Mirando hacia el futuro

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La Revolución Industrial se volverá a tratar en la próxima sección de Energía y Ética. Es importante conocer este contexto histórico para entender por qué el mundo se enfrenta hoy a tantos retos en materia de ética medioambiental.

Al igual que todos los demás consumidores en la pirámide alimenticia, los humanos usamos energía de las plantas y animales que comemos para mantener la salud de nuestros cuerpos y los requisitos básicos de energía metabólica. A diferencia de otros organismos, los humanos también usamos energía para cubrir las complejas necesidades de una cultura con ciertos estilos de vida. El transporte, la agricultura, la industria, la calefacción y el enfriamiento de casas y edificios, el entretenimiento y muchas otras actividades humanas necesitan energía.

Antes del comienzo de la Revolución Industrial en los años 1700, esencialmente toda la energía no alimenticia utilizada por los seres humanos para la calefacción y la cocina provenía de la cosecha de biomasa (principalmente madera, turba y estiércol animal). Sin embargo, el crecimiento de la Revolución Industrial en toda Europa creó una mayor demanda de biomasa. Como resultado, los árboles comenzaron a talarse más rápidamente de lo que podían cultivarse, lo que provocó una crisis energética en el siglo XVIII. Como respuesta, los europeos comenzaron a utilizar el carbón como fuente primaria de energía. 

inefficiency of energy transformation diagram
Figura 7. La ineficiencia de la transformación de energía se puede demostrar en la conversión de 100 unidades de energía química de carbón a electricidad y luego a la luz que produce en una bombilla incandescente; 98.8% de la energía útil se pierde en forma de calor a lo largo del camino. 1

El proceso de industrialización fue impulsado por muchos inventos tecnológicos, entre los cuales quizá el más importante fue la invención de la máquina de vapor. Una máquina de vapor es esencialmente una máquina de calor, sistema que convierte el calor en energía mecánica (Figura 6). El carbón se quema para calentar el agua; el agua calentada produce vapor que con su volumen expandido ejerce presión sobre un pistón que gira una rueda. Si llevamos la máquina de vapor un paso más allá y reemplazamos la rueda con una bobina de alambre alojada en un imán grande, obtenemos la construcción básica de la mayoría de los generadores eléctricos (es decir, centrales térmicas de carbón). La energía eléctrica generada se utiliza luego para alimentar nuestras luces, refrigeradores, computadoras, acondicionadores de aire y calentadores.

heat engin illustration
Figura 6: Esquema de un motor térmico. 2

Es importante reconocer que estas actividades de consumo de energía no alimentaria de los seres humanos también se rigen por la Primera y la Segunda Ley de la Termodinámica (Figura 7). En el ejemplo de alimentar una bombilla incandescente, la cantidad total de energía en el sistema sigue siendo de 100 unidades, debido a la Primera Ley de la Termodinámica. Sin embargo, una porción significativa de energía útil se pierde en cada paso del proceso debido a la Segunda Ley de la Termodinámica. Por tanto, de las 100 unidades de energía química que provienen del carbón, sólo 1.2 unidades se convierten en luz, que es la forma de energía útil para los humanos. Las 98.8 unidades restantes se pierden en forma de calor durante el proceso de conversión. Esto es similar a la baja eficiencia de transferencia de energía en la pirámide alimenticia que se destacó anteriormente en esta sección.

Si observamos cómo las fuentes de energía utilizadas para alimentar las actividades humanas han cambiado en los últimos 165 años (Figura 8), notamos que en 1850 casi todo el suministro de energía del mundo provenía de la biomasa. En la actualidad la biomasa todavía se utiliza predominantemente en muchas partes del mundo, especialmente en las zonas rurales de los países en desarrollo. Sin embargo, el uso de combustibles fósiles, en particular el petróleo (sombreado en naranja) dominó rápidamente el uso global de energía en los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial.

Aproximadamente 80% de la energía del mundo provenía de combustibles fósiles, predominantemente carbón, petróleo y gas. En las últimas décadas, se han agregado otras fuentes de energía, como la energía nuclear e hidroeléctrica. Sin embargo, éstas representan aún una pequeña fracción del consumo total de energía en el mundo. La franja verde delgada en la parte superior del gráfico representa la cantidad de energía generada a partir de fuentes renovables limpias, como la eólica, la solar y la energía extraída de las mareas oceánicas.

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Figura 8. El consumo mundial de energía ha aumentado exponencialmente en los últimos 165 años y 80% proviene de combustibles fósiles (1 Exajulio = 1018 Julios). Los avances en las tecnologías definen los avances en los estilos de vida a lo largo del tiempo. 3

Mirando hacia el futuro

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En la próxima sección de Energía y Ética consideraremos el objetivo moral de la transición a la energía renovable.

Nuestra gran dependencia de los combustibles fósiles en los últimos 75 años ha llevado al mayor desafío humano del siglo XXI: el cambio climático global. Vamos a cubrir este tema en el capítulo final de Sanando la Tierra. Para detener y revertir los impactos de las emisiones de combustibles fósiles en el clima, debemos expandir en gran medida el desarrollo y el uso de tecnologías que nos permitan obtener fuentes de energía más limpias y más sostenibles como la solar, la eólica y la geotérmica.

Preguntas para considerar

Avanza al Capítulo 6 y observa la Figura 4 que muestra las concentraciones atmosféricas de tres gases de efecto invernadero a lo largo del tiempo. Regresa a este capítulo y observa nuevamente la Figura 8 que muestra el aumento en el uso de energía en el mundo.

  • ¿Qué relación ves entre la información dada en estas dos figuras?
  • ¿Qué crees que requeriría cambiar de las tendencias en estas dos figuras?