Bienvenidos a esta nueva sesión del curso Energías Sustentables.
Mi nombre es Julio Vergara, profesor de la Escuela de Ingeniería UC.
En esta sesión revisaremos la opción de la energía por el hombre,
viendo la transición de algunos recursos y tecnologías.
El hombre del Chad comenzó a evolucionar muy lentamente,
pasaron millones de años en el centro de África,
la población debe haber sido de algunas decenas de miles.
De a poco, comenzó a avanzar
dentro de latitudes tempranas
mientras evolucionaba adquiriendo habilidades e inteligencia.
Las aldeas usaron la luz y el calor solar cuando era posible,
pero tuvo el primer acceso a la energía al conocer el fuego,
con eso mejoraba su estándar de vida.
Junto con dominar el fuego,
hace unos 800.000 a 400.000 años atrás,
pudo comenzar a desplazarse hacia latitudes más altas de Asia y Europa.
Este mapa expandido permite apreciar cómo posiblemente
pasó navegando el hombre desde Asia a América,
veintitantos siglos antes que la historia registrara a Colón,
llegando incluso a Monte Verde, cerca de Puerto Montt.
La antropología sostiene que el hombre pasó caminando después
desde Asia a Norte América, al término la última Era Glacial,
con varios metros menos de nivel del mar
y se asentó después del deshielo alrededor del Clovis y otros lugares.
La población del planeta no llegaba a un millón,
el consumo de energía era solo metabólico,
con 8 a 10 megajoules por persona cada día.
El tiempo presente se aprecia en la línea arriba del cero,
en algún momento surge la Revolución Industrial y otros fenómenos,
y la energía crece hasta un consumo promedio de 77 gigajoules por persona,
esto es un aumento de tres órdenes de magnitud en el consumo por persona,
y de tres órdenes de población global.
Lo anterior se nota en otra escala más cercana al tiempo presente,
el gran salto surge después de la Revolución Industrial,
y tiende a estabilizarse después de los años 80.
Encima de lo anterior, se nota que el consumo no ha sido parejo en el mundo,
hace mil años China tenía un consumo superior
debido a su presunto desarrollo,
la Revolución Industrial nace después y fuerte en Inglaterra,
adelantándose al resto del mundo.
A fines del siglo XX, Inglaterra se encontraba levemente arriba de sus años dorados,
mientras que Estados Unidos se escapaba duplicando la altura del cuadro,
Chile estaba cerca del consumo global, mientras que China aún no explicitaba su compromiso
por el desarrollo económico.
En este periodo los recursos forestales comienzan a hacerse importantes,
la leña participaba activamente en la provisión de calor
hasta que comienza el uso del carbón,
que permitió la Revolución Industrial.
Al inicio del siglo XX
parte una fuerte demanda de petróleo en el transporte de industrias,
mientras la hidroelectricidad se incorpora en la reciente aplicación eléctrica.
El gas natural encuentra su uso industrial
al aparecer aplicaciones para las turbo máquinas, y en los últimos 60 años
aparece la energía nuclear.
Este cuadro se diferencia del anterior en que no incluye el consumo metabólico,
centrándose solo en el uso de calor industrial y residencial,
y luego en el transporte, iluminación y servicios hacia la derecha.
La biomasa cede su preponderancia al carbón, que alcanza su máxima relevancia
hacia la Primera Guerra Mundial,
luego el petróleo demuestra su superioridad logística.
Al comienzo del siglo XX la autonomía del carbón era suficiente
para varios milenios, y las emisiones bajo los 500 millones de toneladas de CO2;
el carbón en esa época pudo considerarse sustentable,
insuficiente para introducir un cambio de clima notorio,
aunque causaba problemas a la salud en ciudades muy pobladas.
Lo cual se aminoró con el uso de medios de filtración
y la introducción del petróleo y el gas.
Este último diagrama muestra la secuencia de introducción
y dominio relativo de las diferentes tecnologías y recursos
en los últimos siglos,
donde se destaca un crecimiento leve de uso de la biomasa,
seguido del ingreso del carbón,
el petróleo y gas natural, junto con energías renovables, y más tarde, la energía nuclear.
Las principales energías responsables de las emisiones
son el carbón, el petróleo y el gas natural, en ese orden,
y son las que dominan hoy, respondiendo por el 80% de la producción de energía primaria,
a futuro no sabemos qué dominará.
Las energías renovable, nuclear y biomasa,
esta última siempre que tenga una renovación equivalente de inventario,
son las únicas que no emiten gases de efecto invernadero,
y entre todas no suman el 20%.
El uso de esos recursos se debe a la introducción simultánea
de tecnologías energéticas
que encuentran un uso práctico para satisfacer al creciente uso de energía.
En un comienzo, a parte del uso animal, el viento y la caída de agua,
eran las formas privilegiadas de energía,
en cierta medida, la escasa demanda
era precariamente satisfecha por energías renovables.
La molienda manual daba paso a molinos,
el limitado transporte a remo era desplazado por la vela,
que por mucho tiempo fue la única forma de transporte de personas
y de carga a larga distancia,
pero en tiempo impredecible por la intermitencia del viento.
El uso del carbón dio un giro al transporte,
permitiendo un viaje más predecible
y seguro en ferrocarriles y en buques a vapor;
el uso del automóvil y del camión se acelera cuando los derivados del petróleo aparecen.
Por otro lado, la generación eléctrica se consolida con el carbón
y la energía hidráulica, apoyada luego con la energía nuclear y el gas,
podemos resumir
que el hombre nace en África y evoluciona durante algunos millones de años
hasta ocupar casi toda la superficie terrestre.
La pasada desde Asia a América se logra gracias a un evento climático,
que se puede repetir en el futuro.
Hace 800.000 años aproximadamente el hombre
pudo recrear el calor solar mediante el fuego
y mejorar su nivel de vida, manteniendo un consumo de energía básico,
y más recientemente incorpora tecnologías y recursos energéticos fósil
que deben revertirse ante la amenaza creciente de un cambio climático.
Hasta la próxima sesión.
Julio VergaraPhD in Nuclear Materials Engineering
César Sáez NavarreteDoctor en Ciencias de la Ingeniería
