15 ¿Adónde
nos llevan
las rutas
tecnológicas
de la energía?

• Neilton Fidelis da Silva es profesor del “Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia” de Río Grande do Norte (Ifern). Obtuvo su graduación en ingeniería eléctrica en la “Universidade Federal do Rio Grande do Norte” (UFRN) y el posgrado en electricidad en la “Universidade Tecnológica Federal do Paraná” (UTFPR), el posgrado en ingeniería eléctrica en la UFRN y el doctorado en planeamiento energético en la “Universidade Federal do Rio de Janeiro” (UFRJ). Actualmente asesora a la Secretaría Ejecutiva del Fórum Brasileño de Cambios Climáticos y actúa como investigador del “Instituto Virtual Internacional de Mudanças Globais” (IVIG/Coppe-UFRJ).
  Luiz Pinguelli Rosa es profesor del Programa de Planeamiento Energético de la “Universidade Federal do Rio de Janeiro” (UFRJ), donde dirige el “Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia”, y es secretario ejecutivo del “Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas”. Obtuvo la graduación en física en la UFRJ, el posgrado en ingeniería nuclear en la Coppe/UFRJ y el doctorado en física en la “Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro” (PUC-Rio). Expresidente de Eletrobras, fue también miembro del Consejo do Pugwash y ha participado del Panel Intergubernamental de Cambios del Clima (IPCC).
  Marcio Giannini Pereira es investigador del “Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Eletrobras Cepel)”, consultor/ conferencista en el área de sostenibilidad y energía, miembro del consejo editorial de la “Revista Brasileira de Tecnologia e Negócios em Petróleo” (TN Petróleo) y “Fellow Research of the University of California” (Berkeley ­ Renewable & Appropriate Energy Laboratory ­ RAEL). Obtuvo la graduación en economía en el “Instituto de Economía da Universidade Federal do Rio de Janeiro” (UFRJ) y el posgrado y el doctorado en planeamiento energético en la Coppe/UFRJ. Publicó diversos artículos en periódicos especializados y trabajos en anales de eventos nacionales e internacionales. Escribe el blog “Energia, Sociedade e Mudanças Climáticas”.

Imagine el mundo con la población actual de 7,3 millardos de personas, pero sin la diversidad de fuentes de energía que hoy disponemos. Si aún viviéramos en la era del trabajo a base, solamente, de nuestros propios músculos y del calor producido por la quema de biomasa, seguramente faltarían alimentos y leña para tanta gente; la expectativa de vida sería mucho menor ­ la población no tendría, probablemente, el contingente de hoy; y no disfrutaríamos del confort y de la productividad que la tecnología nos ofrece.

Todo el proceso de desarrollo humano se relaciona estrechamente con la evolución del dominio y del uso de las fuentes de energía disponibles en la naturaleza, y nuestra relación con esas fuentes se vincula fuertemente con las estructuras de producción y con el consumo de los bienes y servicios. Desarrolladas a lo largo del tiempo, las diferentes tecnologías de conversión de energía condicionaron diversas formas de uso, con distintos rendimientos, que, a su vez, ocasionaron múltiples impactos en el medio socioeconómico y ambiental.

Hoy debemos preguntarnos cómo seguir adelante. ¿Qué caminos elegiremos? ¿Cuáles serán nuestras opciones tecnológicas? ¿Movidas a qué tipo de energía? Aunque parte de la población mundial apueste en tecnologías de conversión más eficientes (que amplían el uso de la energía con menor consumo de recursos naturales y menos impactos ambientales), el uso de las técnicas anteriores a la máquina a vapor es aún muy importante en el planeta. Así, a pesar de los avances tecnológicos recientemente conquistados, y de los que aún vendrán, en varias regiones el futuro energético continúa vinculado a las opciones del pasado.

Para comprender esa historia, es necesario comenzar recordando que, en cualquier tiempo o lugar, el más complejo sistema convertidor de energía que el ser humano utiliza es su propio cuerpo. Mediante la digestión se procesa la conversión de la energía química, presente en los alimentos, en calor, energía muscular y cerebral. Al transferir para fuera de su cuerpo la necesaria producción de trabajo, el ser humano dispone de dos formas básicas de conversión de energía: la orgánica (uso del trabajo animal para producir energía mecánica, leña etc.) y la inorgánica (ruedas hidráulicas, molinos de viento, máquinas eléctricas, motores de combustión interna, entre otros).

El ser humano evolucionó cambiando los convertidores orgánicos por los inorgánicos. La tracción humana y animal en la producción de bienes cedió el paso a la industria mecanizada, movida primero a vapor, después con la electricidad. En las residencias, el aprovechamiento de la biomasa natural para cocinar y garantizar la calefacción fue progresivamente sustituido por cocinas, calentadores y otros aparatos domésticos, fruto de los avances técnico-científicos que posibilitaron el uso de fuentes de energía antes inaccesibles. Aumentó enormemente el empleo del carbón, del gas, del petróleo, de la electricidad y de la energía nuclear. Así, cada fuente de energía pasó a ocupar su nicho diferenciado, expandiendo el uso y el aprovechamiento de los recursos energéticos.

Ese proceso, demuestra que la evolución de la humanidad se construyó con la mecanización y sustitución de la fuerza de trabajo rural, cuyo efecto fue la migración de gran parte de los trabajadores agrícolas para el sector de servicios, y la ampliación no solo de los intercambios comerciales, sino también de los bienes culturales. Esos cambios generaron enormes ganancias para la población, ya sea con la reducción o sustitución del trabajo fatigante, o con la mejora de la salud, de la educación, con el aumento de la seguridad, de la longevidad y de la renta. Además, con el aumento de la tasa de energía controlada, los avances extrapolaron tanto el universo doméstico como la producción agrícola e industrial, alcanzando la navegación, a las vías de ferrocarril, al transporte individual y colectivo, beneficiando nuevos sectores de la producción cuyas bases eran la energía mecánica y térmica.

Tal cual se puede acompañar en la línea del tiempo esquematizada al lado, el consumo de la energía creció de forma acelerada a partir del final del siglo XIX y aún más intensamente a partir de la segunda mitad del siglo XX.

• Evolución del consumo mundial de energía en el tiempo [1]

• 1700 Consumo Mundial Predominantemente renovable. (leña y derivados)

• 1800 El consumo creció 25% en ese siglo.

• 1850 En medio siglo (1800-1850) el consumo mundial creció 47%.

• 1900 Entre 1850 y 1900 el consumo mundial casi duplicó. El uso de la leña disminuyó, el carbón siendo la mayor fuente comercial. El petróleo, el gas natural y la electricidad pasaron a formar parte de la cesta de las fuentes comerciales. (juntas responden por apenas 2%)

• 1950 En el período de 1900 a 1950, el consumo mundial de energía creció casi dos veces y media. Petróleo 24% | Gas natural 8%

• 1970 Entre 1950 y 1970 el consumo mundial de petróleo, gas natural y electricidad casi triplicó. El choque del petróleo impulsó la investigación de nuevas fuentes de energía.

• 1990 Entre 1970 y 1990 el crecimiento del consumo se restringió A poco menos del 35%. Accidentes en las usinas nucleares. Acciones sobre la demanda y oferta debido al choque del petróleo.

• 2000 El siglo terminó con los combustibles fósiles totalizando 80% de todo el consumo energético. Conflictos (escasez y restricciones de acceso a las fuentes).

En la primera fase evolutiva, el carbón mineral fue el principal combustible de las máquinas a vapor, ampliando rápidamente su frontera de uso para las más diversas industrias. Después se transformó en el símbolo energético de la Revolución Industrial. A partir de ese momento, la generalización del uso macizo de los combustibles fósiles por parte de la humanidad constituye una nueva etapa del aprovechamiento de los procesos naturales de acumulación y concentración de energía.

Como sabemos, los combustibles fósiles se originan en la energía solar acumulada en las plantas o animales sometidos a una serie de procesos de concentración y compactación, de millones de años de duración. No hay, por lo tanto, posibilidad de recarga en la escala del tiempo económico exigido por la sociedad. Así, cuando el uso de carbón mineral se expandió y causó la utilización del petróleo y del gas natural, la humanidad ingresó en la era del consumo de los stocks naturales no renovables de energía.

En la etapa inicial de esa era, el petróleo fue usado apenas para la iluminación y para generar calor, mediante el uso del querosén. Muchos cambios ocurrieron en función de nuevos dominios tecnológicos y se pasó a utilizar el petróleo para generar energía mecánica en su forma directa, transformándose muy rápidamente en la principal fuente de energía para el transporte.

Con el gas natural, la evolución fue más lenta. Inicialmente era considerado un obstáculo para la producción de petróleo. Los descubrimientos de reservas gigantescas y, sobre todo, el continuo crecimiento de las necesidades y la multiplicación de los usos energéticos fueron decisivos para el desarrollo de la industria de gas natural. Superadas las barreras impuestas por los costes de transporte, el gas natural pasó a ser, incluso, considerado un combustible noble.

La segunda fase evolutiva comienza con el desarrollo de una serie de tecnologías surgidas a fines del siglo XIX y comienzo del siglo XX, que facilitaron la difusión del uso de la electricidad. Al mismo tiempo, la invención del generador eléctrico de corriente alterna y de los transformadores eléctricos de inducción permitió que el aprovechamiento de la energía hidráulica fuese nuevamente considerado en el planeamiento de la expansión del mercado de energía. Las redes de transmisión de energía eléctrica tuvieron un papel importante en esa retomada, permitiendo el transporte a grandes distancias de la energía hidráulica disponible en las represas.

Todos esos descubrimientos permitieron utilizar simultáneamente múltiples fuentes de energía (leña, carbón, petróleo, energía hidráulica) de forma muy flexible, con rendimientos más elevados y de mejor calidad. Tal diversidad de fuentes energéticas disponibles, combinada con la acumulación de nuevas tecnologías, posibilitó el desarrollo del complejo sistema energético que disponemos hoy.

Paralelamente, el dominio del proceso de Fisión Nuclear Controlada hizo posible la transformación tecnológica de la materia en energía. Así, parecía comenzar la tercera fase del aprovechamiento energético, ya que, además de los menores costes, se estimaba que esa fuente de energía era ilimitada. Sin embargo, aunque la energía nuclear responda por 9,7% de la oferta de energía primaria en el planeta, con sistemas instalados y en funcionamiento, el debate sobre su viabilidad es recurrente, porque se revelaron problemas económicos y ambientales, mereciendo destaque los riesgos que amenazan la seguridad de la población.

Aunque la energía nuclear responda por 9,7% de la oferta de energía primaria en el planeta, con sistemas instalados y en funcionamiento, el debate sobre su viabilidad es recurrente, porque se revelaron problemas económicos y ambientales, mereciendo destaque los riesgos que amenazan la seguridad de la población.

Otro destaque importante, y más reciente, es la exploración en gran escala del gas de esquisto, un gas natural encontrado en el interior de un tipo de roca porosa conocida como esquisto arcilloso. Para retirar el gas de la roca se utiliza el proceso de fractura hidráulica, inyectando agua, arena y productos químicos. La posibilidad de contaminar el agua de abastecimiento de la población es grande y algunos estudios asocian tal proceso a temblores de tierra. A pesar del riesgo, la producción del gas de esquisto crece rápidamente desde el año 2000, sobre todo en Estados Unidos, donde la expectativa es alcanzar la marca de 50% del total americano de gas natural a mediados de la década de 2030.

El actual escenario mundial, por lo tanto, está marcado por una extrema dependencia de la producción y del uso de energía de origen fósil y por emprendimientos relacionados con la cadena energética que causan elevados impactos en el ambiente natural, alimentando una creciente desconfianza del consumidor al uso de fuentes no renovables de energía. Eso ha llevado a la sociedad industrial a redescubrir flujos energéticos que se basen en recursos naturales renovables y a buscar procesos más armonizados con la vida humana y con capacidad de dar soporte a los ecosistemas. Tales flujos, asociados a nuevos desarrollos tecnológicos y de la organización productiva, pueden viabilizar el aumento de la oferta de energía, al sustituir la dependencia mundial de combustibles fósiles y nucleares.

Entre las nuevas tecnologías renovables, se registran los avances tecnológicos obtenidos a nivel internacional con el uso de energía solar térmica, solar fotovoltaica, bioenergía, además de los aprovechamientos eólicos y de residuos sólidos para generar electricidad.

La sociedad industrial es llevada a redescubrir flujos energéticos que se basen en recursos naturales renovables y a buscar procesos más armonizados con la vida humana y con capacidad de dar soporte a los ecosistemas.

El desarrollo de las técnicas de producción alternativa de energía basada en recursos renovables viabilizará el establecimiento de sistemas energéticos múltiples y flexibles, que aprovechen de forma integral, coordinada y descentralizada, las diversas fuentes energéticas y las tecnologías disponibles, sin dispensar la eficiencia energética. Así, cuando utilizada dentro de ciertos parámetros, la nueva producción podrá contribuir para minimizar los impactos ambientales resultantes del funcionamiento del mercado mundial de energía atendiendo las exigencias de una sociedad preocupada con la sostenibilidad.

Finalmente, debemos también considerar, especialmente, el reciente debate sobre el registro y sobre los escenarios de elevación de la temperatura media del planeta, debido al aumento de las concentraciones de los gases que intensifican el efecto invernadero, cuya principal fuente es el uso de combustibles fósiles. Muchos científicos tienden a concordar con las evidencias que indican relaciones estrechas entre la producción y el uso de la energía y el denominado calentamiento global. [2]

Entre otras estrategias, las fuentes renovables de energía le ofrecen al planeta la oportunidad de reducir las emisiones de carbono y de retomar la trayectoria de desarrollo económico inclusivo, alineada con el equilibrio ambiental que otrora formaba parte del proceso civilizatorio de la humanidad, porque se basaba en la generación de energía renovable.

• 1 Jean-Marie Martin, “A economia mundial da energia”, São Paulo: Unesp, 1992
  2 IPCC ­ “The Intergovernamental Panel on Climate Change”, “Fourth Assessment Report: Synthesis Report”, Cambridge, Reino Unido e Nova York: Cambridge University Press, 2007.