¿Cuánto petróleo hace falta para extraer un barril de petróleo?

En 1900, con la energía equivalente de un barril de petróleo se podían extraer en EEUU más de 100 barriles de petróleo. Sin embargo, según estimaciones de Tasa de Retorno Energético, hoy en día con la misma cantidad de energía se obtienen menos de diez barriles en los pozos de este país. ¿Qué ocurre en el caso de los biocarburantes o la energía solar?

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¿Qué es un regulador de tráfico?

Retomamos nuestra serie de conceptos de ingeniería para explicar qué es un regulador de tráfico.

Un regulador de tráfico es el equipo que le da “inteligencia” a un cruce de semáforos. Normalmente son unas cajas metálicas que se ubican las veredas cercanas al cruce de semáforo. Dentro de ellas están los componentes electrónicos que deciden las “fases”, secuencias de colores, Verde – Ambar -Rojo. Que interpretamos como flujos vehiculares o peatonales.

Los reguladores de tráfico modernos llevan internamente, una unidad de procesamiento normalmente un microcontrolador, que alberga el algoritmo de decisión o programa de fases.

Las fases son diseñadas por el diseñador del cruce en función del número de entradas, los flujos vehiculares, peatonales, número de luces etc. y el tiempo que debe durar cada fase. Esta información debe ser almacenada en una memoria que el microcontrolador lee y envía a las salidas digitales o analógicas en función de la tecnología del semáforo (las luces).

Todo lo anterior es un proceso invisible para el usuario, el cual solo ve las luces del semáforo.

Bien, normalmente y en países como el nuestro los semáforos son temporizados, es decir que el cambio de fases verde-ambar-rojo, se realiza en función de un tiempo pre establecido, digamos unos 30 segundos. Pero supongamos que queremos hacer un semáforo inteligente y que varíe según la demanda. Entonces es cuando la cosa se complica, hay que agregar sensores y conectarlos al regulador de tráfico para que modifique los algoritmos de decisión y ordene el cambio de fases.

¿Cuáles son estos sensores? Pueden ser detectores de suelo, detectores de volumen y hasta cámaras de vídeo.

También podemos hacer la llamada onda verde, es decir que los semáforos de una misma avenida vayan cambiando de color con el flujo vehicular para que normalmente tengamos verde a lo largo de una avenida. En lima nos engañan con este concepto pues solo se hace un temporizado de precisión. Pero en otros países los reguladores se comunican entre si, con equipos de comunicación, así se envían la información de uno a otro para agilizar el tráfico.

También podemos conectar los reguladores unos con otros en todo un distrito y entonces tenemos una red de reguladores actuando conjuntamente aligerando el tráfico, algo que en lima no existe. Con esto el programa se vuelve mas complejo y se usan diferentes modelos matemáticos para optimizar el tráfico.

Ahora ¿Tu crees que algún distrito de lima puede siquiera soñar con tener técnicos que diseñen las fases de un cruce de semáforo, o que puedan modificar las fases en función de la demanda? Claro que no. Por ello esto debe hacerlo empresas especializadas. Pero lo mas importante es que la tecnología a ser utilizada si debería ser un estándar, para que todos los municipios implementen lo mismo y algún día puedan ser integrados en una red. Pero nuestros reglamentos no obligan a usar algún estándar, mas bien todo es libertad, y por esto cada municipio contrata a la empresa que quiere y usa la tecnología que quiere. Por esto a lo largo de una misma avenida cuando pasa de un distrito a otro, encontramos que la lógica de funcionamiento de los semáforos es totalmente distinta. Así funciona nuestro tráfico…. ¿Cómo no va ser entonces un desastre?

 

El pico de Hubbert

La teoría de Hubbert o del Cenit del petróleo, es una teoría sobre el agotamiento a largo plazo del petróleo y otros combustibles fósiles como el gas.

La teoría predice que la producción mundial de petróleo llegará a su limite máximo y después decaerá tan rápido como creció. La teoría es ampliamente aceptada en la comunidad científica y el debate no se centra en si existe o no dicho pico sino en cuándo ocurrirá.

Acá hay que aclarar que el pico no significa el agotamiento del petróleo (inexistencia) sino que llegado a cierto punto su extracción (debido a su escasez y a la alta demanda) ya no es rentable. Es decir que cuando el costo de extraer 1 barril del petroleo sea equivalente a 1 barril de petroleo ya no será rentable ni útil extraerlo.

Según la asociación para el estudio del pico del petróleo y el gas el pico mundial se alcanzó en 2010. Sin embargo algunos sucesos mundiales como la subida de los precios del combustible o la incapacidad de aumentar la producción sugieren que este pico se alcanzó unos años antes. Según la British Petroleum algunos países ya han alcanzado este límite, por ejemplo el Perú lo habría alcanzado en 1982.

Especular qué sucederá es mas parte de la ciencia ficción, a mi me gusta pensar que un día nos levantaremos y los vehículos no servirán para nada, como ocurrió con los Betamax cuando apareció el VHS. Pero la verdad es que hay dos maneras de enfocar el problema, la primera es la catastrófica que implica todos los alimentos subirán de precio, la incapacidad de trasladarlos y sus altos precios, generarán escasez de los alimentos y hambrunas masivas, caos, caída de los sistemas de gobierno, guerras etc.

La segunda es verlo de manera optimista y pensar que la tecnología vendrá a nuestro rescate con una nueva, barata y abundante energía.

Lo cierto es que ambos modos de ver las cosas significan una realidad, un cambio radical en la manera como vivimos y replantearnos el funcionamiento de nuestra sociedad. La manera como hagamos ese cambio, sea lenta y planificada o de forma abrupta y obligados por la circunstancia, dependerá de nosotros mismos y de la capacidad de nuestros gobernantes para guiarnos a través de ese cambio.

 

Para divertirnos un poco después de las noticias electorales de ayer voy a tratar de especular que pasaría en los próximos años en el Perú (esto es pura imaginación)

  • El petróleo subirá hasta los 220 dolares barril. Lo que nos llevaría a precios por encima de los 30 soles el galón.
  • Las combis y taxis desaparecerían, pues su explotación no sería rentable.
  • Alza del precio de transporte público.
  • Alza del precio de los alimentos, imposibilidad de transportarlos desde provincias a Lima.
  • Escasez generalizada de alimentos, conflictos sociales.
  • Migración de la ciudad al campo. Vuelta a la agricultura para autoconsumo. La población de Lima se reduce a la tercera parte.
  • El Metropolitano no sería rentable y su uso sería un forado para las arcas públicas, así que el proyecto queda paralizado. Duró 8 años.
  • La gente no podría trasladarse a su trabajo, las empresas quiebran, caen los ingresos estatales.
  • Aumento del trabajo en casa y del uso de Internet.
  • Aumento del uso de motos y bicicletas. Los carros aparcados e inmóviles llenan las calles.
  • La ciudad se divide en subciudades, mas pequeñas de donde la gente no sale. Estos centros se densifican. Ahí la gente vive, trabaja y se divierte sin salir de ella.
  • Abandono de los balnearios del sur.
  • Llegada de los primeros carros eléctricos, sin embargo aún no hay estaciones especiales para atenderlos.
  • El partido de gobierno arma una mafia maldita para hacerse con la licitación para la construcción de la nueva infraestructura de carga de carros eléctricos.
  • El país tarda 20 años adaptarse a la nueva realidad, debido a la falta de previsión, se paraliza por los conflictos sociales, la baja productividad y la migración poblacional. Retrocedemos en desarrollo.
  • Resurgen nuevas ciudades en el interior del país, ciudades con campiña y recursos agrícolas e hídricos. Al mismo tiempo decaen las ciudades situadas en desiertos y muy dispersas.

¿Cómo funciona un tren eléctrico?

Voy a dar algunas notas técnicas de cómo funciona un tren eléctrico en general. Asi comenzamos una serie de Conceptos de Ingeniería

 

La alimentación eléctrica de un sistema de tren, comienza en sub estaciones eléctricas que alimentan una serie de Puestos de Rectificación (PR) eléctrica ubicados a los largo de la vía del tren ¿cuántos? Dependerá de la longitud de la vía y la potencia requerida.

Los puestos de rectificación, rectifican la corriente alterna (AC) de las subestaciones, a corriente continua (DC), para alimentar la linea aérea de contacto (LAC), que son las líneas (cables aéreos) que se pueden apreciar sobre la vía de un tren. Es decir la LAC lleva tensión (voltaje) en continua (DC).

 

Acá debo aclarar que los trenes mas modernos como los de Alta velocidad europeos llevan líneas aéreas en AC, pero eso es otro tema.

 

A estas alturas los ingenieros tenemos un problema, la tensión en la Línea aérea es DC pero el motor de tracción (el motor de la locomotora) es un motor de alterna (AC). El cual debemos controlar de manera muy precisa para traccionar el tren, es decir hay que variar su velocidad para que el tren pueda acelerar con suavidad.

El problema lo resuelve un equipo que es el corazón del tren, el control de tracción. Que en los trenes modernos son las cajas que se ven en parte alta y en los antiguos están ubicados dentro de las locomotoras.

El control de tracción, proporciona la inteligencia (electrónica) para manejar de manera precisa la fuerza bruta (electricidad). Lo hace rectificándola (paso de DC a AC) y luego variando su frecuencia, a fin de poder variar y controlar la velocidad del motor de tracción.

Es decir sin control de tracción el tren no avanza. Habría que decir que la tecnología para hacer estos controles de tracción es muy compleja y solo unas cuantas empresas en el mundo los fabrican. Además esta tecnología avanza mucho. Los antiguos eran unos monstruos refrigerados por agua y de tecnología electromecánica, y los modernos son unas pequeñas cajas totalmente electrónicas y refrigeradas por aire. ¿Cuántos especialistas de estas tecnologías crees que hay en Perú? Se cuentan con la mano.

 

Hay muchísimas funciones mas dentro de un tren, que espero pueda tratar en otras notas técnicas. Pero creo que esta esta bien para comenzar.

 

Una pregunta de tarea para los lectores ¿Por qué no se alimenta la LAC con AC?¿Por qué se rectifica la corriente?