Energía fósil: producción, actualidad y futuro de uno de los recursos energéticos más importantes de la humanidad
Phil Cruz, Unsplash.
El combustible fósil es el compuesto que sustenta casi toda la energía eléctrica y térmica del planeta (la energía fósil) necesaria para la vida y desarrollo humano. Casi toda la tecnología industrial moderna depende de ella, sin embargo, esta energía proveniente de los combustibles fósiles comienza poco a poco a mostrar serias desventajas. A continuación, se describe qué es energía fósil, para qué sirve el fósil y las principales características de los combustibles fósiles que todos deben conocer:
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¿Qué es la energía fósil?
La energía fósil es aquella que proviene de la descomposición de la biomasa que, a través del enterramiento y la exposición a condiciones específicas de temperatura y presión, se han transformado en un compuesto específico de alto contenido energético.
¿A qué se le llama combustible fósil entonces? Al petróleo, carbón y gas natural, así como a sus derivados. Esta fuente de energía que se extrae de la tierra no es renovable, es decir, que es finita y tiene un uso limitado.
Para extraer la energía latente en los compuestos fósiles, estos son sometidos a combustión directa, para su transformación en electricidad o fuerza motriz.
Origen
Los combustibles fósiles se forman a través de la descomposición anaeróbica de material orgánico enterrado usualmente en el fondo del mar o en masas considerables de agua. Con el tiempo, estos residuos orgánicos se fueron cubriendo de sedimentos, quedando así expuestos a una gran presión y temperaturas que oscilan entre los 50° a los 150° durante millones de años.
El carbón procede de los restos de árboles de zonas anteriormente pantanosas, que quedaron igualmente cubiertos de sedimentos y pasaron por un proceso similar. Con la llegada de la revolución industrial, los motores movidos a través de procesos de combustión desencadenaron los sucesos que llevarían a la búsqueda y explotación de mejores compuestos para mover a la naciente tecnología.
En 1859 se excavó el primer pozo petrolero en Pensilvania, Estados Unidos. Cincuenta años más tarde, ya se fabricaban los primeros vehículos con motor de combustión fósil.
Los autos se masificaron de manera inmediata y su popularidad solo aumentó desde entonces. Para moverse, queman varios litros de gasolina, cada uno de ellos equivale a 23,5 toneladas de material orgánico milenario.
Importancia
La energia de combustibles fósiles representa alrededor del 86% de las fuentes de energía primarias de consumo alrededor de todo el mundo, encabezados por el petróleo, luego el carbón y el gas natural.
Este tipo de energía está íntimamente relacionada con los avances de la humanidad en casi todas las áreas conocidas, desde el transporte y la fabricación de alimentos, hasta en la producción de energía eléctrica.
¿Qué tipo de energía tienen los fósiles?
Si se desea saber cuál es la energía que emiten los fósiles al quemarse, únicamente hace falta ir a su composición alta en carbón e hidrógeno.
Al entrar en combustión, estos reaccionan con el oxígeno, produciendo calor y gases de desecho.
Esta energía se conoce como energía no renovable, ya que este combustible tarda millones de años en formarse y requiere de mucho material orgánico.
Proceso de producción y refinamiento de los combustibles fósiles
Los materiales que dan cabida a la energía de los combustibles fósiles (carbrón, petróleo y gas natural) pasan por varias etapas, estas se pueden englobar en tres:
1. Descubrimiento
Los yacimientos de combustible fósil para la producción de energía se encuentran en las profundidades de la tierra.
Para identificar los puntos de extracción es necesario llevar a cabo estudios geológicos y geofísicos que determinen las líneas de tiempo que mejor describan la evolución de las capas terrestres en una zona determinada (mapas geográficos de superficie).
Otras pruebas terrestres involucran la gravimetría que mide la intensidad del campo gravitacional en una determinada zona de baja densidad. La magnetometría que mide la susceptibilidad magnética de las rocas y los estudios sísmicos que miden la expansión y rebote de ondas sísmicas controladas para determinar la composición del suelo.
2. Extracción
Los procesos de extracción dependen del tipo de combustible y, sobre todo, de la composición particular del yacimiento, en cuanto a la cantidad y tipo de sedimentos con los que se encuentra mezclado.
Para el petróleo, se perforan tuberías guía que llega hasta el yacimiento, algunos de más de 5000 metros de profundidad y desde ahí una bomba se encarga de subir el material hasta el pozo de extracción.
El gas natural, en cambio, no necesita de procesos de extracción agresivos, ya que la presión ayuda a que el material salga por su cuenta hacia la superficie, aunque este necesita ser controlado con cuidado.
3. Refinamiento
Todo el material orgánico destinado a la producción de energía de combustión de fósiles tiene que pasar por un proceso previo de refinamiento.
Este material es transportado desde los pozos de extracción hacia las estructuras que cuentan con la tecnología necesaria para su transformación, usualmente llamadas refinerías.
Cabe destacar que estos compuestos no solo se transforman en energía a través de la combustión de fósiles, sino que de ellos derivan otros materiales como el caucho, tintes, aceites lubricantes, perfumes, plásticos, gases domésticos y más.
Distintos tipos de combustibles fósiles
Tal como se ha mencionado anteriormente, existen tres tipos de combustibles fósiles:
1. Petróleo
El petróleo es un combustible fósil líquido, de color oscuro y de consistencia oleosa (viscosa). Las estimaciones actuales sugieren que se formó cerca de 50 millones de años en el pasado, a través de la acumulación de material orgánico (en su mayoría plancton) en los fondos oceánicos.
El petróleo en su estado crudo (recién sacado del yacimiento) es poco útil en la industria moderna.
Después de pasar por un proceso de refinamiento, esto cambia. De él deriva la gasolina, el queroseno, los gases licuados, el diésel, el gas de uso doméstico y mucho más.
Los más grandes ejemplos de enegía fósil derivada del petróleo los encontramos en la alimentación de motores en todo tipo de vehículos, así como la producción de energía térmica mediante los gases licuados.
2. Carbón
El carbón es un mineral de origen orgánico que se formó a través de restos vegetales enterrados y sometidos a condiciones de presión y temperatura.
Es seguro al contacto, por lo que requiere muchos menos mecanismos de tratamiento para su extracción, a diferencia del gas natural y el petróleo. Esto le confiere una ventaja productiva considerable.
Aunque cabe destacar que muchos yacimientos de carbón suelen venir acompañaos de gases naturales.
La bondad de este mineral reside en su capacidad calórica que fue, en su momento, la base fundamental del desarrollo industrial, dando vida a las famosas máquinas de vapor.
La tecnología que depende de la energía por carbón se considera la precursora de casi toda la mecánica industrial moderna.
El carbón puede ser minado a través de túneles o por cielo abierto explotando una zona con yacimientos superficiales.
3. Gas natural
El gas natural es una fuente de energía fósil que se encuentra en estado gaseoso en las profundidades terrestres y se conforma casi de manera exclusiva por metano, una combinación de carbono e hidrógeno.
Puede encontrarse en yacimientos solitarios, aunque muchas veces acompañan a minas de carbón y pozos de petróleo.
Se extrae a través de perforaciones con tuberías de control de presión y se almacenan en contenedores hechos con aluminio.
No requiere de tratamientos específicos de refinería para la producción energética y se distribuye a través de gaseoductos. Llegan a plantas de control donde se distribuyen según las especificaciones técnicas de cada organización.
Una curiosidad sobre el gas natural es que este es incoloro e inodoro, pero, a su vez, es peligroso de inhalar, además de altamente inflamable. Para detectar fugas peligrosas, se combina con otros compuestos que le dan un fuerte y desagradable olor.
El gas natural es utilizado directamente en plantas termoeléctricas para la producción de electricidad por medio de sistemas de ciclos combinados y para la calefacción doméstica.
Otros usos destacados pueden ser la alimentación de autobuses a gas o su papel clave en los equipos de refrigeración.
El futuro de las energías fósiles
A pesar de la gran propagación de la energía proveniente de combustibles fósiles y de sus usos en casi todos los mercados industrializados, en la producción de materiales de consumo y en lo que respecta a las soluciones termo-eléctricas, sigue siendo inviable al largo plazo.
Primero que nada, este recurso es limitado y no se puede fabricar. Los científicos estiman que para finales del siglo XXI ya se habrán agotado todas las reservas.
Cabe mencionar que la combustión de los compuestos que producen la energía fósil generan una serie de contaminantes que han estado castigando fuertemente al medio ambiente.
Es necesario conseguir alternativas en el corto, mediano y largo plazo.
Impacto ambiental
Las principales preocupaciones con respecto al uso masivo de los combustibles fósiles están en la producción de gases de invernadero, responsables en gran medida del calentamiento global.
Los derivados de caucho y plástico producto del refinamiento contaminan tanto las aguas como la tierra y no se degradan con facilidad en el ambiente.
La extracción del mineral del carbón puede resultar en extremo dañino para los ecosistemas aledaños, sin mencionar que es peligrosa (como cualquier extracción).
Otro elemento de cuidado es la contaminación atmosférica producto de la combustión de estos combustibles. El dióxido de carbono, dióxido de azufre y el óxido de nitrógeno pueden dañar para siempre la calidad del aire respirable.
En los espacios altamente industrializados estos gases se acumulan en ingentes cantidades, produciendo enfermedades y cargas atmosféricas tóxicas anormales que desencadenan lluvias ácidas o nieblas fotoquímicas radioactivas.
Alternativas
Durante los últimos años ha crecido el interés por la formación de alternativas que pongan un alto al consumo de estos recursos energéticos no renovables, dando lugar a nuevas fuentes energéticas.
El problema es que la tecnología industrial moderna, así como los medios de fabricación y transporte, evolucionaron a base de los combustibles fósiles.
Conseguir la tan ansiada transición energética requerirá mucho tiempo y lo que es aún más difícil, la inversión a gran escala en estas alternativas para que puedan igualar los años de evolución de los medios convencionales.
Aunque muchas organizaciones, tanto gubernamentales como no gubernamentales, mueven millones al año en esta dirección, no han logrado igualar a los cientos de miles de millones que mueve la industria fósil de manera anual.
Pese al horizonte desalentador, si hay esperanzas o posibles alternativas que se encuentran sobre la mesa en la actualidad y que pueden darle la vuelta a este problema:
Predilección por el gas natural
Se entiende que el objetivo final es eliminar por completo la dependencia de toda la energía fósil por una alternativa más saludable y autosustentable para el planeta.
El único detalle es que, siendo realistas, esto no sucederá a corto plazo.
Una solución rápida y factible de momento es preferir al gas natural frente a otros combustibles.
El gas combustible es compatible con las estructuras tecnológicas modernas y es menos contaminante que el carbón y la combustión de los derivados del petróleo.
Esto no solucionará el problema, pero es una alternativa rentable al muy corto plazo.
Energía solar conservativa inteligente
En lo que respecta al mediano plazo se pueden reconocer alternativas como la generación autosustentable de energía solar a través de paneles fotovoltaicos.
Esta energía puede aprovecharse de tecnología emergente, como las baterías de hierro, para almacenar el suministro adicional producido en el día y utilizarlo en la noche a través de un sistema de gestión basado en AI.
Con esto, los hogares de las zonas más desarrolladas (y contaminantes) podrán producir su propia energía a bajo coste.
Vehículos eléctricos
Existen muchas alternativas a largo plazo para los combustibles fósiles. Una de ellas puede ser los vehículos autónomos eléctricos.
Estos no solucionan el problema de la producción energética contaminante, pero, al menos, no generan emisiones tóxicas al ambiente cada que se movilizan por cualquier zona del planeta.
La movilización alternativa a base de electricidad o biodiesel son opciones factibles para frenar el impacto ambiental del modelo actual a base de energía fósil.
Entender a qué se refiere el término energía fósil (o combustible fósil) es clave para tomar conciencia sobre su utilización responsable, su impacto en el medio ambiente y el camino que resta para desvincularse de ella en un futuro lejano por alternativas más sustentables. Esto, claramente, no sucederá de un solo golpe, por el contrario, hay que descifrar en qué consiste la energía fósil moderna para diseñar pasos intermedios que guíen una transición realista.
