CONSUMO DE ENERGÍA USA CHINA JAPON CANADA INDIA MEXICO BRASIL ARGENTINA

Transcripción

1 Energía Material para el Taller Hugo Tricarico 1.- Consumo de energía y poblaciones Es relativamente cierto que el consumo de energía está relacionado con el nivel de desarrollo económico de los países. También es bastante evidente que ese consumo está relacionado con las poblaciones de los países. Podemos indicar en un cuadro el consumo de energía (en unidades convencionales elegidas para ello, que son equivalentes a toneladas de carbón que combustionan). En el cuadro se indican millones de esas unidades por año, tomando un promedio en la década de los 90. CONSUMO DE ENERGÍA USA CHINA JAPON CANADA INDIA MEXICO BRASIL ARGENTINA Veamos ahora un cuadro con las poblaciones de esos países para la misma época, expresada en millones de habitantes: USA CHINA JAPON CANADA INDIA MEXICO BRASIL ARGENTINA Se puede apreciar las enormes diferencias del consumo de energía por habitante en los diferentes países. Una interesante actividad sería calcular que ocurriría si países como China e India tuvieran el mismo consumo por habitante que los países desarrollados. Para tener una idea, por esa misma década, los consumos anuales por habitante, medidos en aquella unidad que ya presentamos, en algunos países eran: USA, unos 10 millones de unidades Canadá, unos 10,5 millones de unidades. China, unos 0,8 millones de unidades. Japón, unos 4 millones de unidades. India, unos 0,3 millones de unidades. Brasil, unos 0,8 millones de unidades. México, unos 1,6 millones de unidades. Argentina, cerca de 1 millón de unidades. Cómo se hace entonces para lograr un aumento de la producción como para que aumente el consumo energético en estos países en los que las necesidades son perentorias para miles de millones de seres? Esto es lo

2 que se llama el dilema energético : es indispensable pensar en aumentar el consumo de energía para llegar a niveles de vida digna, sin agravar el problema de la escasez de recursos. A esto no puede dejar de sumarse los problemas medioambientales que se suceden al aumentar el consumo de la energía. PROBLEMAS AMBIENTALES RELACIONADOS CON LA PRODUCCION Y EL CONSUMO DE ENERGÍA Pasemos revista a los principales problemas medioambientales que aparecen en las condiciones del título, y que ya comentamos en otros apartados. 1.- En primer lugar la lluvia ácida 2.- Luego el efecto invernadero y el agrandamiento del agujero de la capa de ozono. 3.- También nos referimos a la seguridad en las plantas nucleares. 4.- Está presente el problema del almacenamiento de los residuos nucleares. 5.- Por último resta tener en cuenta los problemas que traen la extracción y el transporte de los recursos energéticos. Vamos a analizar con algún detalle cada uno de estos problemas: 1.- Las lluvias ácidas se producen en zonas muy pobladas o transitadas con una atmósfera rica en gases como el dióxido de azufre o anhídrido sulfuroso, y los óxidos de nitrógeno, gases que a veces se originan en lugares lejanos en los que se queman combustibles fósiles. Hay datos muy claros sobre este fenómeno: por ejemplo, en Europa entre los años 1950 y 1970 la acidez de las lluvias aumentó 10 veces, y en algunos países esa acidez era unas 1000 veces mayor que el agua natural. Esta lluvia ácida provoca la muerte ecológica de bosques y lagos, mata la fauna y produce además una baja en la fecundación. También corroe los materiales con los que están hechos los edificios, erosionándolos. 2.- El efecto invernadero se produce por la emisión de gases (como el dióxido de carbono) producidos por la actividad industrial, que modifican la atmósfera de modo de atrapar la radiación solar. Ello motiva un calentamiento global importante: en los últimos 100 años la temperatura promedio en la Tierra ha sido de cerca de 0.6 grados centígrados. Este calentamiento está produciendo un aumento del nivel de los mares por la fusión del hielo en los casquetes polares, con los efectos perjudiciales para muchas zonas costeras. También hay variaciones bruscas de clima con las consiguientes consecuencias en la producción agrícola y ganadera y con la posibilidad mayor de fenómenos como huracanes, ciclones, tifones, etc. Por otra parte se afecta el ciclo hidrológico o ciclo del agua, que tiene mucha importancia en las zonas muy secas del planeta 3.- La seguridad en las plantas nucleares y el almacenamiento de los residuos, constituyen otro gran tema en este apartado. Existen antecedentes como el accidente de Chernóbyl en Ucrania, lugar en el que se produjo la explosión de un reactor nuclear con efectos devastadores (emisiones de radiactividad a la atmósfera, miles de muertos, y una gran superficie

3 contaminada). Pero quizá el principal problema sea resolver como almacenar los residuos que quedan luego de la fisión en los reactores. Esos residuos son radiactivos y esa emisión puede durar miles de años. Ya hay medidas diveras que se han puesta a prueba: por ejemplo recubrir los residuos en envolturas de hormigón (que protege parcialmente de las radiaciones) y enterrar los bloques a varios centenares de metros de profundidad. Sin embargo no se tiene la absoluta seguridad de que movimientos geológicos puedan deteriorar las envolturas y producir escapes peligrosos. Otra solución proyectada sería enterrar los residuos en fosas marinas a gran profundidad pero tampoco se sabe exactamente si movimientos marinos podrían también tener efectos con el tiempo en la protección. 4.- La extracción y el transporte de recursos debe también analizarse con extremo cuidado a la hora de analizar estos problemas ambientales. Se deben tener en cuenta los posibles escapes de petróleo durante su extracción, la ruptura de oleoductos de los que ya hay antecedentes, los accidentes de grandes buques petroleros que han provocado derrames y perjuicios ecológicos de importancia. Por último citamos los incontables accidentes conocidos en las minas de carbón y también el deterioro paisajístico y ecológico que produce la apertura de estos yacimientos. LA ENERGÍA PARA EL FUTURO Es probable que lo primero que necesitemos, es estudiar la posibilidad de encontrar recursos energéticos inagotables y limpios es decir no contaminantes. Esta solución algo ideal es, sin embargo, un objetivo de máxima que tienen muchos científicos y tecnólogos en el mundo. Se la analiza para el largo plazo pero no se la descarta. Sin duda que en el camino debe estudiarse fuertemente la posibilidad de reducir la contaminación en la obtención y el consumo de combustibles fósiles. Desde luego que esto se debe complementar con medidas individuales y sociales de estímulo al ahorro de energía Por otra parte, en el mediano plazo es necesario poner a punto modos más eficaces y competitivos para utilizar los recursos renovables, que todavía en el mundo representan un porcentaje de uso muy pequeño. Es necesario mejorar las tecnologías que permiten aprovechar las fuentes renovables limpias que existen en nuestro planeta. En cuanto a medidas que permitan reducir fuertemente la contaminación debida a la obtención, transporte y consumo de combustibles fósiles, podemos citar la posibilidad de reducir las emisiones de gases sucios utilizando filtros. Por ejemplo los gases que producen lluvia ácida se pueden hacer pasar por absorbentes como piedra caliza (e incluso con procedimientos más complejos que ya están desarrollados). Muchos automóviles, por ejemplo, vienen ya diseñados con catalizadores que reducen la cantidad de óxidos de nitrógeno que los motores envían a la atmósfera. Otra forma de atenuar la contaminación producida por automóviles, camiones, etc., es buscar combustibles que no tengan impurezas de azufre y que reduzcan las emisiones contaminantes. Se está probando ya esto con gas licuado de petróleo. En el largo plazo quizá el hidrógeno sea un combustible

4 ideal. En realidad ya Julio Verne en su leguas de viaje submarino, con su genio tan particular explicaba que el hidrógeno (que él extraía del agua del mar) era el combustible del submarino Nautilus que era la nave que surcaba los mares.!!!! La tecnología de los transportes ha desarrollado modelos de automóviles eléctricos que son limpios y que están en fase adelantada, aún cuando su autonomía es pequeña. Del mismo modo se han tomado medidas de precaución en los barcos que transportan petróleo para minimizar los peligros de derrame. De todas maneras todas estas medidas son insuficientes. Y se hace necesario buscar procesos más y más eficientes. LA EFICIENCIA EN LOS PROCESOS ENERGÉTICOS Para poder analizar la eficiencia energética se usa un indicador que es el rendimiento energético. Cuando decimos que un motor a nafta tiene un rendimiento del 25 %, decimos que ese motor aprovecha sólo 25 unidades de energía por cada 100 que el combustible suministra. El resto se disipa en la elevación de la temperatura del motor, del suelo, del aire circundante, etc. En el cuadro siguiente se muestran valores medios de rendimiento energético para distintos sistemas: SISTEMA RENDIMIENTO ENERGÉTICO (%) Máquina de vapor (1700) 2 Locomotora a vapor a carbón 10 Máquina de vapor (1800) 17 Cuerpo humano 25 Motor de combustión(nafta) 25 Motor de combustión(diesel) 35 Turbina de vapor 40 Turbina hidráulica 85 Bicicleta 95 Sin duda uno de los caminos para buscar soluciones a los problemas energéticos es el empleo de tecnologías de alta eficiencia para producir grandes transformaciones con el menor consumo posible Un ejemplo de ello está dado por la utilización en los hogares, en los que utiliza una muy grande cantidad de energía, de sistemas de robotización y automatización que permiten con seguir un ahorro de magnitud. Por ejemplo controlar y aprovechar la luz solar, apagar las luces de las habitaciones que no se usan, eliminar las fugas de gas o de agua, etc., son características de lo que comienza a conocerse como edificios inteligentes, que aumentan el rendimiento energético de manera relevante. LA IMPORTANCIA DE LAS PEQUEÑAS ACCIONES INDIVIDUALES Examinemos esta frase:

5 LOS PROBLEMAS DEL AGOTAMIENTO DE LOS RECURSOS ENERGÉTICOS Y DE LA DEGRADACIÓN DEL MEDIO SON DEBIDOS, FUNDAMENTALMENTE, A LA ACTIVIDAD DE LAS GRANDES INDUSTRIAS. LO QUE CADA UNO DE NOSTROS PÙEDE HACER ES INSIGNIFICANTE. Esta afirmación es totalmente falsa. La actitud individual en este problema es de fundamental importancia. Vamos a citar algunas cifras que nos aclararán el panorama. Supongamos que en nuestra viada diaria procuramos ahorrar energía de alguna manera. Por cada unidad de energía ahorrada (que se mide en kilowatt-hora) no haría falta ya quemar 1 kilogramo de carbón en una central térmica. Al no quemar ese kilogramo de carbón no se enviaría al aire unos 2 kilogramos de dióxido de carbono y uno 20 gramos de dióxido de azufre.. No parece mucho pero.si lo multiplicamos por algunos miles de millones de habitantes del planeta, la cosa cambia!!!!!!!!!! Entonces podemos sugerir medidas para ahorrar energía en casas y edificios. Algunas tienen que ver con lo que llamamos sentido común pero conviene tenerlas en cuenta. Por ejemplo, tratar de ahorrar agua caliente (en el baño, ducharse en lugar de tomar baños de inmersión!!!). Apagar luces en lugares en los que la iluminación no es necesaria. Estudiar folletos al comprar electrodomésticos, lámparas, etc., para analizar si se pueden obtener la misma calidad de prestación con menor consumo de energía. En la construcción de los edificios estudiar con mucho cuidado los diseños de paredes y techos aislantes para evitar la irradiación. Al proyectar sistemas de calefacción establecer diferencias de consumo. Los eléctricos son los de mayor consumo. Lo aconsejable es, como prioridad uno, usar la energía solar (si es posible), luego la que proviene del biogas o biomasa, luego el gas natural, etc. En la refrigeración el uso de ventiladores es aconsejable frente a los acondicionadores de aire, pues el consumo energético es mucho menor y además los segundos usan, en muchos casos como refrigerante a los clorofluocarbonos que, si van a parar a la atmósfera incrementan el efecto invernadero. Veamos algunos ejemplos muy caseros para cuantificar la importancia de estas actitudes individuales. PRIMER CASO Qué ocurriría si 100 millones de personas cambian su baño de inmersión por uno en el que se duchan? Estimamos que un baño de inmersión consume unos 325 litros de agua. Uno de ducha, unos 25 litros de agua. En ambos casos la temperatura del agua se eleva de 20 grados centígrados a 40 grados centígrados. Calculando la cantidad de calorías (o de kilocalorías) que se ahorran, se llega a, nada menos que millones de kilo-calorías o sea 140 millones de kilo watt-hora!!!! Y no estamos teniendo en cuenta la cantidad de agua que también se ahorra.!!!!

6 SEGUNDO CASO Cuál es la causa por la que, cuando el agua de los fideos ha comenzado a hervir, se puede reducir la llama de los mecheros al mínimo? Como en el cambio de estado la temperatura permanece constante (a la misma presión), está demás seguir consumiendo energía que sólo va a producir más vapor sin elevar la temperatura (el recipiente está tapado pero no herméticamente). TERCER CASO Cómo cocinar huevos usando la mínima energía? El agua tiene un calor específico muy elevado. Además tarda mucho en enfriarse.. Entonces, cuando el agua con los huevos hierva, puede apagarse el fuego. Aquellos quedarán cocinándose hasta que el agua se enfríe en virtud de la energía interna que la mantiene caliente.