30 dic. 2010


Aplicaciones prácticas de sostenibilidad en los edificios

La edificación sostenible, tan manida últimamente, se basa hoy en día en los tres mismos principios de siempre: reducir, reutilizar, reciclar. Y abarca fundamentalmente las etapas de construcción y la de uso del edificio. Pero las consideraciones deben hacerse antes, durante el proceso de diseño del edificio.

Durante la fase de proyecto se establecen una serie de pautas de diseño y un orden de prioridades entre ellas. Existen criterios obligados y otros impuestos por la propiedad o promotora:
   -Normativa vigente de obligado cumplimiento
   -Criterios económicos: máximo rendimiento, mínimo coste, mínimo plazo de ejecución.

Normalmente, y sobre todo tratándose de edificios para vender (es decir, que el promotor no va a utilizar directamente el edificio), aquí terminan los criterios fundamentales. Los edificios en ‘autopromoción’, en los que el propietario final se implica desde un primer momento en el diseño, pueden incluir otros criterios o requisitos.

Sin embargo no es habitual que se tengan en cuenta criterios de sostenibilidad en el diseño de los edificios. Las nuevas normativas de obligado cumplimiento están avanzando en este sentido, introduciendo el concepto de sostenibilidad y obligando a cumplir unos mínimos. Ejemplo de esto es que, actualmente, el Código Técnico de la Edificación español obligue a cubrir una parte del consumo de agua caliente con energía solar térmica.

Aún así, la normativa actual aplicada estrictamente sólo obliga a construir edificios de clase energética D. Si lo comparamos con otro tipo de productos, en los que las instituciones están financiando la compra de electrodomésticos de clase A, veremos que nuestra legislación está a día de hoy totalmente anticuada.

Surgen entonces una serie de preguntas:
   -¿se pueden construir edificios de clase energética A?        SÍ
   -¿Es mucho más caro el hacerlo así?                                    NO
   -¿Por qué no se hace, entonces?
a) porque no es obligado. Si el promotor puede ahorrarse 200€ en una vivienda, a costa de que el propietario del edificio se gaste 100€/año más en calefacción, lo hará. Si el arquitecto puede emplear 20 horas menos de trabajo en el proyecto del edificio, lo hará.
b) porque al no ser obligado, no es rentable investigar sobre ello. Hay soluciones baratas que no se desarrollan industrialmente porque no hay mercado para ellas. Ningún promotor solicitará que se instalen, ningún constructor pedirá precios y no sabrá cuánto cuesta.
Voy a citar ahora algunos criterios de diseño que, de ser tenidos en cuenta en el proceso de proyecto, permitirían mejorar la sostenibilidad de muchos edificios sin incrementar excesivamente los costes de construcción (pongo una referencia aproximada para un edificio de viviendas).

i)Incremento del aislamiento térmico del edificio. (+300€/vivienda)
ii)Eliminación de los puentes térmicos (0€/vivienda)
iii)Aprovechamiento horario de la luz natural (0€/viv)
iv)Mejora térmica de la ventilación con muros trombe (+100€/viv)
v)Reducción de la envolvente del edificio, reduciendo los entrantes y salientes (0€/viv)
vi)Iluminación mediante luz fluorescente (general) y LED (focalizada) (+200€/viv)
vii) calefacción mediante suelo radiante y bomba de calor (+3000€/viv)
viii)control de la temperatura mediante sondas térmicas (+300€/viv)
ix)reducción de la inercia térmica de los espacios útiles (0€/viv)
x)reutilización de las aguas del edificio para riego y cisternas (+200€/viv)

Estas 10 medidas, correctamente aplicadas, podrían reducir el consumo energético de la vivienda en un 80%. Calculad cuánto dinero os ahorraríais en los años que dura vuestra hipoteca entre luz y gas/gasóleo.

Incorporar estos criterios en la fase de diseño supone un esfuerzo extra para el arquitecto, que debería emplear más horas para cuadrar correctamente el diseño final.

Para un promotor/constructor, en un edificio de 12 viviendas, le suponen gastarse +50.000€, que si lo comparamos con el coste de construir el edificio (en torno a 1.200.000€) supone únicamente un 4%.

Las únicas formas que se me ocurren de que estas medidas y otras se apliquen, serían:
   -Obligatoriedad de construir en clase energética A.
   -Ayudas a la construcción sostenible.

Como os comentaba antes, todos estos criterios no existen en edificios de promotoras. Actualmente debe ser el cliente el que solicite todos estos ‘complementos’ a la hora de diseñar el edificio. Os dejo a continuación un enlace a un proyecto de vivienda unifamiliar en el que se están aplicando estos y otros criterios de sostenibiliad, alcanzándose sobre el papel una categoría energética A++.

www.ecofamilyhouse.com 

21 dic. 2010

De los tipos de iluminación


Como os contaba ayer, voy a intentar clasificar los diferentes tipos de iluminación disponibles actualmente, en función de su calidad, su eficiencia y otros aspectos a tener en cuenta.

1.Luz incandescente.
De muy alta calidad al ser de espectro continuo (rendimiento de color de hasta 100%); tiende a los colores cálidos (a no ser que se filtre)
Su eficiencia es pésima (13 lúmenes por vatio de electricidad consumido)
Se calientan mucho, ya que emite muchos infrarrojos. Están empezando a desaparecer debido a su baja eficiencia.
2. Luz halógena.
Variante de la incandescente, de muy alta calidad.
Su eficiencia no es tan mala como la incandescente (18...22 lúmenes/vatio)
Se calienta a mayor temperatura que la incandescente, es fácil quemarse con ellas.

3. Luz fluorescente.
De calidad media, al ser de espectro discontinuo (rendimiento de color actual entre 62 y 93%); emite varias longitudes de onda diferentes, en función del número de elementos que recubran interiormente el tubo (a más elementos químicos, más longitudes de onda y más precio de la bombilla/tubo)
Su eficiencia es buena (50...90 lúmenes/vatio)
Suelen tardar en encender y sufren mucho en cada proceso de encendido y apagado, lo que afecta a su vida útil. Su tamaño hace que emitan luz difusa, no apropiada para leer y otros usos similares. En las dos últimas décadas han mejorado mucho, incrementando la calidad de su luz y con el balasto electrónico (que mejora el encendido, el consumo, es más pequeño y va incorporado)

4. Lámparas de descarga
Parecido al fluorescente, pero de espectro monopico. Luz de calidad baja, aplicable únicamente donde no se necesita la percepción de color.
Su eficiencia es muy buena (hasta 132 lúmenes/vatio)
Tienen las caracterísiticas del fluorescente, aumentadas. Se usan en iluminación de exteriores (farolas). Las amarillas (carretera) son de vapor de sodio a baja presión. Pueden tardar 10 minutos en encenderse.

5.LED (light-emitting diode)
Luz de alta calidad conseguida por la conjunción de diferentes leds de diferentes colores.
Su eficiencia es la mejor alcanzada hoy en día (hasta 150 lúmenes/vatio)
Cada led emite una longitud de onda básica complementada con otras conseguidas por la inclusión de elementos fluorescentes. Además, al ser pequeños, pueden combinarse muchos para alcanzar el color o la calidad de luz requerida. Permite hacer pantallas de imágenes (las tecnologías de LCD están basadas en LEDs). Su durabilidad es mayor que la de los otros tipos y no depende de cuántas veces se encienda y apague. Y enciende inmediatamente.



Os dejo algunos enlaces más técnicos sobre los diferentes tipos de iluminación:

http://www.greenpeace.org/raw/content/argentina/cambio-climatico/revolucion-energetica/eficiencia-energetica/leds.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Categor%C3%ADa:Lámparas

20 dic. 2010

La iluminación de alto y de bajo consumo I. De la calidad de la luz y de cómo funciona el ojo humano.


Uno de los capítulos a considerar en el consumo energético es el de la iluminación.

Las tecnologías disponibles hoy en día para producir luz son muchas, y cada una tiene características diferentes, que en función del uso pueden convertirse en ventajas o en inconvenientes.

Uno de los aspectos o características de cada tipo de iluminación es el de su eficiencia energética, es decir, la relación mejor o peor entre la energía consumida y la cantidad de luz generada. No es necesariamente el más importante y dependerá del uso que le queramos dar a la luz.

Otros factores a tener en cuenta a la hora de valorar la idoneidad del sistema de iluminación pueden ser:
   -calidad de la luz (ahora explicaré un poco a qué me refiero con esto)
   -sostenibilidad del artilugio (engloba otros factores como durabilidad, coste en materias primas y energía para su fabricación, etc)
   -Intensidad y duración de los períodos de iluminación (encender y apagar muchas veces afecta a la durabilidad en mayor o menor medida en función de la tecnología utilizada)

De la calidad de la luz
Denominamos luz a una onda electromagnética con longitud de onda entre 320 y 750 nanómetros. Las longitudes de onda mayores corresponden al infrarrojo; y las menores, al ultravioleta, las microondas, los rayos x, la radiación gamma, etc.
El ojo humano es capaz de interpretar esas ondas, y convertirlas en una combinación de tres valores, a partir de los 3 tipos de conos (células de la retina capaces de diferenciar longitudes de onda) de los que dispone el ojo humano. Para una determinada longitud de onda -o color-, cada tipo de cono se excita de manera diferente y la proporción entre ellos es lo que permite al cerebro imaginarse el color del que se trata.

Hay longitudes de onda que, prácticamente, sólo excitan uno de los tipos de conos. Son 560, 530 y 430 nanómetros, que nuestro cerebro interpreta como rojo, verde y azul.

Sabiendo esto, se planteó la posibilidad de engañar al cerebro, emitiendo luz azul, roja y verde en la proporción adecuada para que el cerebro interprete un color determinado. Esto es lo que hacían las teles antiguas, y el sistema de tres luces se denomina RGB (red-green-blue).

La sensación de color que recibe el cerebro es muy buena, pero el sistema tiene algunas limitaciones pues con las tres longitudes de onda citadas -y que se suelen denominar luces primarias-, no es posible reproducir la totalidad de los colores.

El sistema RGB funciona bastante bien si emitimos combinaciones de las tres luces primarias. Sin embargo, no funciona nada bien cuando usamos estas luces para iluminar objetos.

El color de los objetos que vemos depende de las longitudes de onda que ese objeto refleja y que así pueden llegar a nuestros ojos. Los materiales funcionan como espejos selectivos, reflejando mejor algunas longitudes de onda y peor otras, de manera que a nuestros ojos llega una determinada proporción, ésta se interpreta en los conos y llega al cerebro como una combinación de tres valores.

Ahora bien, ¿y si la luz que llega al objeto no tiene todas las longitudes de onda? Pues que el objeto sólo puede reflejar aquéllas que recibe. Si iluminamos con luz 'verde' un objeto 'rojo', se verá apagado, casi no reflejará luz..
De la misma forma, si iluminamos un objeto 'naranja' con las luces RGB, a nuestro ojo sólo llegarán reflejos de esas luces, que no necesariamente representan correctamente el 'color' del objeto.

Ahora, un par de esquemas de cómo el color interpretado por el cerebro depende de la luz que incide en el objeto:
Aquí vemos la interpretación de color de un objeto iluminado con una luz de espectro continuo. La luz que llega al ojo coincide con el espectro de reflexión del objeto (el 'color' del objeto)




Aquí en cambio, con una iluminación RGB, vemos que al ojo no llega toda el espectro que el objeto es capaz de reflejar. La interpretación de color que puede hacer el cerebro está condicionada y suele suponer colores más apagados.

Con todo esto, volvemos al tema de la calidad de la luz: será de mejor calidad la luz para iluminar con un espectro continuo que una luz de espectro discontinuo. Permite que llegue al ojo un patrón más parecido al patrón de reflexión (=color) del objeto.

Mañana, los tipos de iluminación, caracterizados por eficiencia, calidad y otros.




15 dic. 2010

De la entropía y los procesos irreversibles. La bomba de calor.

Los científicos se han inventado una forma de calcular lo rápido que evolucionan los hechos, y que se puede aplicar a las reacciones químicas o a los fenómenos físicos. Algo parecido a conocer la inclinación de la carretera por la que vamos en bici. Se denomina variación de entropía.

Un proceso será más rápido cuanto más rápido se degrade la energía, o lo que es lo mismo, cuanto más incremente la entropía.

Cambiando el punto de vista, la forma de hacer que un fenómeno se acelere es degradando más energía.

En cambio, para optimizar el uso de la energía, lo que nos interesa es ralentizar los procesos.
(Ver sostenibilidad I, de los ritmos del equilibrio dinámico)

Ejemplos típicos: los coches consumen más si van más rápido; los frenos del coche se calientan más si frenamos a fondo. O podemos ir más rápido en bici por una pendiente más pronunciada.

Esto mismo se puede aplicar a fenómenos algo más complejos, por ejemplo en el estudio de la calefacción de una vivienda.

En casa nos gusta estar calentitos en invierno, para lo cual buscamos un equilibrio térmico dinámico: necesitamos introducir tanto calor en la casa como el que se escapa a través de las ventanas, las paredes, etc.

El calor tiende a ir de los sitios calientes a los fríos, de manera que siempre que el exterior de la casa esté a menor temperatura que el interior, estaremos perdiendo calor. Y cuanto más rápido se pierda, mayor incremento de entropía.

La forma más efectiva de optimizar la energía de calefacción de la casa es ralentizar las pérdidas de calor, incrementado el aislamiento de la casa. De esta forma no solo mejoramos el balance de entropía en la pérdida de calor, sino que además reduciremos el ritmo (la potencia) a la que tiene que funcionar la calefacción.

Hay un buen ejemplo de este incremento de entropía producido por las elevadas pérdidas de calor de las viviendas. Los centros de las grandes ciudades, en invierno, pueden estar 2 ó 3 grados más calientes que su entorno. Puede resultar cómodo, pero supone un cambio en el medio ambiente.

Pero existe otra forma, complementaria a la anterior. Supongamos que no podemos modificar el aislamiento de la casa, de manera que necesitamos, para compensar, introducir suficiente calor para mantener el equilibrio térmico interior.

Las formas más habituales de introducir ese calor en casa consisten en transformar otras formas de energía en calor: la energía química de la leña, o el carbón o el gas natural (quemándolos); o la energía eléctrica (en radiadores eléctricos). Esto supone utilizar energías de gran calidad para transformarlas en energía de baja calidad, por lo que se trata de procesos con un gran incremento de entropía y por lo tanto, poco eficientes.

Voy a explicar esto de la calidad de la energía con un ejemplo poco científico. Imaginad que queréis llenar un contenedor de basura. Para ello, ¿se os ocurriría comprar alimentos, cocinarlos y tirarlos directamente? Es un desperdicio utilizar materias primas útiles para obtener basura. Sería más rentable buscar algo barato, sencillo y abundante para llenar el contenedor.

Algo parecido ocurre con la energía. La energía mecánica, química o eléctrica tiene usos de gran calidad, y recurrir a ellas para calentar es como usar la comida de El Bulli de munición para el tirachinas.

Desde hace años, los humanos conocemos la manera de forzar al calor para moverse de sitios fríos a otros calientes. Esto supone mejorar su calidad (hacerlo un poquito más util), y no sale gratis.

De la misma manera que se puede bombear agua desde el fondo de un pozo hasta nuestra casa, podemos bombear calor desde un lugar frío a uno caliente.

¿Qué ocurre en una nevera? Que el calor se extrae del interior (frío) y se lleva al exterior (normalmente a través de una rejilla trasera, que está calentita). Lógicamente para eso debemos ‘gastar’ energía eléctrica, de la misma forma que una bomba de agua gasta energía eléctrica para subir el agua desde un punto bajo hasta uno más alto.

De la misma forma funciona una máquina de aire acondicionado, extrayendo el calor del interior y llevándolo al exterior, que está más caliente.

Este sistema de bombeo de calor es imprescindible cuando queremos enfriar algo, ya que el frío no se puede generar por sí mismo. Pero es igualmente posible calentar un objeto o un espacio utilizando el mismo sistema.

La eficiencia de este sistema de bomba de calor (sí, se llama así), depende de la temperatura inicial y de la temperatura final; exactamente igual que en una bomba de agua, que consumirá más si tenemos que elevar el agua a más altura.

Supongamos que queremos que nuestra a casa esté a 20ºC, mientras en el exterior está cayendo una helada de –5ºC. Una bomba de calor sería capaz de introducir en casa 1000w de calor gastando únicamente 170w de potencia eléctrica. El cálculo es un poco complejo pero lo pongo, por si a alguien le interesa:

(1/0,5)[COP] x 1 - ((273-5)K / (273+20)K) x 1000w = 170w.

Existen en el mercado sistemas de aires acondicionados ‘con bomba de calor’; el fabricante nos indica que el aparato no sólo permite extraer calor, sino también introducirlo en la casa.

Pero además de estos sistemas de aire acondicionado, que llevan calor del aire interior al exterior (y viceversa), existen máquinas para llevar calor del aire al agua (de los radiadores), o de la tierra al agua (sistemas geotérmicos), agua-agua (desde un río o lago), etc.

En resumen: Es MUCHO más eficiente mover el calor de una temperatura a otra que tirar energía útil simplemente para calentar. En casos habituales podemos llegar incluso a una eficiencia 5 veces mejor.

12 dic. 2010

De los tipos de energía y su deterioro: segundo principio de la termodinámica.

Últimamente se relaciona la sostenibilidad con la energía y su uso: utiliza la energía, no la gastes, y frases por el estilo.

Así que antes de ponerme a divagar sobre factores de eficiencia energética, he pensado en describir un poco qué es la energía, qué tipos de energía hay y cómo evoluciona.

La energía es la capacidad para realizar una acción. Aristóteles lo llamaría la acción en potencia (lo que no es, pero puede llegar a ser). Según teorías físicas no del todo descartadas (como díría Sheldon Cooper), la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Ahora bien, si la energía se transforma, ¿en qué formas nos la podemos encontrar? ¿y con qué criterios/normas/leyes se transforma?

Podemos hablar, fundamentalmente, de cuatro tipos de energía: la energía mecánica, la energía química y el calor.
   -la energía mecánica la podemos observar en los objetos y viene dada por su posición y su velocidad: un objeto que está a una altura determinada puede caerse (capacidad de realizar una acción, recordad), y si va a una determinada velocidad puede impactar con otra y moverla/romperla/etc.
   -la energía química depende de la estrutura interna del material. Los átomos o moléculas que la componen pueden encontrarse más o menos cómodos en su estado y siempre que pueden tienden a situaciones mejores (como tontos, los átomos). Al hacerlo, pueden llegar a provocar otras acciones. Un ejemplo típico de la energía química es la que se desprende al quemar algo (la combustión es una reacción química en la que ciertos átomos o moléculas se combinan con oxígeno porque así están más cómodos/as.)
   -la energía electromagnética es la transportada por las ondas homónimas (la luz, por ejemplo).
   -el calor es un tipo de energía 'residual', que hace vibrar los átomos o moléculas de la materia. Según la intensidad de esa vibración, hablaremos de que la materia está más fría o más caliente.

El planeta Tierra recibe energía electromagnética del sol y, para estar en equilibrio, debería desprender calor* al mismo ritmo.
Si el planeta desprende menos energía que la que recibe, se calentará. Y si desprende más que la que recibe, se enfriará. Hasta que el planeta empezó a sentir la influencia de la acción humana, tenía fases más frías y otras más calientes (períodos glaciares e interglaciares), pero se trataban de variaciones en torno a un punto de equilibrio estable (como la canica dentro del tazón, que aunque no esté en el fondo tiende a volver hacia él).

Y ahora, vamos con el intríngulis del tema: ¿cómo cambia la energía de una forma a otra, y con qué criterio?
Los físicos han estudiado el tema durante siglos, y sus conclusiones están resumidas en el segundo principio de la Termodinámica. Éste dice -sin entrar en tecnicismos-, que la energía tiende al desorden, tiende a perder calidad. Así, los diferentes tipos de energía se clasifican según su 'orden', o su calidad:
   -la energía mecánica es la más ordenada, porque se distribuye homogéneamente por objetos grandes.
   -la energía química se distribuye ordenadamente por cada molécula, es la 2ª más ordenada.
   -la energía electromagnética está en las ondas, de masa despreciable, sería la siguiente.
   -el calor no se sabe exactamente a qué tamaño de partícula afecta, pero se ha comprobado que es la de peor calidad.


Un balón que cae desde una estantería cambia su energía mecánica por posición (e.potencial), en energía de velocidad (e.cinética), al impactar con el suelo la cambia a energía de deformación (e.elástica), recupera energía de velocidad, la pierde y vuelve a tomar energía por posición, etc. En todo este proceso vemos cómo la energía del balón cambia de forma, pero también observamos que 'pierde' energía: cada vez los botes tienen menos altura, la velocidad a la que asciende o desciende es menor, el ruido en el suelo al botar no es tan fuerte, etc. Esto es debido a que una parte de la energía mecánica se está conviertiendo en calor a causa del rozamiento (con el aire, entre moléculas al deformarse en los botes,...) El rozamiento hace que una parte de la energía mecánica se transforme en calor, hasta que el balón pierde toda su energía y se para. Aquí se ve cómo la energía tiende a perder calidad, degradándose hasta convertirse en calor.

Dentro de cada categoría energética se pueden hacer subcategorías, pero únicamente voy a exponer cómo se distribuye la calidad en la energía calorífica (calor). Se dice que el calor, cuanto más frío, más desordenado.
Me explico, porque lo he puesto así a propósito. Igual que la energía mecánica tiende a convertirse en calor, el calor de un objeto caliente tiende a irse hacia los objetos fríos.

El segundo principio de la termodinámica, siendo muy complejo, simplemente indica el orden en el que ocurren las cosas, qué ocurre antes y qué ocurre después.

Para el próximo post, un poco de entropía, procesos irreversibles y cómo hacer que el calor vaya de un sitio frío a uno caliente.


*en realidad no es calor, es radiación e.m. consecuencia del calor.

10 dic. 2010

De la sostenibilidad (III): del equilibrio material, energético, económico, socio-laboral.

Partiendo del concepto de equilibrio dinámico y sus límites de estabilidad, principalmente temporales, podemos analizar diferentes aspectos en los que influye en nuestra sociedad. He escogido cuatro, aunque hay muchos más, pero teniendo en cuenta que se ven afectados unos por otros, ya me parece suficientemente complejo.

Podemos comenzar por analizar (de momento muy superficialmente), las denominadas actitudes sostenibles de las que tanto oímos hablar cada día.

Por empezar por algún sitio, tenemos a las famosas 3 erres mayúsculas: Reducir, Reutilizar, Reciclar.
Las dos primeras tienen como fin frenar el ritmo de desequilibrio: si gastamos menos, y si lo que gastamos nos 'sirve' más tiempo, sin duda estamos frenando la velocidad del desequilibrio.
La tercera, reciclar, incide en frenar el desequilibrio material, al permitir que los materiales utilizados para -por ejemplo, una bolsa plástica,- puedan reaprovecharse para hacer otro producto plástico. Pero ¡ojo!, para ello hay que gastar energía, dinero y mano de obra en dicha reconversión.

Siempre será mejor, y nunca contraproducente, USAR MENOS COSAS, UTILIZARLAS TANTAS VECES COMO SEA POSIBLE y, cuando finalmente ya no sirvan, reciclarlas. De la misma forma, conviene diferenciar lo que deja de sernos útil a nosotros -pero que podrían utilizar otros- de lo que es verdaderamente inservible.
No sería descabellado decir que los mercadillos de intercambio mejoran la sostenibilidad del planeta, aunque sea poco.

El equilibrio dinámico energético está necesariamente afectado por el material. Los recursos energéticos clásicos (denominados no sostenibles), como el carbón, el gas y el petróleo, implican en sí mismos la existencia material limitada de dichos recursos.
Si hablamos de las denominadas energías renovables, aparece el factor tecnológico. El más marcado es el de la energía fotovoltáica.
Para fabricar un panel fotovoltáico hace falta silicio. La cantidad de silicio del planeta no es infinita, por lo que existe una superficie máxima de paneles a fabricar. Y en este punto aparece el equilibrio económico, pues los países con reservas de silicio están subiendo el precio de éste.

Además, no es del todo cierto que estas energías sean infinitas. Es probalbe que estemos muy lejos de este punto, pero... si llenásemos el mundo de molinos de viento, dejaría de haber viento, porque la energía del aire en movimiento se gastaría entera al mover tantos aparatos.
Y si no hubiese viento, no habría borrascas ni anticiclones, se romperían todos los ecosistemas del mundo. Como ya dije, todo depende del ritmo al que queramos extraer energía, en este caso, del viento.

La energía nuclear de fisión (la actual), la fotovoltáica, la geotérmica, incluso la nuclear de fusión (la actual panacea de la energía) también tienen sus límites de equilibrio, aunque actualmente los veamos muy lejanos.

No hay que olvidar que los humanos somos voraces devoradores de energía, y que lo hacemos a un ritmo que se incrementa exponencialmente. Hasta la revolución industrial, las necesidades energéticas de la humanidad eran, comparadas con las actuales, prácticamente cero.
Cuanta más energía consumimos, más queremos, incluso inventamos nuevas necesidades artificialmente (a esto, algunos lo llaman consumismo). Ahora se nos hace imprescindible que la comida venga en neveras, estar continuamente comunicados por móvil, tener luz en las calles, las casas caldeadas, llegar más rápido a todas partes,...

La tecnología permite que cada persona sea más productiva, ingrese más dinero, y quiera utilizarlo en tener mejor tren de vida. Esto tiene diversas consecuencias:
   -Hacen falta más servicios.
   -Si el mismo trabajo puede ser realizado por menos personas, las demás, ¿qué hacen?
El sistema se retroalimenta, huyendo hacia adelante. Los que tienen dinero quieren más cosas y trabajar menos, (si se invierte en tecnología entiendo que es por estos dos motivos).

La evolución lógica de esto es que cada vez los horarios de trabajo fuesen más cortos. Pero visto lo visto no parece que el mundo esté siguiendo ese camino. Así que ahora, una opinión que espero que abra el debate:

Podríamos reducir a la vez el gasto energético y el paro
recuperando procesos productivos menos tecnológicos y menos rentables.

Esto es: reduciendo la dinámica tecnológica, el ritmo de cambio de nuestro 'primer mundo'.
Imaginemos que para una nueva patente, se obligase a un estudio económico-sociológico, igual que para determinadas carreteras se necesita un estudio de impacto ambiental:

'Este nuevo sistema de fabricación permite hacer el doble de cosas con la mitad de mano de obra'...'esto implica que el 75% de los trabajadores del sector se irán al paro, así que habrá trabajadores de sobra y podré pagarles la mitad, yo ganaré el doble e incrementaré el desequilibrio social y económico'...

¿Os lo imagináis?

9 dic. 2010

De la sostenibilidad (II): sobre los límites del equilibrio

Como decía en el anterior texto, nuestro mundo debería estar en equilibrio dinámico, pero este equilibrio tiene límites y excederlos lleva al desequilibrio.

El proceso dinámico puede estudiarse a muchas escalas, tanto espaciales como temporales. En escalas grandes de tiempo, podríamos hablar de cómo el planeta tierra estabilizó su órbita alrededor del sol, de cómo los animales comenzaron a compensar el exceso de oxígeno que había en la atmósfera (debido a la fotosíntesis de las plantas), de la evolución de las especies,... todos estos cambios obligan a que el equilibrio evolucione, sea cada vez diferente.

A gran escala espacial, el planeta tierra es capaz de asumir cambios y evolucionar en su equilibrio, pero para todo hay un límite. A mayor tamaño, mayor capacidad para asumir cambios y evolucionar hacia un nuevo estado de equilibrio.

De la misma forma, el equilibrio dinámico depende en gran medida de la velocidad con la que se producen los cambios.

Un ejemplo: si tenemos un bosque de 5 hectáreas, con árboles de 4 años, y cada año talamos una hectárea de árboles 'adultos' de ese bosque, y a continuación lo replantamos, podremos alcanzar un nuevo equilibrio en el tenemos árboles de 0 años, de 1, de 2, de 3 y de 4 años. El bosque, con nuestra ayuda, es capaz de asumir el cambio y alcanzar un nuevo equilibrio.

Imaginemos que el petróleo tardase 1.000.000 de años en formarse. Actualmente hay unas reservas en torno a 150.000.000.000 de toneladas (depende de las fuentes). Eso significa que si gastásemos 150.000 toneladas de petróleo al año, e hiciésemos lo necesario para que otras tantas toneladas se comenzasen a formar (enterrando algas bajo capas de arena, o algo así), de aquí a que se acabara el que existe, ya tendríamos nuevas reservas. El problema es que esas 150.000 toneladas le duran 19 minutos al mundo desarrollado.

'No es que el petróleo no sea un recurso sostenible,
es que sus límites de sostenibilidad no nos son rentables'


Los análisis de sostenibilidad a gran escala suponen cálculos como por ejemplo:

   -¿cuántas personas pueden comer de lo que produce el planeta?
   -¿cuántas personas pueden respirar esta atmósfera sin agotar el oxígeno?

Lo alucinante del equilibrio dinámico es que son los pequeños desequilibrios los que producen la evolución.
Y si los cambios son grandes, el nuevo equilibrio tardará más, será más difícil de prever y es muy posible que no nos guste nada.

De la sostenibilidad (I): sobre el equilibrio dinámico metaestable

¿Qué es la sostenibilidad? ¿Cómo saber si algo es sostenible?

Entiendo  que es sostenible aquello que se podría seguir haciendo por siempre, porque se compensa en sí mismo, de manera que se pueda repetir hasta el infinito.
(Ejemplo biblíco: intentar vaciar el mar con un caldero)

Actividades sostenibles por sí mismas hay pocas. Pero sí es posible combinar varias acciones, de manera que en una proporción adecuada, se neutralicen entre sí.
(Ejemplo: llenar la despensa al mismo ritmo que se va vaciando)

Hasta hace poco, la sostenibilidad nos la explicaban en el colegio con un pequeño ecosistema, como por ejemplo una charca. Y es que no hace tanto tiempo que la actividad humana, fuese la que fuese, no influía (o al menos no éramos conscientes) en el ecosistema global del planeta. La posible extinción de las ballenas fue una de las primeras llamadas de atención hacia la insostenibilidad de nuestras acciones.

Hablar de sostenibilidad es, en cierta medida, hablar del equilibrio necesario entre los fenómenos que deben compensarse entre sí. Matemáticamente, se diferencian tres tipos de equilibrio: el estable, el inestable y el metaestable.

El equilibrio estable es aquel que, al ser perturbado, tiende naturalmente a volver al equilibrio.
(ejemplo: una canica en el fondo de un bol: si la empujas se moverá, pero terminará volviendo al fondo del bol)

El equilibrio inestable es aquel que, al ser perturbado, tiende naturalmente a alejarse del equilibrio, y cada vez más rápido.
(ejemplo: un bolígrafo puesto en vertical sobre una mesa)

Los equilibrios reales siempre son una cosa intermedia, y se denominan metaestables. Serán estables o inestables dependiendo de la potencia de la perturbación. Imaginemos que la esfera que está dentro del bol en el primer ejemplo, empezase a crecer. Llegaría un momento en el que podría apoyarse en el bol, pero la esfera (ya del tamaño de un balón de baloncesto), está más fuera que dentro y con un golpe puede salirse. Si sigue creciendo, hasta que tenga el tamaño de un elefante, una leve brisa puede tirarla.

El análisis de un estado de equilibrio empieza por definir qué limites tiene, es decir, qué potencia de perturbación lo convierte de estable en inestable.

Para hablar de sostenibilidad, debemos introducir otro concepto importante: el equilibrio dinámico.
El que una serie de fenómenos estén en equilibrio no significa necesariamente que no ocurra nada. El equilibrio dinámico supone que, aun ocurriendo cosas, todo permanece igual. Hay un ejemplo clásico: en un río, el agua siempre se mueve, pero el nivel en la ribera se mantiene siempre que esté en equilibrio; nos preocupamos si el nivel sube o baja, ¡pero nos preocuparíamos mucho más si el agua no fluyese!

En resumen, y descrito matemáticamente:

La sostenibilidad consiste en mantener los fenómenos y actividades en un equilibrio dinámico, siempre dentro de sus límites de estabilidad.

Presentación y Bienvenida.

Ante todo me gustaría presentarme. Soy un gallego que sobrevive en Madrid, con estudios de arquitectura -con minúscula- e intereses en la Ingeniería, el Diseño y el Arte.

 Estudié arquitectura, aunque suene infantil, porque me gustaban tanto dibujar como las matemáticas (claro que suena infantil, yo tenía seis años). No tardé mucho tiempo en darme cuenta de mi error, porque también me gustaban el café y el ketchup pero nunca se me ocurrió mezclarlos.

Bienvenidos a un blog cutre, en el que pretendo contar cosas que, desde mi punto de vista, pueden interesar a diferentes personas.

¿Y de qué voy a hablar? Me gustaría que de muchas cosas, aunque el concepto de hombre renacentista, el que lo sabía todo acerca de todos los temas, es hoy en día utópico. Y porque sinceramente, hay cosas de las que preferiría no saber nada, o mejor aún preferiría que no existiesen.