando con el tiempo. Un abanico de precios regulados mantendra el coste de las emisiones lo suciente alto para incentivar la reduccin de stas, al tiempo que limitara los riesgos econmicos (y del propio programa de actuaciones) si los topes impuestos resultasen demasiado restrictivos.

Los compromisos internaciona-les, basados en precios, podran constituir una solucin alternativa cuando los topes de emisin resultasen demasiado estrictos e impracticables. Un tratado sobre el clima permitira que los pases se comprometieran a jar impuestos a partir de un determinado nivel de emisiones. Tal exibilidad podra paliar el temor de los pases en desarrollo ante la posibilidad de que los topes de emisin pudieran frenar la mitigacin de la pobreza.

Para controlar el impacto ambien-tal del uso del suelo, deberamos atender a la distribucin mundial de los cultivos. La agricultura in-tensiva debera concentrarse en los mejores terrenos, los que pueden rendir cosechas ptimas. Pero una gran parte de esas tierras se est perdiendo. Nos estamos acercando a un punto en el que cualquier incremento de la produccin de alimentos (por no hablar de los biocombustibles) provocar una r-pida deforestacin de los bosques tropicales y de otros ecosistemas. Tambin conllevar la ocupacin de tierras marginales, de rendimiento inferior.

Podemos evitar la prdida de las mejores tierras mitigando la degra-dacin del suelo, la extraccin de agua dulce y la expansin urbana. Este paso exige una decidida zoni-cacin y la adopcin de prcticas agrcolas ms ecientes, sobre todo en los pases en desarrollo. Tambin es posible atenuar la

demanda de tierras agrcolas: basta reducir las mermas y desechos a lo largo de la cadena de distri-bucin de alimentos, frenar el crecimiento demogrco, asegurar una reparticin ms equitativa de los alimentos en todo el mundo y reducir en gran medida el consumo de carne en los pases ms ricos.

Cabe salvaguardar ms tierra para la naturaleza mediante polticas enrgicas de gestin del territorio, como ha hecho la Unin Europea. Unos cuantos pases en desarrollo (China, Vietnam, Costa Rica) han logrado invertir el proceso de deforestacin, merced a una mejor administracin de los recursos ambientales, una vigorosa voluntad poltica de modernizar el uso del suelo, cambios culturales, normativas sobre el uso del suelo e incentivos para mantener los servicios ecolgicos. El reto de esos pases es la prosecucin de tales polticas sin tener que importar ms alimentos.

CULTIVOS Y URBANIZACION

USO DEL SUELOEric F. Lambin, profesor de ciencias de la Tierra. Universidad Stanford y Universidad de Lovaina

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INVESTIGACION Y CIENCIA, junio, 2010 51

AS AMBIENTALESlos procesos ambientales

CONSUMO DE AGUA DULCEPeter H. Gleick, presidente. Instituto Pacic

Pocos niegan la necesidad de poner lmites al consumo de agua dulce. Mayor dicultad entraa la deni-cin de tales lmites, o las medidas a emprender para respetarlos.

Una manera de introducirlos es a travs del concepto de valor mximo de agua (o cenit del agua), con sus tres variantes. El valor mximo de agua reno-vable corresponde al volumen total de aguas renovables en una cuenca. Muchos de los grandes ros del mundo estn a punto de alcanzar ese umbral, en el que la evaporacin y el consumo sobrepasan la reposicin natural por precipitaciones y otras fuentes. El valor mximo de agua no reno-vable se sobrepasa all donde el consumo humano de agua excede con mucho las tasas naturales de recarga, como ocurre en los acufe-ros fsiles de las Grandes Llanuras, Libia, India, China septentrional y en ciertas partes del Valle Central de California. En esas cuencas, el aumento inicial de extraccin va seguido de una estabilizacin y posterior reduccin, al elevarse los costes y el esfuerzo necesario para seguir benecindose del recurso(parecido a como sucede con el petrleo).

El valor mximo de agua ecolgica alude a la idea de que en todo sistema hidrolgico, el aumento de extracciones acaba por llegar a un punto en el que los posibles benecios econmicos de la extraccin quedan anula-dos por la destruccin ecolgica que provoca. Aunque resulta difcil cuanticar ese punto con exactitud, est claro que lo he-

mos rebasado en muchas cuencas de todo el mundo, donde se han producido enormes daos, entre ellas, el mar de Aral, los Everglades de Florida, el valle de Sacramento (San Joaqun) y muchas cuencas hidrogrcas de China.

Afortunadamente, es posible ahorrar agua dulce sin perjudicar la salud humana ni la producti-vidad econmica. Por ejemplo, mejorando la eciencia hdrica. Se puede aumentar la produccin de alimentos con menos agua (y menos contaminacin hdrica) si se cambia del regado tradicional por inundacin al goteo o la asper-sin de precisin, junto con una supervisin y gestin ms rigurosas de la humedad del suelo. Las centrales elctricas tradicionales podran pasar de la refrigeracin por agua a la refrigeracin en seco, y sera posible generar ms energa mediante fuentes que apenas utilizan agua, como la fotovoltaica y la elica. En los hogares, millones de aparatos domsticos inecientes pueden reemplazarse por otros ms modernos, en especial, mquinas de lavar, inodoros y duchas.

REDUCCION DE OZONODavid. W. Fahey, fsico. Ocina Nacional de Administracin Oceni-ca y Atmosfrica de EE.UU. (NOAA)

En 20 aos, el protocolo de Montreal para proteger la capa de ozono ha reducido un 95 por ciento el uso de las sustancias causantes de la prdida de ozono (sobre todo compuestos clorouorocarbona-dos (CFC) y halones). A partir del 1 de enero del presente ao, su produccin ha cesado en los 195 pases rmantes del protocolo. En consecuencia, el ozono estratosf-rico deber restablecerse casi del todo hacia 2100. El protocolo prev el uso de sustitutos temporales, en particular compuestos hidroclo-rouorocarbonados (HCFC), y el desarrollo de otros compuestos que no provoquen daos, como los hidrouorocarbonados (HFC).

El xito de la iniciativa depende de varios factores: Continuar observando la capa de

ozono para detectar con pron-titud los cambios inesperados. Asegurarse de que los pases siguen adhirindose a lo estable-cido (por ejemplo, la supresin de los HCFC hasta 2030).

Mantener activo el grupo de evaluacin cientca previsto en el protocolo. El grupo identi-ca las causas de modicacin de la capa de ozono y valora el riesgo potencial de las nuevas sustancias.

Mantener el grupo de asesora tcnica y econmica. Su funcin es proporcionar informacin so-bre tecnologa y compuestos de reemplazo que ayude a los pases a satisfacer las demandas de refrigeracin, acondicionamiento de aire y aislamientos espumosos sin daar la capa de ozono.Ambos equipos tendrn que

evaluar conjuntamente el cambio climtico y la recuperacin de ozono. El cambio climtico afecta a la abundancia de ozono porque modica la composicin qumica y

la dinmica de la estratosfera. Adems, los compuestos

como los HCF y los HCFC son gases de efecto inver-nadero, y la gran demanda prevista de HFC podra tener consecuencias im-portantes para el clima.

ACIDIFICACION DE LOS OCEANOSScott C. Doney, cientco snior, Institucin oceanogrca de Woods Hole

Los mares estn tornndose cada vez ms cidos debido a las emisiones de dixido de carbono en todo el mundo; caben, no obstante, medidas paliativas de carcter mundial, regional y local. A nivel planetario, debemos frenar la emisin de CO2 y, con el tiempo, rebajar su concentracin hasta valores preindustriales. Las tcticas principales consisten en aumentar la eciencia en la produccin y consumo de energa, recurrir a energas renovables o nucleares, proteger los bosques y explorar tcnicas de secuestro de carbono.

A escala regional, el lavado de los abonos no slo crea zonas muertas en las aguas costeras, sino que contribuye a la acidicacin. El exceso de nutrientes provoca la proliferacin del toplancton que, al morir y descomponerse, libera a las aguas an ms CO2. Es necesario utilizar los fertilizantes de modo ms eciente y procesar los purines y desechos del ganado. Otra medida consiste en minimizar las lluvias cidas, provocadas en su mayora por las plantas industriales y las centrales trmicas.

A escala local, la acidez de las aguas podra neutralizarse median-te el aporte de carbonato clcico o bases qumicas (producidas por medios electroqumicos a partir del agua marina y las rocas). Ms prctico an resultara proteger determinadas poblaciones de moluscos y la acuicultura. Al pare-cer, las larvas de ostras y almejas sufren ms la acidicacin que los individuos adultos; la redistribu-cin en el agua de las conchas de los lodos del fondo marino servira para regular el pH y proporcionar un sustrato ms adecuado para la jacin de las larvas.

Es de suponer que la disminu-cin del pH marino se acelere en los prximos decenios. Los ecosiste-mas habrn de adaptarse al cam-bio. Podemos ayudar a conseguirlo reduciendo la contaminacin de las aguas y la sobreexplotacin pesquera; quiz los mares puedan soportar as cierta acidicacin mientras abandonamos gradual-mente los combustibles fsiles.

RIEGO POR GOTEO

AGUJERO DE OZONO (azul)

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