Consumo de energía

El ser humano lleva un millón de años sirviéndose de la energía ajena a la derivada de su propio cuerpo. Durante gran parte de este periodo ha practicado un consumo residual, de escasa importancia como para interferir en el medio ambiente. Aun así, en el transcurso de los siglos se han ido gastando cada vez más recursos naturales.

Esta historia tecnológica comenzó, en cierto modo, con el dominio del fuego. Primero se aprovechó el producido por los rayos al incendiar los árboles. Este fuego, que el hombre primitivo todavía no sabía producir, se conservaba como un ente sagrado, capaz de mantener a distancia a las fieras y de inundar con luz la noche y el interior de las cuevas. Después se convertiría en capital para hacer más digeribles los alimentos.

Transcurrieron milenios antes de que la especie humana aprendiera a hacer fuego por sí misma, y muchos más antes de que se descubriera que la quema de madera y carbón permitía cocer la cerámica y ablandar y derretir metales con los que fabricar utensilios. Puede decirse que el dominio del fuego marcó un hito en la historia de la humanidad. Ya en tiempos modernos, durante el último millar de años ha tenido lugar una aceleración en el empleo de fuentes energéticas, que se ha desbocado desde la revolución industrial.

El consumo de los recursos y los combustibles ha seguido una evolución tal que, en la segunda mitad del siglo xx, llevó a descubrir sus consecuencias negativas. Contaminación y cambio climático son sus dos manifestaciones más amenazadoras. No obstante, el cambio necesario no se anuncia sencillo. La civilización actual, con sus comodidades, sus hábitos y sus patrones culturales y de desarrollo, está cimentada en la explotación de todo tipo de recursos, pero la situación no puede seguir así indefinidamente.

Embalse de Jawai, en la India. Las necesidades energéticas de los nuevos gigantes asiáticos, China y la India, pueden provocar un gran impacto ambiental y el agotamiento de las reservas energéticas.

La energía empleada procede mayoritariamente de combustibles fósiles que empiezan a dar muestras de agotamiento. El consumo de estas fuentes no renovables provoca además daños ambientales que numerosos científicos califican ya de irreversibles.

Para agravar la situación, amplias zonas del planeta se encuentran en pleno periodo de despegue económico e industrial. Tal es el caso de China y la India, que multiplican aceleradamente sus necesidades energéticas. Según algunas estimaciones, en 2030 el nivel de consumo presente se habrá incrementado en un 60 %. En este contexto resulta imperativa la búsqueda urgente de nuevas tecnologías de explotación más limpias, ecológicas y eficaces. En espera de esas tecnologías es imprescindible un uso racional de los recursos disponibles.

Consumo mundial de energía

Los cálculos más optimistas afirman que quedan reservas de combustibles fósiles para unos 150 años, si se mantiene el ritmo actual de crecimiento del consumo. Otros no tan halagüeños auguran un plazo máximo de cuarenta años. El problema es que los países industrializados cubren con fuentes no renovables el 85 % del total de sus necesidades energéticas.

A principios de la década de 1990, el petróleo representaba casi el 40 % del total de la energía, mientras que el carbón, principal protagonista hasta la Segunda Guerra Mundial, suponía un 22 % y el gas natural, un 18 %. La energía nuclear, que inició su despegue en los años setenta tras la crisis del petróleo, aportaba un 15%, y energías más limpias como la hidroeléctrica o la geotérmica apenas sumaban un 4,3% pocos años después. Por el contrario, a principios del siglo xix el 80 % de las necesidades se cubrían con madera.

El alumbrado público, en las calles de las poblaciones y en las redes de autopistas, se ha convertido en un símbolo de las sociedades modernas.

De este modo, en apenas cien años, el consumo se ha multiplicado por quince, a costa del carbón y luego del petróleo. Sin embargo, la generación hidroeléctrica ha resultado secundaria; de hecho, en la actualidad únicamente se explota el 20 % del potencial mundial. Aunque Sudamérica y Asia cuentan con una gran abundancia de recursos fluviales, es en Europa donde más presas y embalses se han construido.

Estas asimetrías en el desarrollo energético corren parejas con la industrialización y el despegue económico de las naciones. Europa y Norteamérica concentran el grueso del gasto mundial de consumo de energía. Las sociedades industrializadas requieren enormes cantidades de energía para mantener el estatus vital de sus habitantes. Éstos exigen numerosas mercancías constantemente renovadas, calefacción y refrigeración, transportes, sobre todo en medios privados, o instalaciones que conserven, por ejemplo, los alimentos perecederos.

En la actualidad, los residentes en las regiones desarrolladas dependen de la energía incluso para el ocio, que está repleto de videojuegos, pantallas y múltiples aparatos electrónicos. Una buena parte de la energía en los países industrializados está destinada al transporte de personas y de mercancías y a la producción de bienes y servicios. Sigue en importancia el consumo privado o doméstico. Los habitantes de los países desarrollados están acostumbrados a tener luz durante todo el día y la noche, y a disfrutar de una temperatura estable, con independencia de las variaciones del clima. Gastan en cocinar, en limpiar sus domicilios y en entretenimiento.

A ello se añade el consumo del sector de servicios, que incluye la Administración, la banca, la hostelería, el alumbrado público, el mantenimiento de las ciudades, la educación y los hospitales. Los sectores con necesidades más reducidas, aun cuando su demanda se ha incrementado en los últimos años, son la agricultura y la pesca. En 2002, las principales partidas de gasto energético en la Unión Europea fueron la industria (28,4 %), el transporte (31,3 %) y los usos privados y comerciales (40,3 %).

Ahorro energético

En el marco de creciente agotamiento de los recursos y deterioro ambiental, el ahorro energético es imperativo como medida complementaria a la mejora del aprovechamiento de las fuentes de energía renovables. Es un objetivo al que tienen que contribuir todos los agentes sociales. Los Gobiernos deben elaborar leyes que lo incentiven e iniciar campañas que eduquen a la población en nuevos hábitos de consumo. La propia Administración puede hacer mucho en este campo, promoviendo nuevas normas de actuación que impidan, por ejemplo, que la iluminación o la climatización de los edificios oficiales permanezca encendida fuera de las horas de oficina.

Los particulares, que acaparan una buena parte de la factura energética de los países, también pueden adquirir costumbres que eviten el gasto irreflexivo de recursos finitos. No se trata de imponer una revolución vital, sino simplemente de propiciar cambios pequeños pero progresivos. Finalmente, la industria y la ciencia han de colaborar activamente en la mejora de los procesos de producción energética, y trabajar para que los actuales procesos industriales sean mucho más eficientes. En definitiva, el ahorro energético debe ser un objetivo prioritario de las sociedades modernas, tanto en el ámbito de lo público como de lo privado.

Ahorro público

Tras la firma del Protocolo de Kioto, que data de 1997, los países industrializados ya no pueden desentenderse del tema energético. Si hasta hace poco justificaba una preocupación económica y estratégica, se ha convertido actualmente en una necesidad de primer orden. Para atender las recomendaciones de los informes científicos sobre el deterioro planetario y del modelo económico mundial es necesario reducir globalmente la dependencia de los combustibles fósiles, para impedir la propagación de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

Aerogenerador. El uso de energías renovables como la eólica permite reemplazar otras energías «sucias» y que amenazan con acabar con los recursos naturales.

En suma, es preciso ahorrar energía, y las medidas que pueden impulsar los estados y las autoridades para lograrlo son múltiples y variadas. Algunas están dirigidas a que los ciudadanos adopten pautas de conducta menos consumistas y otras favorecen la adopción de tecnologías limpias, como la generación solar. El diseño de mejores carreteras o la instalación de redes de iluminación pública más eficaces son otras iniciativas que ayudan a reducir la factura energética.

Regulación, cogeneración y arquitectura bioclimática. Para cumplir con los términos del Protocolo de Kioto, los Gobiernos de los países firmantes están obligados a favorecer el ahorro energético. Ya no es suficiente con cambiar la hora en invierno o en verano para reducir el consumo de luz y electricidad. Hace falta elaborar leyes que penalicen los hábitos de elevado consumo, cobrando más cara la energía adicional y que premien a los usuarios más contenidos.

También es labor de las diversas Administraciones crear un sistema de ayudas para aquellos usuarios que pretendan trasladar su consumo a las energías renovables. La propia Administración no debe intentar evadirse de estas medidas. Al contrario, habría de ser la primera en tomar medidas de ahorro, como fijar temperaturas más racionales en los edificios dependientes de la Administración, cambiar progresivamente las flotas oficiales hacia vehículos híbridos o que consuman carburantes ecológicos y adoptar energías menos contaminantes.

Como una de las tecnologías tendentes a moderar el consumo se ha propuesto la cogeneración. Este principio se aplica como uno de los mejores métodos de producción de energía. En una central termoeléctrica tradicional basada en el ciclo de Rankine o de Bryton, el vapor de agua o el gas pasa una sola vez por las turbinas. Las centrales de cogeneración producen electricidad y el calor acaba moviendo turbinas secundarias. La ventaja estriba en que se triplica la producción con la misma cantidad de combustible.

También en el marco privado se propugna la adopción de los principios de la llamada arquitectura bioclimática, entendida como aquella que se adapta a las condiciones climatológicas y geográficas de la zona. Esta forma de construcción debería ser asumida por particulares, empresas y Gobiernos, que habrían de favorecerla mediante leyes correspondientes.

El Parlamento alemán en Berlín, obra del arquitecto británico Norman Foster, es un ejemplo de arquitectura bioclimática.

La arquitectura bioclimática, también denominada solar, reduce el consumo energético con medidas tan sencillas como una buena orientación de los edificios y sistemas de aislamiento natural. Utiliza fuentes renovables como las placas solares, además de basarse en criterios constructivos que gastan poca energía. Ello pasa por orientar las fachadas según el ciclo solar e instalar cerramientos con gran inercia térmica para que el interior se mantenga fresco en verano y caliente en invierno. En un contexto amplio, la arquitectura solar pretende la implantación de barrios autosuficientes, ecológicos y con grandes capacidades de reciclado donde los habitantes se sientan integrados en la naturaleza y en la comunidad.

Ahorro doméstico

En el consumo racional de la energía los ciudadanos asumen un papel fundamental. En el mundo industrializado, más de la tercera parte de la energía se destina a usos privados. No es de extrañar que los países preocupados por el ambiente hayan iniciado campañas de concienciación en el marco de políticas más amplias que abarcan otras cuestiones como el reciclaje, el consumo responsable o el ahorro de agua.

La primera máxima del ciudadano ecorresponsable es ahorrar energía modificando algunos de sus comportamientos cotidianos. Cuanto mayor sea, por ejemplo, el número de consumidores que se acostumbren a apagar las luces al abandonar una habitación, más electricidad se ahorrará. Otro ejemplo: los electrodomésticos actuales tienen dos estados distintos, el de espera que mantiene un consumo residual y el de apagado.

La mayoría de los usuarios suele dejar la televisión, el lector de dvd o la cadena musical en espera sin ser conscientes de que sus electrodomésticos gastan así electricidad en vacío. Otra manera de reducir el consumo eléctrico consiste en sustituir las bombillas incandescentes por otras de bajo consumo, que usan hasta un 90 % menos de energía.

Bombilla de bajo consumo. En algunos países como Australia se están imponiendo por ley este tipo de bombillas para reducir el consumo energético en los hogares.

En algunas estancias del domicilio, como el salón o el cuarto de estar, se pasa más tiempo, mientras que otras se visitan ocasionalmente, como el trastero o el cuarto de baño. A veces, el uso de una habitación es intensivo, pero sólo durante unas horas al día, como sucede con los dormitorios. La mejor recomendación es mantener temperaturas habitables en las zonas de mayor permanencia y bajar el termostato en las demás. No hay que olvidar que la horquilla de temperaturas confortables oscila entre 18 y 22 °C tanto en verano como en invierno. De nada sirve mantener la casa a 24 °C en invierno o a 16 °C en el estío. Además de insano, dispara el gasto energético.

También es conveniente aprender a gestionar el agua caliente. Para gastos puntuales a lo largo del día, es preferible calentar el agua con gas, mientras que si el consumo va a ser de pequeñas cantidades pero continuo es preferible usar termos eléctricos. Para limpiar un cepillo de dientes o lavarse las manos es mejor abrir el grifo del agua fría. Si se usa el del agua caliente, para cuando ésta llegue al grifo se habrá terminado la tarea, y se acabará con las tuberías llenas de una energía desperdiciada.

Energías renovables. Otra buena estrategia consiste en la sustitución de las aplicaciones basadas en combustibles fósiles por otras sustentadas en fuentes de energía más amables para la naturaleza, o incluso renovables. En numerosas ciudades del mundo, las autoridades subvencionan la sustitución de calderas de carbón, altamente contaminantes, por otras de gas o incluso de biomasa. No es extraño que, cuando llega el momento, muchos ciudadanos aprovechen esas ayudas para cambiar su sistema de generación de calor por otro más moderno y eficaz. Cuando no puede accederse al gas, la electricidad es una opción interesante si se acompaña de medidas de contención, como las tarifas especiales con horarios más económicos y los sistemas de acumuladores que se cargan en horario nocturno.

El uso de placas solares para complementar el abastecimiento de energía eléctrica es cada vez más común en las viviendas unifamiliares.

Por otra parte, empieza a ser habitual que los ciudadanos más concienciados con el ambiente instalen placas solares en las casas unifamiliares, incluso aunque se trate de una segunda residencia. Es una inversión de futuro que se amortiza en un plazo inferior a diez años. El aumento de instalaciones solares provoca un efecto de bola de nieve. Al aumentar el número de sistemas bajan los precios, lo que estimula el interés de nuevos posibles compradores. Debe recordarse, empero, que el Sol no es la única fuente disponible. En viviendas aisladas no resulta extraña la ubicación de pequeños molinos eólicos como sistemas de generación de apoyo.

Etiqueta energética. En la actualidad, se es muy consciente de que los electrodomésticos representan una buena partida dentro del consumo de energía doméstico. De ellos, el frigorífico es el más voraz, ya que está encendido 24 horas al día; en promedio, le corresponde el 21 % de la facturación media.

Está claro que no todos los electrodomésticos consumen la misma cantidad de energía, pues hay modelos más eficientes que otros. A título de ejemplo, en 1989 la Unión Europea estableció un sistema de etiquetado energético que permite a los consumidores identificar de forma rápida y visual la eficacia de los electrodomésticos. El aprovechamiento de la energía se califica mediante una letra que va de la A (electrodomésticos más ahorradores) a la G (los de más consumo).

Estas etiquetas sirven únicamente para comparar electrodomésticos del mismo tipo, por ejemplo, secadoras. Además de la clasificación energética, la etiqueta debe informar sobre consumo anual, en los frigoríficos, o por ciclo de lavado, en las lavadoras. Aunque no es un sistema perfecto, ha servido de ejemplo para propuestas similares en otros lugares del mundo.

Si bien los electrodomésticos mejor clasificados pueden llegar a ser hasta un 30 % más caros que los demás, el ahorro en la factura eléctrica los hace rentables a partir de unos tres años de uso. Además suelen incluir tecnología mucho más actualizada que el resto. Así, una lavadora de clase A puede llegar a incorporar hasta una computadora de lavado y, en algunos casos, se maneja con la voz.

Automóviles ecológicos. El automóvil constituye una de las mayores fuentes de consumo energético privado. Además, los motores de explosión son muy poco eficaces: sólo aprovechan el 13 % de la energía total del combustible. De todas formas, los ciudadanos pueden adoptar diversos hábitos de ahorro respecto a su automóvil.

Los medios de transporte colectivo están haciendo un uso, cada vez más extenso, de combustibles y fuentes de alimentación ecológicos. En la imagen, un autobús de hidrógeno y biodiesel.

En primer lugar, es conveniente cambiar los vehículos más antiguos, y más derrochadores. Durante mucho tiempo, ciudadanos de todo el mundo han comprado vehículos diesel porque, aunque eran más caros, el combustible resultaba más económico. En la actualidad, en la mayoría de los países el precio del combustible diesel se ha equiparado al de la gasolina, y esta apuesta por los motores de gasóleo ha perdido su atractivo, tanto desde el punto de vista económico como ambiental.

Los propietarios de un automóvil nuevo también pueden economizar. En primer lugar, no se debe utilizar el automóvil para distancias cortas. En las ciudades con una buena red de transportes, el mejor lugar para dejarlo es el garaje. Si no queda más remedio que usarlo, es conveniente detener el motor en los semáforos de larga duración y en los embotellamientos. Así, se pueden acumular ahorros energéticos de hasta un 15 %.

Los fabricantes de automoción están intentando desarrollar productos más ecológicos como los automóviles eléctricos.

Por otro lado, conviene adoptar hábitos de conducción económica en ciudad, sin grandes aceleraciones seguidas de frenadas repentinas, que consumen energía innecesariamente. Un vehículo cargado con tres personas resulta tres veces más económico que otro en el que viaja el conductor solo.

Por si todas estas pequeñas estrategias no fueran suficientes, los fabricantes de automoción están intentando desarrollar el ejemplar ecológico definitivo. Por ejemplo, BMW está apostando por vehículos surtidos con hidrógeno, sobre una base de células de combustible que tienen una eficiencia del 22 %, aproximadamente el doble que los motores de gasolina. Además son motores limpios.

Por otra parte, las iniciativas de los fabricantes japoneses se dirigen hacia la fabricación de modelos híbridos, que disponen de dos motorizaciones: de gasolina y eléctrica. El motor de gasolina se pone en marcha en las situaciones de conducción en carretera o cuando exista una exigencia especial de potencia, mientras que el eléctrico se activa durante los recorridos dentro de la ciudad o si la necesidad de potencia es baja.

Este motor eléctrico se carga en parte con el de explosión, o conectándolo a la red eléctrica. La alternancia entre los sistemas de tracción está reglada por una computadora de a bordo que analiza en cada momento las exigencias de la conducción.

En países como los Estados Unidos, los modelos híbridos están teniendo un gran éxito. Una muestra del grado de interés es la numerosa presencia de consejos en Internet que enseñan a cambiar el software de la computadora de a bordo para mejorar los índices de eficiencia y de ahorro.

Finalmente, los automóviles actuales también pueden participar en las campañas de ahorro. Basta con que consuman combustibles ecológicos como el biodiesel para los automóviles de gasóleo o el bioalcohol para aquellos basados en gasolina, como es relativamente habitual en Brasil.

Incrementar la eficiencia energética

Dentro de esta lucha por el ahorro de energía queda un frente por cubrir, en el que están implicadas la ciencia y la industria: es la carrera por incrementar la eficiencia energética. La segunda ley de la termodinámica de la física afirma que en ninguna conversión de energía se puede obtener un rendimiento total, del 100 %. Siempre existe una pérdida energética en forma de disipación de calor. La eficiencia energética intenta reducir la cantidad de energía que se pierde en el proceso. Su meta es conseguir mejores rendimientos con la misma cantidad inicial de recursos.

Para este propósito se aplican muchas técnicas, si bien cabe señalar dos enfoques principales. El primero consiste en mejorar la eficacia en la producción de energía. En la combustión del carbón apenas se logra un aprovechamiento del

50 %. El panorama es incluso peor en las centrales hidroeléctricas, que desperdician hasta un 70 % de la energía primaria. Un paso adelante muy notable en la mejora de los procesos de fabricación de electricidad son las centrales de cogeneración, que logran rendimientos cercanos al 90 %. De todos modos es preciso actuar también sobre las grandes redes de transporte, que disipan hasta un 10 % en forma de calor.

El segundo enfoque se centra en el consumo y está orientado a incrementar la eficacia de los procesos industriales, durante la extracción de materias primas e incluso en el transporte. Muchas grandes empresas se han implicado en proyectos de optimización de los procedimientos de producción. Pretenden así mejorar la rentabilidad disminuyendo los costes del capítulo energético.