lunes, 31 de enero de 2022

FUENTES Y USOS DE LA ENERGÍA. PILA de mi consumo personal

                                                                     Pila consumo personal

Para averiguar el consumo energético de cada persona se han de tener en cuenta sus rutinas y las diferentes actividades que lleva a cabo. Con ayuda del libro "Energía sostenible, sin malos humos" he obtenido los diferentes datos adaptándolos a mi vida diaria. El cálculo de mi pila de consumo está desglosado en diferentes apartados relacionados con: consumo del coche, avión, calefacción, luz, electrodomésticos, alimentación, fabricación de objetos y su transporte.

COCHE

Para calcular mi consumo de energía con el coche realizaré el siguiente cálculo:

Mi consumo de coche es muy elevado debido a que me tengo que desplazar desde San Sebastián a Pamplona todos los días. La parte positiva es que comparto coche con otra persona y podemos reducir el consumo de energía y con ello el gasto económico. Como docente, en nuestro calendario de curso disponemos de 185 días lectivos de los cuáles me corresponde conducir mi coche un total de 93 días por curso. Como la distancia de Donosti a Pamplona es de 84 kilómetros, al día recorremos 168 km.
  • Distancia recorrida a Pamplona y vuelta a Donosti: 93 días x 168 km = 15.540 km /curso
Además suelo visitar Valencia (574 km) 3 veces al año así que debo incluir la distancia recorrida a Valencia y vuelta a Donosti 3 veces.

  • Distancia recorrida a Valencia y vuelta a Donosti cada año: 1.148 x 3 = 3.444 km/año
Por tanto el total de kilómetros que recorro con mi coche al año es:
  • Total distancia recorrida al año: 15.540 + 3.444 = 18.984 km /año
Distancia total recorrida al día: 18.984 km/ 365 días = 52 km/día

Para calcular la distancia por unidad de combustible calculamos la inversa del consumo, que en mi coche es de 6,9 l /100 km, así que utilizaré el dato de 14 kilómetros por litro.

En cuanto a la energía contenida en un litro de gasolina, obtenemos el dato directamente y que es de 10 kWh/litro.

Con estos 3 datos obtenidos ya puedo calcular mi consumo diario de energía con el coche:



AVIÓN

Una vez al año viajo con mi familia de vacaciones a una distancia similar a la que hay de Bilbao a las islas Canarias. Voy a tomar de referencia Santa Cruz de Tenerife. La ruta en vuelo entre estos dos lugares tiene 2.032 kilómetros de distancia. El modelo de avión es un Airbus A320, con capacidad para 180 pasajeros y un consumo de combustible de 291,8 litros cada 100 km. Esto nos da un consumo de 2,91 litros por unidad de distancia. Si multiplico la distancia y el consumo de combustible obtengo el consumo de combustible para un trayecto que será de 5.913, 12 litros. Así, considerando de nuevo que el contenido de energía del combustible es de 10 kWh por litro, podemos obtener el coste energético del viaje de ida y vuelta en mis vacaciones de verano:



Al ser las vacaciones de verano, en temporada alta, he considerado que el avión está completo.

Por tanto, un viaje de estas características al año significa un gasto promedio diario de:

657 kWh/365 días = 1,8 kWh/día


CALEFACCIÓN (ACS, calefacción y refrigeración)

Agua caliente

La energía necesaria para calentar el agua desde unos 10ºC hasta unos 40ºC durante una ducha es de 1,4 kWh. Considerando que me ducho días alternos y nunca me baño, (¡ya me gustaría!) mi consumo energético de ACS es de unos 0,7 kWh/día.

Calefacción

La potencia de un radiador eléctrico es de 1 kW. En mi casa tenemos 8  unidades de calefacción y somos 2 adultos y 2 niños convivientes. La calefacción está funcionando una media de 2 horas al día durante 5 meses. Así que el consumo de energía es de 2 horas x 8 radiadores = 16 kWh/día. Al año el consumo se convierte en 16 kWh x 150 días = 2400 kWh/ año. En mi casa cada persona consume al año 600 kWh/ año que al día me da un consumo energético personal de 1,64 kWh/día.

A este dato habría que añadir el gasto correspondiente a la calefacción en el trabajo. Aquí los números se me escapan y se me hace complicado calcular el valor real, así que lo que voy a hacer es estimar un gasto energético en paralelo al del hogar. La calefacción en el hogar la utilizo por la tarde y la del trabajo por la mañana. Por tanto lo que voy a hacer es doblar el gasto para calcular aproximadamente mi consumo total de calefacción.

Total calefacción trabajo + hogar = 1,64 kWh x 2 = 3,28 kWh/ día.

ACS + CALEFACCIÓN: 0,7 kWh/día + 3,28 kWh/ día = 3,98 kWh/ día


ELECTRICIDAD

Considerando una media de 22 bombillas en el hogar (8 incandescentes, 13 de bajo consumo y 1 fluorescente) el consumo eléctrico medio por hogar destinado a la iluminación es de 410 kWh/año y estimando 2 personas convivientes. En mi caso personal el número de bombillas es similar (20) y en casa somos 4 personas. Por ello mi cálculo de consumo de luz es de 0,56 kWh/día. A este dato hay que sumar el gasto en el trabajo el cuál se estima en 1 kWh/día. Además el alumbrado público y las luces de tráfico que todos utilizamos hace que cada uno de nosotros tengamos asignado un gasto energético de 0,3 kWh/día

Total luz + hogar + trabajo + calle = 0,56 + 1 + 0,3 = 1,86 kWh/día


ELECTRODOMÉSTICOS

No dispongo de microondas, cafetera de cápsulas ni de un arcón congelador. Siguiendo los consumos de la siguiente tabla, voy a calcular mis consumos energéticos del frigorífico, vitrocerámica, horno, lavadora, secadora y lavavajillas. Son todos electrodomésticos eficientes. Los valores de consumos obtenidos lo dividiré entre 4 (personas convivientes)


                                            “Energías sostenibles. Sin malos humos” UPNA


En mi hogar dispongo de un frigorífico con un consumo de 0,5 kWh/día. Repartido entre 4 convivientes, me corresponde un consumo personal de 0,125 kWh/ día

En mi cocina la placa de vitrocerámica la uso sobre todo para las cenas, durante una hora, lo que tiene un consumo de 3,2 kWh al día. Por persona en mi hogar el resultado es de 0,8 kWh/día.

En mi casa la lavadora la utilizamos cada 2 días durante 1 hora. Así que teniendo en cuenta la tabla de consumos de los electrodomésticos se obtiene un consumo de 1 kWh cada dos días, resultando 0,5 kWh/día. Entre los 4 convivientes, mi consumo de la lavadora es de 0,125 kWh/día.

La secadora, en cambio, la ponemos durante 2 horas cada dos días. Esto quiere decir que hacemos un consumo diario de 1 hora lo que nos da un gasto de 2 kWh/día. Lo dividimos entre 4 y me da un resultado de 0,5 kWh/día.

El lavavajillas lo utilizamos cada 2 días durante 1 hora. Extrapolando con los valores de la tabla nos da un consumo de 0,5 kWh/día. Y de nuevo obtengo un consumo personal de 0,125 kWh/día.

Del resto de dispositivos electrónicos que hay en mi casa, el más significativo es la televisión. No disponemos de impresora, aspiradora, juegos, proyector u ordenador de mesa. La televisión tiene un consumo de potencia de 100 W. Si 40 W de consumo equivalen a 1 kWh/día, mi televisión tiene un consumo de 2,5 kWh/día. Suele estar encendida una media de 2 horas al día, que dividiendo entre 4 personas en casa, el consumo que me corresponde es de 1,25 kWh/día.


Total electrodomésticos: 

frigorífico + vitrocerámica + lavadora + secadora + lavavajillas + televisión = 

0,125 + 0,8 + 0,125 + 0,5 + 0,125 + 1,25 = 2,925 kWh/día


ALIMENTACIÓN

Mi peso es de 53 kilogramos y soy una persona moderadamente activa. Me corresponden 1904 calorías al día que debo obtener a través de los alimentos. Equivale a un consumo energético de 2,21 kWh al día. Este sería el consumo mínimo de alimentos para mí. Veamos si el coste energético es equivalente.

  • Coste energético de beber leche: el consumo energético de beber medio litro de leche (para mí equivale al vaso de leche del desayuno y los dos cafés con leche al día) junto con 50 gramos de queso equivale a 1,2 kWh/d

  • El coste energético de consumir un huevo al día es de 0,5 kWh/d.

  • Comer carne tiene un alto coste energético porque se consume una elevada cantidad de energía también para alimentar al animal. Personalmente tengo la mitad de consumo de carne que la media en España que son 140 g diarios de carne (formada por cantidades iguales de pollo, cerdo y ternera). Utilizaré el dato de 100 gramos para obtener un valor más aproximado a mi realidad. Extrapolando a la cantidad de carne que se necesita del animal vivo sería de 48,5 kg, que corresponde con 72,75 kg de animal (ya que solo dos tercios del animal se convierten en carne para consumir, el resto son huesos y vísceras). Si los 72,75 kg de animal tienen los mismos requerimientos energéticos que un humano, cuyos 65 kg consumen 3 kWh/d, la energía requerida será:




  • El coste correspondiente al consumo de maquinaria agrícola y al regadío es de 2,5 kWh/d (según estudio realizado por IDAE (Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía)


  • Total coste alimentación: 1,2 + 0,5 + 3,03 + 2,5 = 7,23 kWh/d


FABRICACIÓN DE OBJETOS

Los siguientes datos han sido obtenidos de “Energía sostenible. Sin malos humos”. UPNA

  • Envases ligeros: 1,5 kWh/d

  • Vidrio: 0,5 kWh/d

  • Electrodomésticos y electrónica: 6 kWh/d por hogar. Lo divido entre 4 personas: 1,5 kWh/d

  • Pilas: 0,1 kWh/d

  • Ropa: 0,5 kWh/d

  • Periódicos, revistas y propaganda impresa: 1 kWh/d

  • Casa: 1 kWh/d

  • Coche: 14 kWh/d

  • Carreteras. 1,4 kWh/d


Total fabricación de objetos: 1,5 + 0,5 + 1,5 + 0,1 + 0,5 + 1 + 1 + 14 + 1,4 = 21,5 kWh/d


TRANSPORTE DE OBJETOS

  • Por carretera: 12 kWh/d

  • Por mar: 5 kWh/d

  • Aéreo: 0,075 kWh/d

  • Ferroviario: 0,04 kWh/d

  • Suministro y tratamiento de aguas: 0,16 kWh/d

  • Desalación: 0,15 kWh/d

  • Mercados minoristas: 0,5 kWh/d


Total transporte de objetos: 12 + 5 + 0,075 + 0,04 + 0,16 + 0,15 + 0,5 = 17, 925 = 18 kWh/d


Mi pila de consumo personal quedaría así:

Transporte mercancías = 18 kWh/d

Fabricación cosas = 21,5 kWh/d

Alimentación = 7,23 kWh/d

electricidad = 1,86 kWh/ día + 2,925 = 4,785 kWh/d

calefacción = 3,98 kWh/día

avión = 1,8 kWh/d

coche = 37,14 kWh/d

Consumo de Yolanda = 94,435 kWh/d


 Por tanto mi consumo personal supera al de la media en España que es de 85 kWh/d. Soy consciente de que mi consumo de combustible es elevado. Mis viajes diarios al trabajo en coche hacen que mi media de consumo sea más elevada. Una solución a esto sería comprar un vehículo híbrido o utilizar el transporte público. En cuanto al vehículo espero que pronto se abaraten los precios y dispongamos de una red suficiente para cargar el vehículo sin problemas. En cuanto al transporte público hoy en día me supone una inversión de tiempo que dobla a la del transporte en coche.

En el hogar podría sustituir la secadora por colgar la ropa en la terraza pero esto depende de la lluvia. 

Y por lo demás, cambiar otros hábitos como la alimentación y renovar todas las bombillas de la casa que no sean de bajo consumo por otras más eficientes.


miércoles, 26 de enero de 2022

MATEMÁTICAS PARA LA VIDA COTIDIANA. Historia de Google

                                                                     Historia de Google

Larry Page y Sergei Brin, que en 1996 crearon el buscador más famoso de internet, Google, se conocieron en la Universidad de Stanford mientras realizaban el doctorado en Ciencias Informáticas. Era la época en que Internet llevaba varios años desarrollándose y las transferencias de hipertextos entre universidades cada vez eran más numerosas hasta que poco a poco se consiguió que usuarios externos pudieran acceder a estas antiguas páginas webs.

Por tanto se hacía necesaria la creación de buscadores para poder acceder de manera más concreta a la información, cada vez más extensa, en el “vasto océano” de Internet. Larry Page y Sergei Brin se conocieron en ese momento y su mutuo interés por la creación de un buscador que fuera realmente efectivo les hizo concentrar toda su dedicación en este objetivo. Abandonaron sus estudios doctorales y se volcaron únicamente en la creación del buscador Back Rub, que pasó a llamarse Google en 1997, inspirados en el término matemático “gúgol” que quiere decir 10 elevado a la potencia de 100.

Para desarrollarlo necesitaron de varios inversores que confiaron en el proyecto. Se puede decir que todo empezó en un garaje alquilado que llenaron con numerosos servidores y dos routers. Durante meses desde su creación, el proyecto continuó en el garaje. En poco tiempo Google se iba convirtiendo en el buscador más utilizado para buscar información concreta en Internet, superando incluso al que en esa época era el más popular, Altavista.

¿Qué es lo que hacía que los usuarios se decantaran por Google en lugar de otros buscadores? ¿Qué lo hacía diferente?

Para la redacción de este artículo he utilizado Google para buscar información. Con tan solo las palabras “historia” y “google” en la barra de búsqueda, Google ha tardado 0,75 segundos en encontrar aproximadamente 2.970 millones de páginas relacionadas. ¿Y por donde empiezo yo a leer? ¿Cuál de todas escoger? ¿Qué páginas son las más adecuadas para encontrar la información que quiero? Google me lo dice. Ordena las páginas de  manera que las primeras seleccionadas son las más importantes. Para clasificar esta información en función de algo tan subjetivo como la “importancia” Page y Brin tuvieron que utilizar una serie de algoritmos. Sin entrar en estas fórmulas matemáticas, a grosso modo lo que hicieron fue lo siguiente:

Primero asignan un valor numérico mayor a aquellas páginas con mayor número de menciones. De esta manera se convierte la” importancia”, que es algo subjetivo, en algo objetivo y que refleja el número de páginas que enlazan a una determinada página. Las conexiones entre páginas webs en el ancho mar de internet, se representan con grafos.



A su vez se crea otra ecuación que defina la importancia de estas páginas “importantes” en función de la importancia de las páginas web que enlazan a aquellas páginas (sumatorio de “importancias”)

Además, matemáticamente se asigna un peso importante al hecho de que a un determinado nodo del grafo se llegue con mayor facilidad (mayor probabilidad cuando se navega de una forma aleatoria (“surfista aleatorio”)

Todas estas premisas se agrupan en un algoritmo y junto con otra mejoras se convierte en lo que hoy es Google. Con un click, selecciona, clasifica y ordena millones de páginas en menos de un segundo.


viernes, 21 de enero de 2022

FUENTES Y USOS DE ENERGÍA. Visión situación energética

                                                         Visión situación energética

La manera en que obtengamos la energía para el funcionamiento del mundo moderno tiene diferentes consecuencias. La evidencia científica nos dice que es muy probable que la quema de combustibles fósiles esté causando el calentamiento global. Los gases de efecto invernadero producidos por la utilización de las llamadas fuentes de energía convencionales como el dióxido de carbono, están aumentando el efecto invernadero en la atmósfera. En la siguiente gráfica se muestran las concentraciones de CO2 a lo largo de miles de años. Nunca había sido tan elevada como hasta ahora. (en 2013 se calcularon estas emisiones en torno a 43 mil millones de toneladas equivalentes de CO2, significando “equivalente” el mismo efecto de calentamiento durante un intervalo de tiempo de 100 años).

                        (Fuente: Nasa Global Climate Change)

Pero es que además existe una relación con el aumento de la temperatura que es innegable. En la siguiente gráfica se observa como la temperatura y el dióxido de carbono aumentan de forma paralela.

                            Fuente: Climate.gov

Y a su vez aumenta también de forma paralela la población mundial demostrando la estrecha relación con las necesidades energéticas de la sociedad.

                            (Fuente: Climántica.org)

Aunque la situación energética mundial implica a todos es justo destacar que no todos los países emiten la misma cantidad de dióxido de carbono. Enla siguiente gráfica se comparan las emisiones de CO2 por persona y año en cada país:

                    (Fuente: “Energía sostenible: sin malos humos”, Ed: UPNA)

Si todos los habitantes del mundo (7 mil millones de personas) se repartieran por igual la cantidad de emisiones ésta sería de unas 6 tCO2 por persona y año.

Aunque la relación causa efecto entre aumento de concentraciones de dióxido de carbono y cambio climático es complicado de demostrar, el IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático) realiza un análisis en su último informe donde inciden en queel calentamiento global de 1,5ºC e incluso de 2ºC se sobrepasará durante el siglo XXI si no se producen unas reducciones profundas en las emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero a la atmósfera en las próximas décadas”.

La opción objetiva para reducir las emisiones de gases efecto invernadero sin renunciar a las necesidades energéticas será la sustitución de las fuentes de energía convencionales por las renovables. Para abordar este cambio 197 países adoptaron en el Acuerdo de París unas medidas para conseguir limitar el aumento global de la temperatura en 2ºC antes de 2050.

Este acuerdo supone un cambio drástico en las sociedades que implica no solamente cambiar las fuentes de energía sino también un cambio social de cambio de hábitos. Para que este objetivo se cumpla se tendrá que pasar de 6 tCO2e por persona y año a tan solo 1tCO2e. Esto supone todo un reto para aquellos países que emiten mucho más que esas 6tCO2e por persona y año.

Cierto es que el uso de fuentes renovables está aumentando pero no a un ritmo suficiente.



 El último informe de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) advierte que el crecimiento de las energías renovables deberá duplicarse para lograr el objetivo de emisiones netas cero para 2050.

Todos estos datos no ayudan a tener una visión esperanzadora de nuestro futuro energético y climático. Es cierto que los números son abrumadores y pesimistas pero también es cierto que hay una voluntad de cambio. Ya se está produciendo aunque el tiempo apremia. Por todo el mundo no cesan de aparecer ideas nuevas e innovadoras para obtener fuentes de energías limpias y renovables. El Sol, el viento, el agua, cada región del mundo es diferente y en cada punto del planeta la ciencia encuentra una solución particular. Algunos ejemplos: