PASADO, PRESENTE Y LO QUE VENDRÁ La Energía PASADO, PRESENTE Y LO QUE VENDRÁ 5to. Congreso Latinoamericano y del Caribe de Gas y Electricidad Buenos Aires, 15 al 18 de mayo de 2006 Roberto E. Cunningham Director General, IAPG

Esquema básico del itinerario de la energía Portador Energético Usuario Final Fuente Primaria

Diferencias y Semejanzas Evolución y Energía Hombre-Animales Diferencias y Semejanzas

Evolución del Consumo de Energía resto alimentos tiempo

MODELOS ENERGÉTICOS

Modelo Energético Preagrícola Pleistoceno Fuego, 400.000 Ac, China Caza-Recolección Fuente primaria: leña, tracción a sangre humana Hombre de Pekin Barrera: incremento del aprovechamiento de energía per cápita

Modelo Energético Agrícola Neolítico Asia Central Revolución del Neolítico, 8000 aC Ur, Jericó Grandes Valles (Tigris-Eufrates, Nilo, Indo, Amarillo) Potencia de tiro, Asia Occidental, 4.500 aC Vehículos con ruedas, Sumer, 3.000 aC Fuentes primarias: leña.tracción a sangre animal y humana Barrera: incremento de la productividad

Modelo Energético Agrícola Avanzado Antigüedad - Medio Oriente Inventos: arado de hierro, herradura (agro), hacha reja de hierro (bosques), martillo, tenazas, sierras, engranajes, palanca, tornillo, cuña, polea (hombre), arnés (buey vs caballo). Madera: máquinas, barcos, carros, herramientas,casa. Expansión a regiones áridas y semiáridas. Ingeniería hidráulica para riego. Control centralizado del agua. Planificación. Comienza el consumo indiscriminado de madera. Fuentes de Energía: las mismas con mayor productividad y se agrega viento. Barrera: soberanos y burócratas poco afectos al cambio.

Herrería, S VII, Compludo, España

Herrería, S VII, Compludo, España

Torno

Modelo Energético Preindustrial Europa Feudal Europa feudal. Cambio de régimen político. Agro dependencia de lluvias no controlables. Sociedad hábil en adaptar inventos de otras (timón, brújula, pólvora, papel, imprenta, estribo, molinos). Arnés de collera (caballo vs buey). Molinos hidráulicos, 1-3,5 CV, 50.000 en Inglaterra, S XI. Molinos de viento, 10-30 CV Holanda. Fuentes de Energía: tracción a sangre, madera, agua, viento. Industria textil. Barrera: escasez de madera (primer cuello de botella)

Molino de Viento y otros artefactos

Molino Hidráulico y Forja

Hasta acá, en esencia, se tiene un único sistema en cuanto a fuentes primarias de energía. El único cambio es el aumento de productividad

La Revolución Industrial El cómo y el qué Modelo Energético Industrial Gran Bretaña, S XVIII (pero el candidato era Holanda) La Revolución Industrial El cómo y el qué Por primera vez en la historia el producto crece en forma más rápida que la población en forma sostenida

LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL ES UN HECHO 26-V-1733 Patente de lanzadera volante (John Kay, relojero de Bury) 24-VI-1738 Patente de huso de hilar lana y algodón (John Wyatt, carpintero de Lichfield y Lewis Paul, hijo de un exiliado francés. 1764 Desarrollo en forma casual y sin patentamiento de la máquina de hilar promovida denominada jenny (James Hargreaves, carpintero en Blackburn). 1768 Patente de hilar hilo de algodón para urdimbre en reemplazo del lino importado (Richard Arkwright, peluquero analfabeto de Preston y denominada water frame. LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL ES UN HECHO

“Mula” de Crompton 1779 Huso de Arkwright, 1769

LA INDUSTRIA TEXTIL SE LIBERA DE LA ENERGÍA HUMANA 1712 Diseño y construcción de la máquina atmosférica de Thomas Newcomen, herrero de Devonshire que se carteaba con Robert Hooke, secretario de la Royal Society, empleada en la extracción de aguas en minas, con alto consumo de energía. 5-I-1769 Patente de la “máquina de vapor” del empresario James Watt con reducción considerable del consumo de energía. LA INDUSTRIA TEXTIL SE LIBERA DE LA ENERGÍA HUMANA 1709 Introducción del coque para producción de arrabio en un alto horno (Abraham Darby, Coalbrookdale) EL HIERRO SE LIBERA DEL BOSQUE

Máquina de Vapor de Watt, 1774 La máquina de Vapor de Newcomen, 1712 Hombe Máquina de Vapor de Watt, 1774 La máquina de Vapor de Newcomen, 1712 Por primera vez en la historia el hombre transforma industrialmente calor en trabajo.

LA TECNOLOGÍA ES EL ÚNICO AGENTE CAPAZ DE GENERAR VALOR AGREGADO Importaciones de algodón bruto, ton/año 161-75 2.000 1775-80 1782 5.300 1785 8.000 1790 13.700 1802 27.000 Precio del hilo N° 100, chelines/lb Producción de arrabio,ton/año 1786 38 1720 25.000 30 1788 68.000 1795 19 1796 125.000 1800 9 1806 244.000 Precio de una pieza de percal: 1814 6 chelines 1829 1 chelín 2 peniques LA TECNOLOGÍA ES EL ÚNICO AGENTE CAPAZ DE GENERAR VALOR AGREGADO

La Revolución Industrial Royal Society Royal Exchange Pub

La Revolución Industrial El por qué Explicación sociológica: Max Weber Explicación económica: E.A. Wrigley

Explicación Económica El Modelo Energético Preindustrial Capital Tierra Trabajo Utilidades decrecientes y los economistas clásicos

Modelo Energético Preindustrial Las cuatro necesidades básicas: Alimento Vestido Alojamiento Lumbre Agrodependencia. Oficios.

Sistema de economía de la producción con realimentación negativa Modelo Energético Preindustrial Sistema de economía de la producción con realimentación negativa

Modelo Energético Preindustrial Lo que no tuvieron en cuenta los economistas clásicos: SXVI-XIX aumenta la producción agrícola per cápita. Aumenta el área destinada a pasturas frente a cultivos. Comienza a emplearse carbón mineral al escasear la madera. Como consecuencia: Aumenta la capacidad de tracción a sangre animal y de forraje. El agro libera mano de obra. Nueva fuente de energía, disminuye la agrodependencia.

y Holanda?...

Flujos de energías renovables Reservas de energías agotables Transición El gran dilema: Flujos de energías renovables versus Reservas de energías agotables

Sistema con realimentación Explicación Sistema con realimentación negativa versus positiva

Además... El hierro y la máquina a vapor

La transición no fue brusca: Sustitución de ruedas hidráulicas por máquinas a vapor Ruedas Máquinas Hidráulicas Vapor Sheffield, 1794 106 5 Industria Textil Británica, 1839 2.230 (28.000 CV) 3.051 (74.094 CV)

Pero el crecimiento de la máquina a vapor fue vertiginoso:

Matrices Energéticas Matriz energética en Estados Unidos, en 1851

Matriz energética en Gran Bretaña, en años previos a la Revolución Industrial Matriz energética en Gran Bretaña, en años posteriores a la Revolución Industrial

El gas de hulla y el petróleo Después del carbón... El gas de hulla y el petróleo

Para terminar volvamos al gráfico inicial Sociedad Cazadora- Agrícola Agrícola Preindustrial Industrial Moderna Primitiva Recolectora Avanzada Avanzada Industrial 2 5 12 20 60 125 240 Kcal / dia.capita

Valores Relativos de Consumos Energéticos 100 1 0,2 A B C A: consumo periférico sociedad industrial. B: alimento. C: energía mecánica Equivalente al consumo periférico por tracción a sangre humana 500 individuos

Comparemos ambos valores Capacidad de un individuo por tracción a sangre 20 % de su alimento (400-600 kcal/día) Supongamos 1.000 u$s/mes valorizamos la caloría humana Supongamos un barril a 50 u$s valorizamos la caloría del petróleo Comparemos ambos valores ¿cuál es más barato?

y, finalmente, Ineficiencia energética

Todo ello para acceder a unas 150 kcal. PRODUCCIÓN DE PAN: 1. Se ara la tierra con un tractor 2. Se siembra trigo 3. Se aplican fertilizantes y plaguicidas 4. Se cosecha el grano con una cosechadora y se embolsa. 5. Las bolsas se cargan en un camión. 6. Se las transporta a un molino donde el grano se transforma en harina. 7. La harina se embolsa y transporta a una panificadora. 8. En la misma, la harina es refinada y blanqueda. 9. La harina se enriquece con niacina, hierro, tianina y riboflavina. 10. Se adiciona propianato de calcio como preservante y acondicionadores. 11. Se hornea el pan. 12. Se lo envasa en un material con texto impreso. 13. Las cajas conteniendo las unidades envasadas se transportan a un supermercado con aire acondicionado, iluminación, etc. 14. El cliente va en su automóvil a comprar el pan. 15. De regreso a su casa eventualmente lo introduce a una tostadora. Todo ello para acceder a unas 150 kcal.

ANTES DE LA ERA INDUSTRIAL 1 cal 1 agricultor 10 cal alimentos para 4 personas AGRO ERA INDUSTRIAL 1 cal 1 agricultor 6000 cal alimentos para 78 personas HOMBRE LATA DE CEREALES 2.800 cal 270 cal

3 % Electricidad... Fuente fósil 100 % Central Distribución Transporte Térmica Transporte Distribución 3 %

... y el automóvil ... Y la calefacción residencial...

Consumo Energético bpe per cápita Estados Unidos 60 Japón 30 Nigeria 0,8

No emplean formas Comerciales de Energía Población Mundial Países Desarrollados 15 % Consumo de Energía Países desarrollados 50 % No emplean formas Comerciales de Energía Países Sub Desarrollados 33 %

La termodinámica no es una distracción de la física La energía depende de sus dos Principios (Conservación y Degradación)

Y ello nos obliga a pensar en: Fuentes Transformación Uso eficiente Si no...

MUCHAS GRACIAS