El hogar está lleno de aparatos muy comunes, pero también grandes desconocidos
El hogar está lleno de aparatos muy comunes, pero también grandes desconocidos - ABC

Seis cosas que ocurren a diario en tu casa y no sabes cómo

Desde encender la luz accionando un interruptor a abrir el grifo y que salga agua, detrás de estos simples gestos se encuentran enormes obras de ingeniería

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¿Te has preguntado alguna vez cómo se genera esa energía que hace que tu casa se mantenga caliente en invierno? ¿O cómo es posible encender las luces de una habitación con solo accionar el interruptor? Puede que también te hayas cuestionado de dónde llega el agua que sale por tu grifo o cómo un ascensor alcanza raudo a la planta 50 de un edificio. Incluso es probable que nunca te hayas hecho estas preguntas, aunque lo que es casi imposible es que jamás hayas utilizado estos elementos. ¿Cierto?

De hecho, aunque sean tan cotidianos, son unos grandes desconocidos, incluso aunque lleven en la sociedad durante siglos. Con la intención de explicar cómo funcionan los mecanismos que hacen posible que te despiertes por la mañana o que permanezcas lejos de tus propios desechos (aquí entra, efectivamente, la labor del WC), Laurie Winkless, física y escritora irlandesa, ha escrito «Ciencia en la ciudad» (Biblioteca Nueva, 2018). Con una prosa asequible y ejemplos concretos, la científica que ha trabajado para la NASA, desvela los misterios cotidianos de ese «organismo enorme, que parece vivir y respirar, surcado por incontables venas y arterias, todas distintas, todas vitales»: la ciudad.

«Desde las autopistas y las vías del tren a los suministros de agua y la retirada de residuos, estas redes han dado forma a nuestras ciudades y les permiten funcionar. ¿Pero sabemos cómo funcionan?», se pregunta Winkless. Aquí, seis cosas que ocurren en tu hogar a diario, pero quizás desconozcas cómo.

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  1. El botón «mágico» de la luz

    Lo primero de todo que hay que tener en cuenta es que todas las tecnologías eléctricas funcionan de la misma forma: reúnen energía, ya sea solar, eólica o termal, y la transforman en electricidad. En la antigüedad, los pueblos se congregaban en torno al agua, elemento vital para su subsistencia. Ahora, lo que realmente da forma a las ciudades es la electricidad. Y ésta, dependiendo de dónde te encuentres, puede venir de los combustibles fósiles (petróleo, carbón o gas), o de fuentes renovables (eólica o solar). O, lo que es más común, de ambas.

    Manejar la electricidad -que no fue inventada por el hombre- es un hito que cambió la humanidad a la altura de lo que supuso controlar el fuego. «Fundamentalmente, todo es eléctrico, hasta los electrones que se encuentran en cada átomo del universo», explica Winkless. En el momento en que aprendimos a «canalizar» la energía de un lado a otro, empezamos a depender cada vez más y más de ella. Solo piensa en la primera hora desde que te levantas: «Después de apagar el despertador, te diriges dando tumbos hacia la luz brillante del baño y te metes en la ducha. Después vas a la cocina a por un café y una tostada requemada. programas el temporizador de la lavadora, coges el teléfono que está cargándose y sales corriendo para llegar al bus o al tren. (...) La mayoría de los urbanitas no podrían llevar a cabo sin usar mucha electricidad», continúa.

    En términos generales, cuando se habla de electricidad, normalmente la gente se refiere a corriente eléctrica, que es el flujo de electrones del que depende todo aparato conectado a un enchufe. Ese enchufe es la puerta al circuito eléctrico, que es básicamente el mismo sistema que construíamos en el colegio con una pila de petaca y una bombilla, pero de forma gigantesca y ramificada. «Cuando enchufamos un aparato, pasa a formar parte del circuito y obtiene potencia del suministro», afirma Winkless.

    Sin embargo, no es lo mismo la energía que necesita una fábrica o un rascacielos que la que utiliza una casa de dos plantas. Aquí entran en juego esos dispositivos tan comunes que pueblan tu hogar: los enchufes. Que haya muchos tipos no atiende a un criterio de diseño, sino que son una especie de «vigilantes»: regulan la cantidad de electricidad que entra en tu casa gracias a los transformadores, que pueden aumentar o disminuir los voltajes. Así, son los encargados de regular que de los 123.000 a 755.000 voltios que suele llevar la red eléctrica del tendido, a tu hogar solo entren unos 240, que son los necesarios para que funcionen correctamente todos tus aparatos (sin quemarse o explotar).

    Los interruptores de la luz de tu casa seguirían la misma lógica, solo que el cable normalmente va por dentro de la pared: lo que se conecta es la bombilla, que se enciende y se apaga gracias al interruptor que, como su propio nombre indica, actúa cortando o permitiendo el paso de la corriente.

  2. El calor artificial

    No toda la energía de una ciudad proviene del suministro eléctrico. De hecho, la energía que utilizamos para calentar nuestras casas y el agua tiene su origen, en la mayoría de los casos, en los combustibles fósiles, que en gasto energético supone un peso mayor que la red eléctrica. «Los calentadores de nuestras casas y oficinas en casi todas las ciudades funcionan quemando gas natural para calentar el agua. Después, este agua se bombea por todo el edificio y se usa en los sistemas de calefacción», explica Winkless.

    En 2011, según relata la científica, se estimó que el agua caliente y la climatización de los espacios representaban aproximadamente la mitad del consumo energético mundial en edificios. Y las cifras aumentan según crece la población del planeta.

    Sin embargo, hay esperanza: en ciudades como Copenhague, Helsinki o Varsovia se utiliza un sistema de «calefacción urbana» que consigue bombear agua a través de una red de tuberías subterráneas recubiertas con un aislamiento grueso. Como en la red eléctrica, los edificios pueden conectarse al sistema y usar este agua para climatizar los espacios. Las ventajas: no se usa agua dulce, por lo que no depende del agua potable; y puede utilizarse la energía térmica sobrante de las centrales eléctricas o usar otros medios, como la incineración de residuos sólidos no biodegradables.

  3. Un simple giro para el agua

    Todo el líquido que llega a tu casa por las tuberías proviene del mismo sitio: de los acuíferos, ríos o aguas freáticas -en su mayor parte, porque también existen desaladoras que convierten en agua dulce el agua del mar-. Pero los humanos no podemos consumir directamente este agua, y hay que «limpiarla». El proceso pasa por cuatro fases:

    - Coagulación: donde se eliminan los grandes deshechos -como las hojas, las piedras o aquellos residuos que viajan en la corriente-. Además, se le añade un producto químico para que las partículas contaminantes se reúnan en un grumo llamado «flóculo».

    - Floculación: los grupos de flóculos se unen entre sí para que sean más grandes gracias a un proceso de agitación del agua.

    - Sedimentación: estos flóculos más grandes ahora pesan más, por lo que se hunden y forman un lodo al fondo del tanque que se elimina con una bomba.

    - Filtración: el agua pasa por varias capas de arena y gravilla, terminandose de purificar.

    - Ozono: se le añaden cantidades minúsculas de este gas, que es un excelente desinfectante, para acabar con las bacterias.

    - Filtro de carbón activado: gracias a sus partículas esponjosas y porosas, los microcontaminantes como los pesticidas quedan atrapados.

    Algunas ciudades añaden cloro (en cantidades inocuas) para impedir que se desarrollen microorganismos dañinos en el agua si se almacena. Aún así, siguen existiendo parásitos, como el cryptosporidium, que sobreviven -y provocan diarreas-, por lo que hay muchas empresas que utilizan el ultrafiltrado para purificar aún más.

    Una vez que termina este proceso, el agua va a parar -normalmente- a unos depósitos desde los que se repartirá a todas las casas: primero a través de grandes tuberías de las que saldrán otras más pequeñas dirigidas hacia los grifos particulares. La mayoría de ellos cuentan con un dispositivo de tornillo (accionado por la palanca o ruleta que tenemos a los lados o sobre el grifo) que regula el agua que sale. Las tuberías siempre están llenas de agua, por lo que al accionar el grifo (y mover el tornillo, que tapona la entrada con un disco de goma), sale más o menos agua. Pero, ¿qué es lo que permite que el agua circule desde las tuberías subterráneas hasta la planta más alta de la casa? La presión atmosférica: el agua encerrada tiene mayor presión atmosférica que la que existe en el exterior, y esta diferencia es lo que permite recorrer el camino hasta el grifo.

  4. Planta arriba, planta abajo

    El primer ascensor de pasajeros fue instalado en unos grandes almacenes de Nueva York en 1857. Su sistema era bastante básico: la cabina, suspendida por una cuerda, con un mecanismo elevador, tenía instalado el primer dispositivo de freno de emergencia, formado por rodillos de bloqueo que impedían que el ascensor se precipitase al vacío. Desde entonces, los ascensores han avanzado mucho en tecnología, convirtiéndose en un artilugio cotidiano que pasa desapercibido la mayor parte del tiempo.

    Hay varios tipos, pero los más utilizados son, por un lado, los hidráulicos, que usan un pistón accionado por líquido que hace ascender la cabina desde abajo. Sin embargo, su problema es que cuando la cabina está en la planta más baja, todo el pistón debe alojarse bajo el edificio, por lo que si es muy alto, habría que cavar un espacio muy grande. Por ello, para los edificios más altos, se idearon los ascensores de cable, cuyo mecanismo está formado por cuerdas de acero, poleas y contrapesos. Utilizando las bases de una balanza, en la que en un extremo estaría la cabina y, en el otro, los citados contrapesos, es relativamente fácil mover a los pasajeros arriba y abajo por las diferentes plantas y sin necesidad de pistones.

    Pero estos ascensores también tienen sus limitaciones. El problema es el propio cable: el acero del que está construido es muy pesado, y a más altura del edificio, más metros y más peso. Esto ralentiza el movimiento, haciéndolos poco eficientes. Por ello, en los rascacielos suelen existir dos tramos de ascensores: uno que sube hasta aproximadamente unos 500 metros; y el segundo, que alcanza los pisos más altos. Sin embargo, en los últimos años se están diseñando nuevos modelos que incluyen cuerdas constituidas por fibra de carbono, que supera al acero en resistencia y cuya densidad es 4,5 veces menor. «Elimina la necesidad de transferencias para llegar a los 1.000 metros. Si consideramos los ascensores como el único factor que limita la altura, entonces esta tecnología podría ayudarnos a crear edificios que alcanzasen los dos kilómetros de altura», afirma Daniel Safarik, del Council on Tall Buildings and Urban Habitat, una organización internacional de ingenieros de diseño urbano.

    Una vez ideada la parte mecánica, queda la de control. ¿Cómo sabe el ascensor dónde debe pararse o que le acabo de llamar desde una planta? Gracias a un programa matemático llamado «algoritmo del ascensor». Este sistema ofrece tres opciones a la cabina: continuar en la misma dirección mientras queden accionadas peticiones por atender; si no hay ninguna, que se detenga el mecanismo; cambiar de dirección en caso de que se produzcan solicitudes en la dirección opuesta. Estos son los principios que rigen la mayoría de los ascensores actuales, si bien ahora se fabrican algunos «inteligentes» que hacen que solo se paren en plantas específicas -como las de mayor afluencia-, acortando el tiempo de viaje.

  5. El WC y sus misterios

    Solo entre el 4 y el 10% del agua que utilizas en casa es para bebértela. El resto va a parar a tu lavadora, a tu ducha o a tu cisterna del WC. Una vez explicado cómo llega este agua a tu casa (en el punto anterior), es hora de que conozcas cómo sale de ella. Y el inodoro es el punto perfecto para comenzar este viaje.

    Una vez que has depositado todo lo necesario en el WC, por la fuerza de la gravedad (gracias a la inclinación de las tuberías) todo este contenido llega a las alcantarillas. «Teniendo en cuenta que las alcantarillas de Londres gestionan 1.250 millones de kilogramos de caca por año, es vital que fluya correctamente, así que hay que aliarse con la gravedad y asegurarse de que el punto de partida está más alto que el de llegada», afirma Winkless.

    Existen dos tipos de aguas residuales: las grises, que incluyen productos de limpieza que utilizamos para lavar; y las negras, en contacto con heces y orina. Lo que diferencia a ambas es su peligrosidad, porque las negras tienen un alto potencial de contener bacterias y patógenos que dañen el sistema digestivo humano. Las grises «tienen muchos menos riesgos sanitarios, y pueden reutilizarse de manera limitada en el ámbito doméstico», explica la científica. Por ello, algunas ciudades como Suecia, California e incluso nuestro país, están elaborando dos sistemas separados, aunque son minoría.

    Una vez en las alcantarillas, se vuelven a tratar para ser potabilizadas de nuevo y devolverlas a la naturaleza, conformando el ciclo del agua, aunque «en versión rápida». Sin embargo, no todos los residuos que caen por el desagüe se pueden eliminar: las grasas, lubricantes y aceites -como los de las toallitas húmedas o los de la sartén- crean los «fatbergs» (icebergs de grasa), unas masas que, aunque entran líquidas, se acaban solidificando y convirtiéndose en enormes bolas (en 2013 se sacó un «engendro» de este tipo en Londres que pesaba 15 toneladas) que representan un gran problema para la gestión del alcantarillado.

  6. Dónde va a parar tu basura (y por qué son importantes los pedos de gusano)

    Aparte de los residuos que generamos y que se arrastran en el agua, existen desperdicios que nunca entran en las alcantarillas, pero que en su mayor parte generas desde casa. Todo lo que va a parar a tu cubo de la basura, más aún si no practicas el reciclaje. Una vez que sale de tu hogar y es recogido por el servicio correspondiente, se traslada al vertedero, donde las excavadoras y compactadoras comprimen los residuos para que ocupen el menor espacio posible. Después, se cubren de tierra.

    Con el paso del tiempo, esto expulsa el oxígeno, lo que hace florecer a enemigos acérrimos de este gas, los microbios metanógenos, que se alimentan de carbono y producen metano. El problema del metano, aparte de oler a pedo de vaca, es que es altamente contaminante. Y todo ello se suma a los residuos en sí, muchos de ellos poco biodegradables y que tardan años, incluso siglos, en desaparecer.

    Para solucionar este problema, se están llevando a cabo diferentes propuestas. Entre ellas destaca la intervención del gusano de harina, cuyos pedos podrían ser la respuesta a este gas de efecto invernadero. Investigadores chinos han descubierto que estos especímenes son capaces de alimentarse de ciertos tipos de plástico que se descomponen en sus intestinos liberando dióxido de carbono, mucho menos perjudicial. Es decir, «los gusanos tomaban un material -plástico- que se encuentra en todos los vertederos y lo transforman en algo capaz de biodegradarse con el tiempo», explica Winkless.

    Al respecto, la científica acaba con un consejo: «Todos deberíamos pensar un poquito más acerca de este tema. Especialmente aquellos de nosotros que tenemos la suerte de que salga agua limpia de nuestros grifos o de que se lleven nuestra basura en camiones donde no podamos verla. Aunque no podamos verla, todo acaba en algún sitio (...) si no encontramos mejores maneras de gestionar este ciclo en un futuro cercano, acabaremos con la mierda al cuello».