Hoy la diferencia entre el hombre y los demás seres vivientes es evidente. En menos de 10 mil años –breves segundos, en términos geológicos y evolutivos– ha dominado la naturaleza y modificado su medio. Hace unas decenas de milenios el hombre era un mamífero más, luchando por su comida y por no ser comido, pero con una diferencia sustancial que, según algunos, surgió hace 150 mil años. Hace millones de años había animales que usaban herramientas u otros animales para sus cultivos (las hormigas, que tienen insectos esclavos), pero sólo el hombre tenía fuego.
Este uso de la energía sería la clave del desarrollo explosivo de la humanidad. Por milenios el fuego se usó sólo para calentar comida, combatir el frío y alumbrar. El calentar comida amplió la disponibilidad de alimento. El calentarse amplió su territorio a zonas frías. La luz del fuego espantó a los predadores nocturnos y permitió dedicar horas de oscuridad a nuevas labores. El fuego dio además otros beneficios.
Entre las cenizas de su hoguera el hombre encontró metal. Cuando lo descubrió contó con una poderosa herramienta y arma que lo distanció más de sus competidores. Luego descubrió el vidrio y otros materiales derivados del uso del fuego. Para la energía mecánica –con excepción de limitados usos del agua y del viento– dependía de su propia fuerza y la de los animales domesticados.
DE LA BALA AL VAPOR
El primer uso de la combustión para obtener energía mecánica fué muy específico, primero por diversión y luego con fines bélicos. Hasta donde se sabe, la pólvora se inventó en China y por siglos fué usada para fuegos artificiales y cohetes. En Europa pasó a empujar balas para matar. Pasaron varios siglos y el único uso de la combustión para obtener energía mecánica fueron las armas.
En el siglo XVIII surgieron los primeros intentos de aprovechar el vapor para bombear agua de las minas. Denis Papin construyó una bomba de vapor modificada en 1712 por un herrero inglés, Thomas Newcomen.
Medio siglo más tarde había un centenar de bombas de Newcomen sacando agua de las minas inglesas. Había comenzado la conversión de energía térmica en energía mecánica. El gran salto se debió a un fabricante de instrumentos de la Universidad de Glasgow, el escocés James Watt, que en 1765 construyó una máquina de vapor cuyo pistón funcionaba por presión directa del vapor.
En menos de un siglo había fábricas, ferrocarriles y barcos movidos por vapor generado quemando leña y carbón. Dos formas de energía solar convertida en energía química: la biomasa del árbol y el combustible fósil del carbonífero formado hace 300 millones de años. La disponibilidad de combustible parecía inagotable.
En menos de dos siglos la humanidad contó con los medios para alterar la flora, la fauna y hasta la topografía del planeta. Destruyó bosques, exterminó animales, unió océanos y represó ríos. Todo lo hizo con máquinas movidas por energía térmica.
A fines del siglo XIX la electricidad pasó de ser una curiosidad de laboratorio a un bien de consumo. Para generarla se usó combustibles fósiles. La disponibilidad de energía eléctrica creó nuevos usos y la demanda creció. La disponibilidad de energía permitió la expansión territorial y demográfica. Al finalizar el siglo XVI sumaba 500 millones, demoró 250 años en duplicarse: 1,000 millones en 1825. Le tomó sólo 100 años volver a duplicarse: 2,000 millones en 1925. La siguiente vez para duplicarse tomó sólo 50 años: 4 mil millones en 1975, quince años después pasó los 5,000 millones. Hoy somos 6,800 millones.
Con excepción de las plantas nucleares, que suministran el 6% de nuestras necesidades, el resto es energía solar. Ya sea acumulada por miles de milenios en el carbón, petróleo y gas, ya sea más reciente, como en la madera o el agua represada en altura, nuestra energía proviene en un 94% del Sol.
La pequeña parte de la radiación solar captada por la Tierra es 150,000 veces mayor a nuestra demanda total de energía. De esta cifra (que calculada en Watts es 178 con 15 ceros), el 30% se refleja directamente al espacio. Un 50% lo absorbe la tierra, que se calienta, y lo vuelve a irradiar. Un 20% más se va en mover la máquina del clima subiendo agua en nubes, soplando vientos, creando tormentas eléctricas, ciclones, etc. La vida, que es asombrosamente eficiente en el uso de energía, se lleva sólo una fracción de un milésimo: el 0.06%!
Con esa pequeña fracción de energía las plantas producen nuestros alimentos y reciclan el oxígeno. Las plantas y animales muertos, desgraciadamente pasan a convertirse en carbón y petróleo 100,000 veces más despacio de lo que demoramos en consumirlos. Mientras tanto la especie humana se ha habituado al uso de energía, principalmente quemando biomasa y combustibles fósiles (carbón y petróleo).
Acostumbrado a quemar, como si el combustible fuera inagotable, el hombre se ha extendido, y aumentado su consumo de energía a una velocidad desquiciante. La naturaleza tiene ciclos mucho más lentos de adaptación y las alteraciones que está produciendo el hombre superan su capacidad de recuperación.
Las aspiraciones de una mejor vida están hoy ligadas directamente al consumo de energía. Todos los pueblos del mundo aspiran a sustituir su trabajo físico por el de una máquina, tener mayor movilidad y más tiempo libre. Esto nos lo ha dado la máquina, que convierte energía térmica en mecánica, pero a un precio cada vez más alto. Si queremos seguir gozando de ese privilegio tendremos que usar la energía con mayor eficiencia y moderación y aprovechar nuevas. De ellas me ocuparé próximamente.
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