Fracking desde el espacio

El planeta Tierra tiene una nueva característica artificial visible desde el espacio, aunque en esta ocasión tan solo por el lado nocturno: las llamas que coronan los pozos de fracking. Observad este fragmento de mapa creado con datos de 1994 del programa de satélites meteorológicos y de defensa DMSP correspondiente a América del Norte:

Norteamérica de noche en 1994. Datos del programa de satélites DMSP.
Norteamérica de noche en 1994. Datos del programa de satélites DMSP.

Y ahora el mismo fragmento, con datos de 2012. Prestad atención al área de Dakota del Norte, marcada con un círculo:

Norteamérica de noche en 2012. El área marcada está en Dakota del Norte y refleja el mayor cambio de luminosidad del mapa debido al fracking.
Norteamérica de noche en 2012. El área marcada está en Dakota del Norte y refleja el mayor cambio de luminosidad del mapa debido al fracking.

El desarrollo del fracking en los EE.UU. ya lo ha convertido en la segunda fuente de emisiones de gases de efecto invernadero durante el año 2011. Sin contar el nuevo motivo que Homo sapiens ha encontrado para modificar a gran escala la apariencia de nuestro planeta después de los invernaderos de Almería. Acerquémonos gracias al Blue Marble Navigator:

Alrededores de Williston, Dakota del Norte —vista nocturna.
Alrededores de Williston, Dakota del Norte —vista nocturna.

¡Muchos pozos parecen estar claramente alineados en dirección este-oeste! En realidad muchas características a gran escala en América —no solo EE.UU.— están alineadas con los puntos cardinales, desde calles de ciudades (de ahí el hispanoamericano «cuadra» frente al catalanismo «manzana» de uso peninsular) hasta estados completos como Colorado y Wyoming.

El fracking o extracción de hidrocarburos por fractura hidráulica será uno de los caballos de batalla del ecologismo en esta década. Habrá argumentos a favor, como la reducción de la dependencia energética y de las emisiones de CO₂, si el gas natural obtenido según este procedimiento sustituye al carbón. También argumentos en contra: contaminación de acuíferos, dudas acerca de la estabilidad sísmica de los terrenos explotados y problemas de fugas de metano a la atmósfera —mucho más potente que el CO₂ como generador de efecto invernadero. ¿Cambiará el fracking la fisonomía del planeta a una escala todavía mayor?


Para saber más sobre el fracking, incluyendo sus polémicas, recomiendo este excelente artículo en Ciencias y Cosas: «La UE pregunta a la ciudadanía acerca del Fracking pero ¿qué dice la ciencia?».

Mineros y mineros: el verdadero coste del carbón barato

Ayer por la tarde este revelador tuit sobre el porqué último del conflicto minero se cruzó en mi camino:

Ya sabéis cómo es Twitter. ¿Fuentes? ¿Qué fuentes? De todos modos no cabrían en 140 caracteres. Pero algo ha cambiado desde la revolución del 34: ahora podemos hurgar en casi todas partes. Con las escasas condiciones de saber manejar un ordenador, hablar idiomas, conocer las reglas elementales de la matemática y disponer de sentido común a chorros para separar los granos de la verdad de la paja de la información. Fácil, ¿eh? Apostillemos:

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Peras, manzanas, demanda eléctrica y la huelga del #29M

Perplejo me hallo: un dato objetivo, la demanda de electricidad del país que diligentemente proporciona Red Eléctrica de España, ha caído en malas manos y hay quien parece estar haciendo conversiones directas entre diferencias porcentuales de consumo y porcentaje de trabajadores huelguistas. Sin llegar a tales extremos, aquí podéis ver el resumen de prensa de tres fuentes vistas en la barahúnda de Twitter:

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Notas técnicas al timo eléctrico

El interior del aparato
El interior del aparato
Cargado originalmente por
Camarada Bakunin

En mi artículo anterior, Timo eléctrico en los grandes almacenes, la tomé —merecidamente— contra un artefacto en venta a través de una plataforma de venta por catálogo, transmitiendo quizá en el proceso una impresión errónea: que no es posible corregir el consumo de potencia en una instalación eléctrica para reducir el coste de la energía, y por ende su impacto sobre el ambiente. Con esta nota técnica quiero dejar claro que tal cosa es posible y que se hace de forma rutinaria. Sin embargo, lo que aquí voy a contar no se aplica a los destinatarios del producto de marras, los usuarios domésticos. Veremos además que en el caso de que el cacharro lleve dentro algo, en ningún caso serviría a los fines para los que se vende. Pero antes de nada, la explicación teórica, que intentaré mantener en un nivel que yo mismo pueda entender. Es decir, casi a ras de suelo.

La que consume una carga en un circuito viene dada por el producto de dos magnitudes: el eléctrico medido en voltios entre las bornas de la carga y la entrante, medida en amperios. Para el suministro en corriente alterna tanto el voltaje como la intensidad serán señales sinusoidales perfectas —en un mundo ideal. Los ingenieros aplicamos un truco matemático que nos permite convertir cualquier función sinusoidal en una función compleja del tiempo; aunque dicho así parezca mentira, prometo que las operaciones matemáticas se simplifican lo suyo. De esa forma, el de la función compleja será la amplitud de la onda, y el , su fase (por ejemplo: sen(θ) tiene fase cero porque sen(0) = 0, y sen(θ – 90º) tiene fase 90º porque sen(90º – 90º) = 0). Con estos dos parámetros tenemos caracterizado todo el comportamiento de senos, cosenos y cualquier combinación lineal de ellos.

La potencia también se modela como una función compleja. Como todos los puede verse en (que es lo que hemos hecho antes, de un modo implícito) y en , con una parte real y una imaginaria. Resulta que la parte real de ese número es capaz de hacer trabajo mecánico, pero la parte imaginaria no —porque la media a lo largo del tiempo es cero. La demostración matemática de esto se sale de los límites de esta nota, pero podéis encontrarla en muchos lugares (por ejemplo, aquí, aquí o aquí). Tirando del hilo se saca que esa “potencia real” () es responsabilidad de los resistores del circuito, y la “potencia imaginaria” (), de los condensadores y bobinas.

La corriente consumida en cualquier instalación se debe a las dos potencias, pero sólo una de ellas hace trabajo. ¡Vaya! La bondad de una instalación se mide con un “” que vale 1 si toda la potencia es potencia activa, y 0 si toda es potencia reactiva. En una empresa con tornos, fresadoras, refrigeración industrial, y en general motores (que funcionan gracias a sus bobinados) son responsables de casi toda la potencia reactiva. Los rectificadores de corriente —que transforman corriente alterna en continua— y los cebadores de los fluorescentes también aportan su granito de arena: las fuentes de corriente de los ordenadores solían tener un factor de potencia propio tan bajo como 0,65, aunque desde hace tiempo suele estar por encima de 0,9 gracias a una circuitería especial.

Si la potencia reactiva surge de las cargas inductivas de bobinas, se puede compensar con condensadores. Este es el caso habitual en la industria. Sin embargo, puede darse el caso contrario —potencia reactiva creada por las cargas capacitivas de los tubos fluorescentes o rectificadores de corriente: en este caso habría que compensar con motores. La compensación puede hacerse en régimen permanente, pero los transitorios de los circuitos debidos a los arranques y paradas o a las impurezas de la corriente suministrada —es decir, sus desviaciones en origen de una forma sinusoidal perfecta— producen picos de potencia reactiva. Al final, esto provoca que más corriente entre en la instalación de la que realmente se usa para hacer trabajo. Los conductores, para soportar tal corriente, deberán tener una sección mayor que la estrictamente necesaria. Finalmente se gastará más, tanto en la propia instalación como en el suministro. Por eso, una buena compensación de la potencia reactiva requiere medidas cuidadosas de los motores o bancos de condensadores montados en paralelo con las cargas, regulados mediante una electrónica nada simple y poco barata.

¿Cómo se aplica todo esto a nuestras casas? De ningún modo. En nuestros domicilios hay potencia reactiva, sobre todo debida a los aparatos de aire acondicionado, pero nunca demasiada. La prueba es que las tarifas domésticas no la contemplan. Por lo que he visto, el factor de potencia típico en una instalación residencial no baja nunca de 0,85. ¿Qué significa esto? Que si no cobran recargo por potencia reactiva, no tiene sentido intentar compensarla. Si el MoviPower funcionara, estaría haciéndole un favor a la compañía suministradora, reduciendo la corriente total consumida. Nosotros seguiríamos pagando por el término real de la potencia. Por tanto, el aparato ya es un engaño en ese sentido.

Uno de los comentaristas del artículo anterior citó que, aunque no tuviera ningún beneficio tangible para el usuario, la compensación doméstica de la potencia reactiva sí tendría un efecto beneficioso sobre el ambiente, permitiendo reducir la intensidad total de corriente suministrada. En efecto, así es. Sin embargo, cabe preguntarse: ¿funciona el aparato? ¿Compensa algo? @CamaradaBakunin desmontó un cacharro similar en su blog, Halón Disparado, y encontró lo que era de esperar: una plaquita de circuito para alimentar un par de diodos LED y un condensador de 12 µF —la imagen del principio. No sabemos si el valor es adecuado porque no conocemos la potencia a compensar. Tampoco permite ningún tipo de control de transitorios, porque no varía de ninguna forma. Y lo peor: no estaría conectado en el lugar correcto para tener efecto. El problema se asemeja al de una vela de cumpleaños ardiendo en una habitación y nosotros soplando, con los ojos cerrados, en una dirección al azar.

Conclusión: no funciona. Ni siquiera como placebo: nosotros podemos sentirnos mejor con pastillas de azúcar o pulseras holográficas, pero a las redes eléctricas les da igual que les conectemos estos artilugios o chorizos de cantimpalo.


Para una explicación más solvente de la cuestión de la potencia reactiva, no dudéis en consultar la serie de artículos “La energía reactiva” en el blog especializado Quinto Armónico.

Una teoría conspiratoria al año no hace daño

Las fuentes de energía son un problema para el que no las tiene, y en la Europa de Alemania para allá la cuestión se está poniendo puntiaguda al mismo ritmo al que crecen los carámbanos de la última ola de frío. Planteemos la cuestión desde la más abyecta ignorancia. Gazprom tiene un problema con Naftogaz de Ucrania: ésta no paga. Naftogaz, a su vez, tiene un problema con Gazprom: le han cortado el gas. La cuestión es que de los gasoductos que unen con el resto de Europa, la mayor parte pasa por . Sin duda, a más de un neocon se le ha escapado estos días aquello de que con la Unión Soviética estas cosas no pasaban.

Es precisamente esta forma de pensar nos impide ver más allá. La URSS no se transformó en Rusia mágicamente: activos soviéticos quedaron repartidos por diferentes territorios. En el caso particular de hoy, el gas está en Siberia —Rusia, y los gasoductos, en Ucrania. Ambos tienen valor. Igual que Rusia tiene derecho a recibir un pago justo por su combustible, Ucrania debe mantener la infraestructura de transporte, con un cierto coste. ¿Cuánto? Tanto como le cueste el gas ruso para consumo propio.

Rusia y Ucrania se hallan en un abrazo mortal: un país no puede prescindir del otro, y en su guerra anual por la energía están condenados a hacer tablas. Si unos quisieran aumentar el precio del gas, a los otros les bastaría compensar con una subida equivalente de los costes de infraestructura. A la inversa, un peaje más elevado sería inmediatamente igualado por un aumento del precio de la materia prima. Todos los años se repite este ballet absurdo en el que rusos y ucranianos intentan sacar tajada del otro para quedar en equilibrio hasta la expiración de los contratos. Pero ninguna de las partes implicadas es más incapaz que la otra. Como se pregunta Jerôme Guillet en el Financial Times: ¿por qué esta charada anual?

El artículo del Financial Times llega a la conclusión de que la lucha no ocurre entre Rusia y Ucrania, sino entre oligarcas (desconocidos) dentro de dichos países, representados por diferentes facciones políticas. Mi propia postura suele evitar interpretaciones conspiratorias, achacando las causas de los problemas a la incompetencia o al egoísmo individuales siempre que es posible —y ocurre casi siempre, con un valor de “casi” cercano al 100%. Pero aprovechando el año nuevo, echaré una cana al aire para avanzar otra interpretación, más ominosa, del asunto. Y si…

Rusia, Ucrania, sus políticos proxy y sus oligarcas en la sombra saben perfectamente que dependen los unos de los otros en un poco sutil juego de suma cero. Si desean aumentar colectivamente los beneficios de sus operaciones es necesario atraer a la lona a un tercer participante. Presentamos a Europa del este, con una dependencia más que confesable del gas ruso y los tubos ucranianos. Europa del este no es mal primo para timar: la adicción le puede y tiene una mamá que le pagará el vicio a cualquier precio, la Unión Europea. Simplificando mucho el plan, puede quedar así: Gazprom sube los precios del gas. El gobierno de Ucrania se niega a pagar. Rusia corta la parte del suministro que corresponde a Ucrania, pero como las tuberías pasan por allí, el gobierno ucraniano se incauta del gas dirigido a Europa por razones que no hace falta explicar (incluyen puñetazos y complementos gonadales varios encima de una mesa). Bulgaria, Rumanía, Grecia y todos sus amiguitos empiezan a pasar frío. Alemania pone el grito en el cielo, y acabamos pagando todos. Hasta la subida del año que viene. Qué poca imaginación tengo, que sólo se me ocurren conspiraciones más que probables.

Litio on the rocks

Para los tiempos que corren, el reportaje de El PaísEl hidrógeno también pincha” podría considerarse bueno. Es exhaustivo, detallado y está escrito con agilidad e ironía. Sin embargo, tiene unos fallos que merece la pena sacar a relucir, para evitar los malos entendidos. ¡El ingeniero vengador al ataque!

se ha equivocado muchas veces, e incluso alguna vez ha sido protagonista de este blog. Haber afirmado que el hidrógeno sería una fuente de energía inagotable es un error de los que hacen época: es obvio para cualquiera que no se puede afirmar de algo que es una fuente de energía si no se puede recoger en la naturaleza de un modo que requiera menos energía de la que su uso generará. No hay hidrógeno libre, y la termodinámica más elemental prohibe que la combustión de H2 pueda devolver más energía que la empleada en fabricarlo a partir del agua (por electrolisis). Pero el artículo afirma, nada menos que en un ladillo, que

Rifkin erraba: será inagotable, pero este gas no es un combustible

Las víctimas del Hindenburg tenían otra visión de este asunto, seguramente. Si uno lee el texto puede comprobarse que se trata de un simple error de corta y pega. Las palabras de José María López, subdirector del INSIA, son “el hidrógeno no es un combustible natural”. A menos que Rifkin estuviera pensando en acercarse a Júpiter para recogerlo. Todo sigue según un guión interesante y preciso, hasta que López afirma:

“Los coches puramente eléctricos también tienen de momento el problema del tamaño de la batería […] Se necesitaría un remolque,y no sería práctico.”

El Tesla Roadster puede recorrer casi 400 km entre cargas y acelera de 0 a 100 en 3,9 s. Por lo que parece no lleva un remolque. Pero la cosa va cuesta abajo a partir de aquí:

Además, las baterías de litio tienen un problema poco conocido. “El litio es explosivo”, puntualiza el ingeniero del INSIA. “De hecho, casi todo el mundo ignora que no es conveniente hablar por el móvil mientras se está cargando. La temperatura sube al cargar la batería, y eso aumenta algo el riesgo de explosión, sin ser alarmistas”.

Sin ser alarmistas, alguien quiere ser más popular. Efectivamente, el litio (número ONU 1415) es potencialmente inflamable y explosivo, sobre todo si se humedece. Los teléfonos móviles no llevan litio, sino baterías de litio-ion, que es algo ligeramente diferente y menos peligroso: el ánodo de la batería está hecho de LiCoO2 y el electrolito suele ser LiPF6. Las baterías de litio “a granel” están clasificadas como mercancía peligrosa con número ONU 3090 ó 3091, dependiendo de si van solas o contenidas en otros equipos. Una batería de litio comercial debe incorporar cuatro dispositivos de seguridad:

  • Separador de desactivación: si la batería supera los 130 °C, se funde y cierra los poros de la membrana que hay entre ánodo y cátodo, deteniendo —para siempre— la operación de la pila.
  • Pestaña de bloqueo: responde a un aumento interno de presión desconectando físicamente los terminales de la batería de su interior.
  • Orificio de seguridad: permite evacuar cualquier exceso de presión que se haya podido formar (por aplastamiento de la batería, por ejemplo).
  • Interruptor térmico: inhabilita la batería permanentemente en caso de que detecte un cortocircuito o una sobrecarga.

Las baterías de litio-ion se someten a una serie de pruebas exhaustivas (pueden verse, con otros muchos detalles, en este manual), lo que no elimina por completo los riesgos. Nada puede eliminar todos los riesgos. Cierto, tu teléfono puede explotar, y es más probable cuanto más caliente esté (no sólo por el proceso de carga, puede ocurrir también si se deja expuesto al sol). Es más probable que mueras o resultes herido en un accidente de coche, y no por eso vas a dejar de conducir.

Para terminar, os recomiendo este artículo del inefable (y ficticio) Robert X. Cringely en el New York Times: “Safety Last”. Si tu objetivo es crear alarma social, por lo menos hazlo con gracia. Algo me dice, sin embargo, que aunque el riesgo de muerte por explosión de batería de litio-ion y el de muerte por fallo catastrófico de un reactor nuclear sean similares, seguiremos llevando dos móviles encima y aborreciendo la energía atómica.

¡Camarero, hay mercurio en mi bombilla!

Era de esperar. Las bombillas de bajo consumo, santo grial de los ecologistas y de los que quieren parecerlo, contienen mercurio y por tanto deben ser evitadas como la peste. Greenpeace recomienda, en su lugar, comer mucha zanahoria para ver mejor en la oscuridad. Al menos, hasta que se descubran los efectos perniciosos de un exceso de ácido retinoico y carotenoides en las aguas fecales sobre la fauna marina, momento en el que pasarán a cantar las virtudes de dormir más. No hay nada tan ecológico como dormir, ¿no es cierto?

Ninguna sorpresa, en verdad. Los tubos fluorescentes son lámparas en las que una descarga eléctrica a través de una atmósfera inerte (de argón o neón, de ahí el otro nombre por el que se los conoce) con una pequeña cantidad de vapor de genera radiación ultravioleta. Ésta, absorbida por un revestimiento a base de fósforo y otras sustancias, es reemitida como luz visible, con una eficiencia energética muy superior a las tradicionales lámparas de filamento. El mercurio es fundamental para su operación, y las mal llamadas bombillas de bajo consumo (CFL, de las siglas en inglés de lámpara fluorescente compacta), no siendo más que tubos de menor tamaño, son también portadores del venenoso metal en una cantidad aproximada de cinco miligramos por pieza. Es evidente que la reciente popularidad de las CFL nos está abocando a un problema global de tratamiento de residuos y, en el plano individual, a una exposición incrementada al metal pesado más característico. A menos que…

En números redondos, una CFL normal consume cinco veces menos que una bombilla tradicional para una misma intensidad lumínica, y tiene una vida media diez veces superior (alrededor de 10000 horas). Tomemos una lámpara de 100 W de potencia como referencia, y su contrapartida CFL de 20 W. Ésta contiene 5 mg de mercurio frente a cero de la lámpara tradicional. ¿Fin de la historia? No exactamente. Resulta que todo combustible quemado en una central térmica para la generación eléctrica contiene un exiguo porcentaje de mercurio, que acaba disperso en la atmósfera. Se estima que el carbón con más alto contenido en mercurio provoca la dispersión de 26 gramos por Gigavatio-hora de electricidad producida, mientras que el petróleo suele ofrecer residuos menos importantes, de unos 6 gramos por Gigavatio-hora. Estimemos unos 10 g/GWh para obtener una cifra fácil: en 10000 horas, 5 bombillas de 100 W habrán consumido 1 GWh de energía, con una emisión total de 10 gramos de mercurio. Una CFL, en el mismo periodo, incurrirá en unas emisiones por consumo cinco veces menores, en virtud de su mayor eficiencia; su contenido inicial de mercurio es cuatro órdenes de magnitud menor, y por tanto, despreciable.

No quisiera ser malinterpretado, del mismo modo que tampoco desearía inhalar cinco miligramos de vapor de mercurio por deporte. Pero sí pretendo situar los hechos en perspectiva. El nivel inocuo de vapor mercurial se estima en unos 5 µg/m3: por tanto, es necesario disipar el vapor de ese CFL roto por accidente en 1000 m3 de aire para estar totalmente seguros. Abre las ventanas un rato —tres minutos deberían bastar en cualquier habitación bien ventilada, pero pongámoslo en un cuarto de hora para limpiar de mercurio, junto con el aire de casa, nuestras conciencias. Si la bombilla no se rompe, mejor; cuando se “funda”, los puntos limpios serán la mejor opción para su adecuado tratamiento. Como de costumbre, el pánico a la química no es buen consejero.