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46. El consumo de agua en España

Aún con una población de siete mil millones de personas, el caudal medio del río Miño se bastaría para dar de beber a todo el mundo. De hecho, la capacidad embalsada de la cuenca hidrográfica del Miño-Sil, -unos 3,03 km3– basta para acumular el agua que la población del planeta necesita beber en un año. Por supuesto, en nuestra vida diaria usamos el agua para otras muchas cosas, como cocinar, lavarnos, llenar piscinas o regar jardines, pero aún así la capacidad embalsada en España, -unos 56 km3-, sería suficiente para almacenar el agua de novecientos millones de personas durante un año con un uso personal de unos 170 litros diarios, que es el actual consumo doméstico medio de los españoles.

Pero esta aparente abundancia es engañosa. El consumo doméstico representa en torno a un 10-15 % del consumo total de agua; la mayor parte -alrededor de un 80 %- se destina a riego agrícola y en torno a un 5 % es consumo industrial. Así, los 170 litros se convierten en 1700 litros por persona y día, unos 28 km3 de agua consumida cada año en España, Además, este consumo no cuantifica las pérdidas por transporte, difíciles de calcular pero que se estiman entre un 10-20 % en los ámbitos urbanos y puede que más en el transporte para riego. El consumo final de 30 Km3/año supone algo más de la mitad de la capacidad de embalse del país, que dispone de una capacidad de acopio para algo más de año y medio. ¿Es esto suficiente? ¿Qué posibilidades tenemos de aumentar el consumo?

Las precipitaciones medias en España peninsular son de 650 l/m2 y año, y la superficie es de unos 480.000 km2, lo que resulta en unos recursos potenciales absolutos de 312 Km3. No obstante, a estas lluvias hay que restarles la evaporación del agua del suelo por el calor y por la respiración de las plantas. Estas pérdidas se evalúan mediante la evapotranspiración potencial –ETP- que en España alcanza valores muy altos, mayores de hecho que las precipitaciones en buena parte del territorio. Por supuesto, la ET-real no puede ser mayor que las precipitaciones, de modo que en Galicia, donde el balance hídrico es positivo la ET-real se ajusta a la ETP, y en la vertiente mediterránea, donde el balance es negativo, la ET-real se ajusta a las precipitaciones.

Con valores mayores de ETP que de precipitaciones las lluvias se evaporan y los suelos se secan, por lo que –salvo el caso de lluvias torrenciales, que generan otros problemas- no llega agua a los embalses y se produce la sequía. En todas partes -incluso en Galicia o la cornisa cantábrica- los suelos se secan en verano y los ríos pierden caudal, a la vez que la demanda de agua para consumo humano y agrícola aumenta por causa del calor.

Así que de los 312 Km3 de lluvias medias que cada año caen en España, solo un tercio, unos 100 km3 llegan a los ríos y pueden ser embalsadas. Si descontamos un 25 % de mínimo caudal ecológico para que los ríos y los ecosistemas que dependen de ellos no desaparezcan convertidos en acequias y desiertos, tenemos cada año circulan por nuestros ríos 75 km3 embalsables, de los que consumimos el 40 %.

Pudiera parecer que todavía hay margen para aumentar el consumo y volumen de agua embalsada, pero en España tenemos ya más de 1200 presas, más que cualquier otro país europeo y sólo somos superados por países gigantescos como USA, China o India. El caso es que los mejores lugares para construir presas ya las tienen y con la configuración de nuestros ríos y cuencas, el embalsado de aguas fluviales está próximo al límite de utilidad económica. Además, las zonas de excedente y déficit hídrico –Galicia y cornisa cantábrica por un lado y el Levante mediterráneo y Andalucía por otro- están en extremos opuestos de la Península, separadas por zonas montañosas que convierten los trasvases en empresas ruinosas.

Así pues, el consumo de agua actual, -que supone casi un 60 % de la capacidad de embalse-, está ya en el límite operativo que imponen las fluctuaciones meteorológicas anuales y su crecimiento se acerca al límite de marginalidad económica, de modo que ya no solo constituye una amenaza para la vida de las zonas húmedas y estuarios, sino que entra en competencia con el aprovechamiento del agua embalsada para la producción de energía hidroeléctrica y señala el punto de inflexión en el que las políticas de oferta deben ceder el paso a las del lado de la demanda, es decir, de la racionalización del consumo.

 

petroleo hubbert 3

32. Análisis de la producción histórica de petróleo mediante múltiples curvas Hubbert.

En 1969, Hubbert calculó que el cenit mundial del petróleo se alcanzaría entre el año 1990 y el año 2000. Para obtener este resultado aplicó dos estimaciones de reservas de petróleo recuperable de 1350 Gb y 2100 Gb (1,35 y 2,1 billones -españoles- de barriles) al ritmo de consumo de petróleo en el siglo XX, que se ajustaba como un guante a su curva logística.

Sin embargo, Hubbert falló en su previsión. Para empezar, los hechos han demostrado que la cantidad de petroleo recuperable por métodos convencionales en todo el mundo se encontraba en el entorno de su estimación más optimista, y puede que la rebasase ligeramente. Y Hubbert no previó -ni podía haberlo hecho- las crisis del petróleo de 1973-1979. El resultado es que el pico de petróleo se ha retrasado, y los analistas han tenido que reconstruir la curva de Hubbert añadiendo esta contingencia. Pero la mayor parte de las previsiones hechas desde entonces siguen sin encontrar un punto de acuerdo. El desconcierto es tan grande que ni siquiera hay unanimidad sobre si hemos pasado ya el dichoso pico, y hasta la noción de pico ha sido puesta en cuestión (por ejemplo: aquí y aquí).

La razón de esta confusión es que los modelos contemplan la curva de Hubbert de forma rígida, determinista y estúpidamente estática, y -al fin y al cabo- la minería es una actividad económica y como tal está sujeta a la eventualidad histórica.

El argumento central de mi interpretación es que el ciclo de Hubbert tiene lugar en el tiempo y que por tanto puede truncarse y modificarse, que es lo que pasó en 1980 tras las crisis del petróleo. En aquel momento se esfumó la idea de un petróleo abundante y barato y las economías desarrolladas -en especial la europea y japonesa- pasaron a ahorrar petróleo, si no en términos absolutos sí en relación a la unidad de PIB. Así pues, a partir de las crisis de 1973-1979, las expectativas económicas quebraron el ciclo de producción de “petróleo barato” iniciado a principios de siglo XX e iniciaron un nuevo ciclo de producción de un “petróleo escaso”. Es este ciclo de petróleo escaso el que hoy se encuentra en su máximo, que muchos confunden con un máximo de producción absoluto y en el que tienden a ver el pico del petróleo que predijera Hubbert.

En el gráfico siguiente, tomado de una publicación del Institute for Defense Analyses de los EEUU, tenéis un ejemplo de la típica reconstrucción de la curva de Hubbert sobre los datos de producción. No dibujan la curva en su primera mitad porque en realidad el ajuste es bastante forzado, y el dibujo les quedaría bastante feo.

Pero para que podáis haceros una idea de lo que se oculta, yo os pongo una reconstrucción muy similar a la anterior, con una producción total de 2200 Gb y un pico de 30 Gb en 2006. Añado también -en gris- una curva ajustada a la producción real hasta 1972, que resulta en un pico de 45 Gb hacia 1995, en términos similares a los previstos por Hubbert.

Antes de seguir quiero decir que mis datos de producción son del Shift Project Data Portal, que son ligeramente inferiores a los de Earth Policy Institute o los de BP y muestran una crisis del petróleo menos acusada, pero forman una serie mucho más larga y, de hecho, son los únicos que encontré que se remontan a 1900.

La crisis del petróleo de 1973-1979 eliminó toda posibilidad de logar un buen ajuste de la producción acumulada de petróleo a una única curva de Hubbert, generando una incomodidad.general.  Para resolver este desajuste, hay quien añadió a la curva de Hubbert un chapucero pegote a modo de joroba que eliminaba la crisis y convertía el consumo de los sesenta en una especie de “burbuja de producción”.

Sin embargo, para la mayoría de los analistas el mayor problema surge de la aparente tendencia lineal que ha adoptado la gráfica de producción en los últimos treinta años. Para  explicar esta tendencia, alguien -no sé quién- se ha sacado de la manga una hipotética “limitación de la demanda” que impediría a la producción seguir la curva teórica de Hubbert . De este modo los analistas quieren cuadrar el círculo, pues extrapolando de hecho una tendencia lineal hacia el futuro se justifican en el modelo de Hubbert, que sigue una función probabilística y basándose en este modelo conceptual buscan desesperadamente un “pico de producción” que, evidentemente, no encontrarán aplicando una función lineal.

Del mismo informe del IDA tomo este gráfico con el típico ajuste del pico de Hubbert “a la última moda”, con la proyección de crecimiento lineal de la producción “limitada por la demanda” y ya la cola de producción descendente típica de la curva de Hubbert. Un engendro.

En el gráfico anterior muestro mi propio ajuste, con un primer ciclo de petróleo barato con su cenit  -sólo algo menor que el total- en 1981, y un segundo ciclo -el actual- de petróleo escaso hasta el agotamiento. Este es el peor escenario posible. El segundo ciclo lo obtengo de restar el primero a la producción total (la línea roja) y ajustar a esta línea la producción de reservas estimadas de petróleo convencional no producidas por el primer ciclo.

Lo curioso es que un rápido aumento de la producción en estos últimos años del ciclo sería la evidencia de que nos encontramos en un fin de ciclo, una especie de canto del cisne en la producción de petróleo. Por fortuna, los últimos datos de producción y las estimaciones para 2013 (por ejemplo de la IEA) no parecen mostrar evidencias de aceleración en la producción, por lo que este escenario no parece probable.

Y en este gráfico muestro el escenario más favorable. En 2010 habríamos superado ya el máximo de “petróleo escaso”  y nos encontraríamos en el inicio de un tercer ciclo de “petróleo no convencional”. Este escenario asegura un suministro creciente de petróleo hasta casi la mitad del siglo y -sobre todo- daría tiempo a la industria a crear un nuevo ciclo de producción o, quizá, una alternativa viable al petróleo.

El ciclo de Hubbert se basa en una larga experiencia que nos dice que los mineros entablan una dura competencia por explotar los yacimientos más valiosos y fáciles de extraer, y sólo cuando estos recursos se agotan  pasan a explotar otros menos valiosos o más costosos. Es una ley económica simple -la del máximo beneficio- que al enfrentarse a una distribución logarítmica de leyes mineras resulta en una función probabilística de producción. De este modo, cada ciclo está definido por las capacidades tecnológicas y las perspectivas económicas.

Las crisis del 1973-79 -provocada por cuestiones geopolíticas- adelantó el escenario de petróleo escaso dos o tres décadas antes de lo previsto y de un modo repentino. Aunque la producción podía haber aumentado unos años más al ritmo de los años sesenta,  cambiaron las perspectivas económicas. En el nuevo escenario económico de petróleo escaso -aunque fuese una escasez forzada por el monopolio de la OPEP-, resultaba más rentable maximizar la producción frente al beneficio por unidad producida, por lo que compensó extraer los recursos más caros para cada nivel de precios antes que agotar los recursos más baratos. Como resultado se desarrollaron métodos para extraer petróleo caro aún cuando seguía habiendo cuantiosas reservas de petróleo barato, y fueron estas tecnologías las que abrieron el tercer ciclo, que es hoy el Ciclo de petróleo no convencional.

Al final, que la crisis del petróleo tuviera lugar antes de haber alcanzado el pico del petróleo posiblemente ha evitado una crisis mucho mayor al intercalar entre el petróleo convencional y el no convencional un ciclo-puente de petróleo escaso. Gracias a las crisis de 1973-1979, la transición entre los ciclos 2 y 3 del petróleo podrá realizarse de modo mucho menos dramático, incluso puede que manteniendo la producción total en crecimiento constante, tal y como se muestra en el gráfico del escenario favorable.

El actual debate sobre el futuro del petróleo se articula en torno al aumento de reservas que ha supuesto el desarrollo de los tecnologías de extracción y producción no convencionales. Los agoreros tachan de ilusos a quienes quieren esperan una nueva era de petróleo barato, y los optimistas acusan a aquellos de menospreciar o ignorar el aumento de reservas que añaden los recursos de petróleo no convencional. En mi opinión unos y otros tienen solo parte de verdad: la industria del petróleo y la economía mundial está entrando en un nuevo ciclo de petroleo no convencional: abundante y caro.

El escenario favorable nos evitará la gravísima crisis energética que ocasionaría la disminución de la producción de petróleo, aunque ya nada será igual: el petróleo caro que proporcionarán las reservas no convencionales ya no podrá ser el motor económico sobre el que sustentar el crecimiento. Más bien al contrario, el desarrollo del Ciclo 3 dependerá de que la economía sea lo bastante productiva como para poder pagar el petroleo no convencional, abundante pero caro. Este tercer ciclo nos adentrará en una economía no petrolífera.

En un futurible cuarto, quinto o sexto ciclo, la extracción de petróleo requerirá más energía que la que proporciona su combustión, y en consecuencia dejará de ser de ser una fuente de energía primaria para convertirse en otra materia prima mineral, con variadas aplicaciones y calidades, como el cuarzo, la bauxita o la sal. Entonces el petróleo habrá completado su gran ciclo histórico, convertido en auténtico oro negro.

ciclos  oro XIX XX XXI

31. Ciclos Hubbert de producción de oro desde el siglo XIX y una proyección para el siglo XXI.

Primero los datos:

quinquenales para el periodo de 1835 a 1845 de aquí, anuales para 1900 a 2009 del USGS y de 2010 y 2011 de aquí.

Y empiezo por los datos de producción anual del siglo XX.

El resultado del ajuste son cuatro ciclos bien definidos y el inicio de un quinto ciclo que debería alcanzar su máximo en 2022.

El ajuste entre los datos y la sumatoria de los cinco ciclos (línea a trazos del gráfico) es de R2=0,975.

El ajuste no es difícil porque los máximos están bien marcados por periodos de menor producción a modo de crisis mineras. Hay que notar que aunque en este caso coinciden, los máximos cíclicos no tienen por que manifestarse como máximos de producción real, que viene dada por la sumatoria de los diferentes ciclos. Que así sea depende de la frecuencia y amplitud con que se suceden los propios ciclos, y adelanto ya que esto no ocurre para otros metales (por ejemplo la plata). Pero que ocurra con el oro ayuda bastante a hacer el ajuste.

Antes de seguir, quiero avisar que estos ciclos no deben interpretarse de un modo determinista. Ni mucho menos. De hecho pueden quebrarse y modificarse, y aquí adelanto que el petróleo ofrece un ejemplo magnífico de cómo un ciclo puede truncarse y dividirse. Así que quien tenga la tentación de usar los ciclos de Hubbert como medio para hacer proyecciones -y sobre todo si es con la intención de hacerse rico-, aviso que este análisis puede ser tan inútil como cualquier otro. No obstante, esta herramienta es excelente como método de interpretación de las tendencias históricas, tanto que -como nos indica la experiencia- cada ciclo histórico no solo proyecta su influencia hacia el futuro sino también hacia el pasado, que se ve así reinterpretado a la luz del presente. Es quizá esta capacidad retroactiva del análisis cíclico lo que lo hace fascinante.

Así pues, el Ciclo 5 -si no hay un brusco cambio en la economía mundial– alcanzará su máximo de producción hacia 2022, repitiéndose el periodo casi perfecto de 27 años que se ha sucedido desde 1912.

Agrupando los datos anuales de producción de oro de USGS en quinquenios, podemos extender este análisis hasta 1835, de modo que se añaden tres nuevos ciclos cuyos máximos tuvieron lugar durante el siglo XIX. A pesar de la pérdida de detalle al agrupar los datos por quinquenios, el ajuste sigue siendo bueno, con un R2 de 0,99 para todo el periodo.

El siglo XIX queda definido por tres ciclos de unos tres mil toneladas de producción total y un máximo de producción (por quinquenio) en torno a las 800 Tn. Pero más que la cuantía, la gran diferencia entre el siglo XIX y el XX es que los ciclos I, II, III muestran una situación estacionaria, más bien de agotamiento tras el enorme cambio de magnitud en la capacidad minera que supuso la revolución industrial.

Entre 1835 y 1839, primer periodo para el que dispongo de datos globales, la producción de oro mundial era de unas cien toneladas, y en solo dos décadas se multiplicó por diez superando las mil toneladas entre 1850 y 1855, cuando la fiebre minera de California. Hay que tener en cuenta que la producción acumulada de oro de todo el imperio colonial español en América fue de casi mil setecientas toneladas extraídas a lo largo de tres siglos  -de 1492 a 1810-, y el pico de producción en un periodo de cinco años debió de rondar las ochenta toneladas -hacia 1780-.

La revolución industrial no solo aportó a la minería el poder de las máquinas -y sin duda aquí la diferencia fundamental fue la capacidad para moler la roca a una escala desconocida- sino un nuevo tipo de organización industrial capitalizada y tecnificada. Desde un punto de vista histórico, la tradicional minería de cuadrillas -que hoy sigue funcionando en las explotaciones de oro de Sudamérica y África- se convirtió en un asunto marginal.

Aproximadamente a partir de 1870, la nueva industria eléctrica permitió introducir motores en las minas que no consumían ni contaminaban el aire, de modo que las galerías y pozos pudieron mecanizarse y hacerse más y más profundas. Este fue el punto decisivo que permitió romper la tendencia de los ciclos del siglo XIX iniciándose una nueva serie de ciclos mineros que se han sucedido con una periodicidad de 27 años y niveles crecientes de producción de oro total y pico.

Tanto los ciclos del XIX como los del XX muestran entre sí una relación lineal entre las cantidades totales producidas y el máximo de cada ciclo, parámetros que caracterizan los ciclos mineros y que permiten estimar hacia donde evoluciona cada fase histórica.

Aunque, como dije antes, sería un error interpretar estas relaciones de un modo determinista, ofrecen interesantes puntos de referencia. Por ejemplo, si quisiéramos evaluar la posibilidad de un hipotético Ciclo 6 centrado en torno a 2049, será importante estar atento a las cifras de producción a partir de 2022, cuando el Ciclo 5 comience a declinar. Si no hubiera un cambio a un nuevo periodo histórico, el Ciclo 6 debería mantener la relación lineal con los anteriores, lo que permitiría fijar su cuantía, igual que yo he fijado el Ciclo 5 a partir de su inicio. 

En cualquier caso, siempre existe la posibilidad de un cambio tecnológico o económico que introduzca una ruptura y convierta toda prospectiva en un ejercicio meramente especulativo. Para este caso, yo ya he apostado al próximo cambio decisivo: la automatización de las explotaciones mineras.

Considerando la increíble cantidad de oro que se extrae hoy día, ya hay voces que auguran que jamás podremos superar los actuales niveles. Que podamos hacerlo tras la próxima crisis del máximo de 2022 dependerá de sistemas de explotación minera en desarrollo en los próximos diez años, uno de estos sistemas, más próximo al concepto clásico de robot, es la minería de los fondos oceánicos, y sin duda la industria petrolífera tiene mucho más que aportar aquí que la actual industria minería metálica; el otro tipo de explotación automatizada depende aún más de la industria del petróleo: los nuevos métodos de fracturación de las pizarras y flujo inducido de los petróleos pesados que contienen podrían derivarse hacia la minería metálica para lixiviar yacimientos situados a miles de metros bajo la superficie extrayendo los fluidos enriquecidos en metales. Y todo desde la cómoda y segura superficie.