Factores Geográficos y Políticos

Una dificultad final se relaciona con la geografía de los recursos. Cuando la pose­sión de un recurso crucial está en unas pocas manos, su precio puede manipularse hasta un nivel muy por encima del costo de produc­ción. Esto ya ha ocurrido con el petróleo y en el futuro podría ocurrir con otros recursos: el tungsteno, del que China controla el 75 %; el cromo, del que Sudáfrica tiene el 75%; y el mercurio, del que España controla el 33%. Los fosfatos, que están en gran parte en ma­nos de Marruecos y que son esenciales para fabricar fertilizantes, son otro ejemplo.

Razones para el Pesimismo

Hay varias razones para creer que los pe­simistas no siempre estarán equivocados. La primera es que los minerales se hallan muy desigualmente repartidos en la corteza terres­tre. Si el resto de las características son igua­les, la explotación de un yacimiento rico es más provechosa que la de uno pobre, y esto hace que los mejores ya hayan sido explota­dos. Ya va siendo necesario explotar yaci­mientos cada vez menos extensos o de más difícil acceso, lo que aumenta los costos y reduce los ingresos. Antes, los geólogos se consolaban argumentando que, cuanto me­nor es la calidad de una mena, mayor es su cantidad; y decían que hay de 10 a 100 veces más menas de bajo grado que de alto grado. Para algunos metales, como el cobre, esto es cierto; pero, para otros, parece que hay o bien una mena productiva o bien una roca improductiva, sin posibilidades intermedias. Para muchos metales, las vastas toneladas de mena de bajo grado en las que se confiaba para cuando se agotasen las más ricas… sim­plemente no existen. Cuando se hayan ago­tado las menas minerales actuales, apenas quedará nada.

La segunda razón para el pesimismo es que la extracción minera consume cantidades cada vez mayores de energía, para obtener las mismas cantidades de metales de inferior calidad. Como ya empieza a escasear la energía, no es probable que se mantenga siempre este proceso. El mismo principio se aplica a la extracción de metales y otros mi­nerales del agua del mar. Es cierto que los océanos contienen vastos recursos minerales, pero la mayoría de ellos están tan poco con­centrados que el costo de extracción sería prohibitivo. La energía necesaria para ex­traer, por ejemplo, uranio del mar, aun utili­zando la tecnología más actual, superaría la que el uranio produjese en un reactor nuclear.

¿Cúanto Pueden Durar los Recursos?

Hay diferencias de opinión respecto a la velocidad a la cual los recursos terrestres se están agotando. Los cálculos sobre la “vida” de cualquier combustible o recurso mineral pueden variar mucho según los supuestos de los que se parta. Pero la mayoría de los expertos admiten que la ac­tual velocidad de gasto de combustible y mi­nerales sólo podrá sostenerse durante una o dos generaciones más. La tabla de tiem­pos no depende sólo del recurso concreto considerado, sino también de imponderables como el futuro de la economía mundial, la posibilidad de hallar nuevas fuentes, la dis­tribución geográfica de éstas y la posibilidad de extender la vida de los recursos mediante un uso más racional  o un reciclado.

Hasta hace poco tiempo, el consumo de la mayoría de los recursos minerales estuvo cre­ciendo exponencialmente. Esta curva ascen­dente de consumo hacía que la demanda de petróleo crudo, por ejemplo, se doblase cada década. Otros productos primarios mostra­ban un crecimiento más lento, doblándose cada 20 años. La crisis del petróleo y la sub­siguiente depresión económica, iniciada a finales de 1973, frenaron la demanda de com­bustibles y metales y, por primera vez en dos décadas, se paró el aumento sostenido del consumo. Sin embargo, la mayoría de los economistas creen que esto es sólo una pausa en el crecimiento de la economía mundial, no el inicio del crecimiento cero.

El que el crecimiento se reanude, o no, es de crucial importancia para establecer cuánto durarán los recursos, pues son muy notables los efectos que este crecimiento produciría en la demanda de combustibles y minerales. En el caso del petróleo crudo, el consumo en la década 1960-70 fue igual al consumo total desde la primera perforación en 1859 has­ta 1960. La consecuencia de una tasa de crecimiento tan rápida es que el descubrimien­to de nuevas reservas debe continuar e ir por delante de la demanda.

No todos los recursos están igualmente amenazados. Por ejemplo, hay mucho más carbón que petróleo y gas; y algunos metales, como el aluminio, el hierro y el magnesio, son relativamente abundantes. Otros, como el co­bre, el vanadio, el plomo y el cinc, son menos abundantes, pero no están en serio peligro de agotamiento. Sin embargo, unos pocos, como el mercurio, la plata, el estaño, el tántalo y el platino, son ya escasos.

La alarma respecto al agotamiento de los recursos no es nueva; pero, hasta ahora, los pesimistas se han equivocado. El desarrollo tecnológico, mejores métodos de prospec­ción, un mayor mercado y un precio más beneficioso han bastado para mantener la producción por delante de la demanda.

La mayoría de los recursos minerales terrestres han tardado millones de años en formarse, mientras que el hombre ha necesitado una pequeña porción de tiempo para casi agotar las reservas conocidas de muchos de ellos. En el gráfico se indican algunas de las materias primas implicadas en la fabricación y funciona­miento de un camión volquete, así como la fecha en la cual sus reservas pueden haberse agotado. Estas fechas se han extrapolado de las curvas de consumo y de las reservas conocidas en la década de 1970. Es posible que, con nuevos hallazgos, otros métodos de extracción para las menas de grado inferior, aumentos de precios que disminuyan la demanda, reciclado y desarrollo de sustitutos, se puedan retardar estas fechas.

Los países desarrollados están gastando recursos valiosos a un ritmo sin precedentes en la historia de la humanidad. Los combusti­bles fósiles, los minerales, el agua, los bosques e incluso los suelos se tratan como si los re­cursos fueran infinitos y como si se pudieran renovar fácilmente. Pero la mayoría de los recursos terrestres no son ingresos para gas­tar, sino un capital acumulado durante miles de millones de años, antes de la evolución del hombre. Si continúa el actual ritmo de gasto, este capital se agotará en pocos siglos.

La explotación de recursos biológicos puede provocar la extinción de especies animales y vegetales si aquélla no se controla. Cuando los maoríes llegaron por primera vez a Nueva Zelanda, aproximadamente en el año 800, encontraron un suministro alimenticio disponible en los huevos y la carne del moa (Dinornis maximus), ave no voladora de 3,5 m de altura que se repre­senta aquí. Hacia el siglo XVII se extinguió a causa de la sobrecaza. Lo mismo ocurrió con el dodó (Raphus cucullatus) de la isla Mauricio y con la paloma viajera (Ectopistes migratoríus) de América del Norte.

Las Energías Gravitacional, Solar y Nuclear.

Hay tres tipos de fuentes energéticas im­portantes poco utilizadas: las derivadas de la gravitación, las derivadas del sol y las deriva­das de procesos nucleares.

Sólo una fuente potencial de energía, las mareas, deriva de la gravitación. La atracción que ejercen el Sol y la Luna en los océanos mueve el agua arriba y abajo, creando un po­tencial para plantas hidroeléctricas en los lu­gares con mareas fuertes.

Las fuentes de energía solar incluyen ma­dera, carbón, petróleo y gas natural; son pro­ductos de la vida animal o vegetal que no po­drían existir sin el sol. También incluyen la propia energía solar, así como el viento, la hidroelectricidad, las olas y el gradiente térmi­co del océano.

Los procesos nucleares proporcionan tres fuentes de energía: la fisión nuclear, que ya se está usando, la fusión nuclear y la energía geotérmica. La fusión nuclear apro­vechará la energía producida cuando dos ele­mentos ligeros se fusionan y forman uno más pesado; hasta ahora sólo la utilizan el Sol y las otras estrellas y la bomba de hidrógeno. Se están ensayando dos vías para conseguir la fusión. La primera es colocar juntos ele­mentos ligeros en forma de “plasma” a tem­peraturas muy altas e impedir, mediante campos magnéticos, que escapen. La segun­da es forzar la unión de dos elementos ligeros usando un intenso rayo láser a modo de ma­zo; se aplica energía tan rápidamente que las partículas de combustible “implotan”, produ­ciendo una reacción de fusión y suministran­do más energía de la que gasta el láser.

Finalmente, la energía geotérmica utiliza el calor generado por procesos nucleares bajo tierra. Ya se está utilizando y tiene grandes perspectivas. Las centrales energéticas ali­mentadas por calor geotérmico suelen estar accionadas por vapor de agua en zonas con fuentes termales, como Islandia y Nueva Ze­landa. Se están desarrollando otros esquemas que podrían usar agua caliente terrestre para evaporar un fluido de bajo punto de ebulli­ción y hacerlo pasar por una turbina.

El deuterio, elemento ligero que se usaría en las centrales nucleares de fusión, es la fuente de energía alternativa más concentrada. 50 microgramos de deuterio equivalen, en contenido energético, a un día completo de radiación solar a una intensidad promedio sobre un metro cuadrado de la superficie terrestre. El diagrama muestra el volumen de agua que se podría hervir con unidades comparables de otras fuentes de energía. Los combustibles de concentración energética media, como el carbón, son en general los de más fácil explotación. Las fuentes de energía difusas, como el viento y la energía solar, son difíciles de explotar en una estación energética central tradicional. Puede ser mejor usar pequeños colectores capaces de cubrir las necesidades locales.

Un posible tipo de central eléctrica es el de la central térmica marina, que aprovechará la diferencia de tempe­ratura entre el agua superficial y laque se encuentra a gran profundidad, que es mucho más fría. En el esquema, la estación energética flota en la superficie del océano y de ella sale una gran tubería de 1.200 m [1] que desciende hasta llegar al agua profunda. El agua fría profunda es bombeada y usada para condensar amoníaco en un intercambiador de calor [2]. Este amoniaco líquido fluye hacia un segundo intercambiador [3], donde es evaporado por el calor del agua su­perficial y devuelto al inicio del ciclo. Al fluir por este sistema cerrado, el amoníaco mueve una turbina [4] y genera electricidad. El sistema funciona con diferencias de temperatura pequeñas.

Difusión y costo de la Energía Alternativa

Como la mayoría de las fuentes de energía alternativa son difusas, resultaría muy costo­so crear las estructuras capaces de concen­trarlas. La energía consumida en construir estas estructuras podría superar la cantidad de energía que pudieran suministrar durante toda su explotación. Cuidadosos análisis de energía serían necesarios en cada caso para asegurar que la inversión fuera rentable, tanto desde el punto de vista financiero como del de la energía. Los análisis de energía de las pizarras bituminosas de Colorado, por ejem­plo, indican que el petróleo obtenido tras la extracción y procesamiento de las pizarras apenas superaría la cantidad de petróleo con­sumido por el equipo mecánico minero, el transporte de las pizarras, el calentamiento para extraer el petróleo y el refino para pa­sarlo a una forma utilizable. A menos que se encuentre una tecnología menos cara, no es probable que estas pizarras constituyan una importante fuente de petróleo.

La tercera dificultad es un problema de rit­mo y magnitud. Para evitar el agotamiento de la energía, lo importante no es la cantidad po­tencial disponible, sino el ritmo al cual puede ponerse en funcionamiento. Las fuentes de energía del pasado —carbón, petróleo y gas natural— se han ido explotando sucesivamen­te, cada una más deprisa que la anterior. Pero las fuentes de energía alternativa actua­les son más difíciles de poner en funciona­miento que el petróleo o el gas: requieren más inversión y proporcionan menos beneficios. En teoría, sería posible que un mundo rico en fuentes de energía potenciales sufriera una crisis de energía, simplemente porque los nue­vos recursos energéticos no se pueden intro­ducir con rapidez suficiente para reemplazar los ya existentes.

Tipos Potenciales de Energía

Las fuentes potenciales de energía —piza­rras bituminosas, arenas alquitranadas, fuen­tes solar y geotérmica, olas y mareas, vientos, fusión nuclear— podrían, en principio, sumi­nistrar mucho mayor cantidad de energía que la que pueda llegar a necesitar nunca el mun­do. Pero antes de que se lleguen a poner en marcha todas estas fuentes de energía será necesario resolver muchos problemas difíci­les. Estos problemas no son sólo de tipo téc­nico, sino de distintos tipos.

El principal es que la mayoría de las fuen­tes de energía no explotadas están dispersas por la superficie terrestre, no concentradas en masas compactas como el carbón, el petróleo y el gas. La luz solar que cae sobre cualquier ciudad del mundo —incluso en regiones nór­dicas— sería más que suficiente para atender todas sus demandas energéticas si no estu­viera tan difusamente repartida; a no ser que se recubran zonas muy extensas con co­lectores solares, no hay modo de usar más que una fracción mínima de la energía del sol. La energía de las olas o del viento es enorme, pero tan difusa que se necesitarían estructuras enormes o millares de estructuras pequeñas para captarla. Y sólo existe una central mareomotriz, que aprovecha la gran amplitud de las mareas en el estuario del Ranee, en Francia.

Las olas tienen una energía enorme, la suficiente para destruir malecones y muelles que pesan hasta miles de toneladas. Su máxima fuerza la tienen en los límites de los grandes océanos, yaque su tamaño depende tanto de la fuerza del viento como de la distancia por la que sopla en el mar(fetch). Lasólas crecen y disminuyen más lentamente que el viento, por lo que producen una liberación de energía de variación menos abrupta Así suavizan las rápidas variaciones de fuerza y dirección propias de los vientos que las dirigen.

El viento es una fuente de energía poco segura y caprichosa. Su uso requiere algún modo de almacenamiento de la energía producida en períodos de viento para que ésta se pueda usar en los días de calma. Este diagrama muestra una posibilidad; la turbina accionada por el viento se usa para generar electricidad, que produce gas hidró­geno y gas oxígeno, por descomposición eléctri­ca del agua, en la célula de electrólisis. Los dos gases se combinan entonces en la célula de combustión y producen electricidad en forma de corriente continua.

Un inversor convierte esta corriente en corriente alterna, que alimenta el circuito. La energía producida en cualquier otro sitio se podría usar también para hacer funcionar la célula de electrólisis cuando no sopla viento. Así se produciría elec­tricidad continuamente.

Fuentes de Energía del Futuro

¿Hay crisis de energía? En principio, no. Las reservas energéticas conocidas son sufi­cientes para cubrir siempre las necesidades de la humanidad si se pueden encontrar los me­dios para que todas ellas se puedan usar. Sólo las pizarras bituminosas de Colorado, por ejemplo, contienen más petróleo que to­das las reservas de Oriente Medio juntas. Y el calor contenido en un cubo de 5 km de lado de las rocas subterráneas del Yemez Plateau, en Nuevo México, es mucho mayor que el que el mundo gasta en un año.

Las fuentes de energía alternativa están desi­gualmente distribuidas en el mundo. América del Norte está bien equipada, con extensos depósitos de pizarras bituminosas en Colorado, arenas asfálticas en Alberta, buena radiación solar y potencial geo­térmico extendido por todo el oeste en la zona geológicamente activa. El potencial geotérmico se puede explotar sobre todo en las regiones que forman parte del “cinturón de fuego” del Pacifico. En bahías y estuarios del Atlántico se puede aprovechar la gran amplitud que las mareas tienen en este océano, así como la energía de las olas. Allí donde las fuentes de energía alternativa coinciden con la presen­cia de un gran mercado (o sea, Norteamérica,  Japón, parte de Europa) es probable que éstas se desarrollen antes. Muchos países en vías de desarrollo tienen buenas perspectivas solares y geotérmicas, y sus necesidades energéticas están aumentando.

Otras Fuentes de Energía

La hidroelectricidad es una fuente de ener­gía muy atractiva. Se renueva regular­mente por la lluvia y la nieve, por lo que las centrales de energía hidroeléctrica no depen­den de un” aporte de combustible que se ago­ta. Desgraciadamente, la mayor parte de las localidades en las que la obtención de energía hidroeléctrica aún tiene que desarrollarse se sitúan en zonas remotas del mundo en las que la demanda es baja.

En todo el mundo hay más de 60 proyec­tos hidroeléctricos con una capacidad de ge­neración de energía de 1.000 MW o más, entre los que están operando y los planifica­dos para un futuro inmediato (uno de los mayores es el pantano Grand Coulee, en Es­tados Unidos, con capacidad para producir casi 10.000 MW). Estos proyectos reducirán la intensa presión actual sobre los recursos mundiales de combustibles fósiles, ya que la electricidad generada por las estaciones hi­droeléctricas permite ahorrar unos 360 millo­nes de toneladas anuales de petróleo.

La cantidad de electricidad que se puede generar a partir de las reservas mundiales de uranio  y de otros combustibles nucleares depende mucho de los tipos de reactores nu­cleares que se construyan. Un tipo de reactor —el superregenerador— puede producir unas 60 veces más energía que la que el mismo combustible generaría en un reactor térmico de los que actualmente se construyen. Sin reactores superregeneradores, que aún han de desarrollarse a nivel comercial, el mundo su­friría escasez de uranio —dadas las fuentes actuales— en un lapso de unos 40 años.

La energía geotérmica procede del ca­lor almacenado en el interior de la Tierra. La mayor parte de él se produjo —y aún se pro­duce— por la lenta desintegración de los ele­mentos radiactivos que existen de modo na­tural en todas las rocas. La producción energética de todas las centrales geotérmicas equivale aproximadamente a la producción de un solo reactor nuclear grande. Italia, Japón, Nueva Zelanda, EE.UU. y México tienen la mayor capacidad instalada para la generación de electricidad geotérmica. La energía geotérmica también puede aprove­charse para el suministro de agua caliente. En Nueva Zelanda, el agua caliente de origen geotérmico se usa en la industria de fabrica­ción de papel, y la capital islandesa está casi toda calentada por un esquema de calen­tamiento alimentado a partir de pozos geotér­micos. El agua llega a los edificios de la ciudad a través de tuberías por flujo gravitatorio.

  El carbón fue el primer combustible fósil que se explotó en gran cantidad. La gradual industrialización de la sociedad occidental corrió paralela al crecimiento de la minería del carbón. La nueva tecnología hizo posible ex­tender la explotación del carbón a mayor profundidad, y la disponibilidad de carbón espoleó el desarrollo e introducción generali­zada de las máquinas de vapor y de otros inventos realizados en el siglo XVII y que suponían un ahorro de esfuerzos.

Es casi imposible conocer exactamente cuánto carbón hay en el subsuelo; pero un cálculo razonable indica que al menos unos 600.000 millones de toneladas de carbón pueden extraerse con las técnicas mineras actuales. Para hacernos una idea de cuánto tiempo pueden durar estas reservas podemos recordar que, en 1976, la industria del carbón extraía mundialmente 2.400 millones de tone­ladas anuales de este mineral. De ellas, el 25 % se extraía en Estados Unidos, mientras que en Europa la producción de carbón es­taba bastante por debajo de la americana. A partir de estas cifras, es evidente que la indus­tria del carbón sobrevivirá durante todo el si­glo venidero y quizás en el siguiente.