(Español) Cuatro cosas básicas sobre entropía que todo ecologista y/o interesado en el pico del petróleo, los límites del crecimiento y el colapso de la civilización debería conocer

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8 Responses to (Español) Cuatro cosas básicas sobre entropía que todo ecologista y/o interesado en el pico del petróleo, los límites del crecimiento y el colapso de la civilización debería conocer

  1. Disculpa la vía para hacer la pregunta, pero estamos teniendo un animado debate donde ha salido vuestro trabajo sobre el potencial de generación de energía eólica respecto al enfoque top-down y a considerar que no hay intercambio entre las diferentes capas, es decir, respecto a los límites físicos. En el debate que hubo en The oil Drum manifestabas que está postura se adoptaba por las siguientes causas “Some energy form the higher layers will dissipate into the lowest layer and some energy will dissipate from unsuitable to suitable areas. But also the reverse, and, as far as the models presently show the reverse effect will be greater, I think we are optimistic with the assumption of no interchange. But yes, “it merits a much more detailed study”. La postura contraria que mantiene Stefan Nolte dice que tu enfoque es multiplicar factores a “boleo” para obtener un resultado. Dice que el enfoque correcto es bottom-up de mesoescala. La critica se basa en lo que denomina fujos turbulentos que se producen cuando extraes energía de la capa inferior esta la recupera de las superiores a més de otros factores que no cita “porque sería un no acabar”. Como economista me encuentro un poco perdido, pero tengo la mosaca detras de la oreja con los enfoques bottom-up que suelen llevar a falacias de composición. Si lo interpreto correctamente, permiteme la libertad, sería en este caso la violación del principio de conservación de la energía. Como en el debate manifestaste que merecia consdireción me gustaría saber si ya lo habeís hecho. Perdón por las molestias.

    Saludos

    • Hola Jordi.
      En realidad hicimos un esfuerzo posterior para profundizar en el límite de la eólica, pero nos fallaron las fuerzas para publicarlo por varias razones. Una es que supone mucho esfuerzo publicar cosas controvertidas y que van contra el “mainstream”, otra es que la recepción del primer artículo no se quiso entender porque al margen de que nuestro 1TWe de límite fuera correcto o no, lo más importante era la denuncia de las metodologías bottom-up pues violaban el primer principio de la termodinámica (y como mostró el equipo de Kleidon del Max Planck, también el principio de conservación de la cantidad de movimiento). Una tercera razón es que en vez de reconocer el fallo metodológico y agradecer nuestra contribución (la del Max Planck y la nuestra) nos atacaron, a la vez que “sutilmente” y entre líneas, reconocían que la teníamos -pero esto no llegó a ningún medio de comunicación ni revista científica y la cosa quedó en nada-: Jacobson es capaz de publicar 5 artículos en el tiempo que nos lleva a nosotros publicar 1, y esto cansa, sobre todo cuando tienes en cola que se han exagerado el resto de renovables y de no renovables (véase el resto de nuestros artículos).
      Finalmente rehicimos los cálculos y el resultado es: 0,75-1,5 TWe netos partiendo de la hipótesis de que un 10% vendría de parques marítimos y un 90% en suelo (por supuesto hay quien sueña con irse más allá de la plataforma continental, da igual el hundimiento de la TRE que eso supone y las necesidades de materiales, ante el tecno-optimismo no se puede argumentar). La cosa es tan simple que el que no quiera verla es problema suyo, lo que incluye a Stefan Nolte. Me explico. En la zona del ABL (desde donde vamos a sacar siempre la energía) se disipan sobre los suelos unos 90TW de vientos, como lo captable por molinos siempre será un porcentaje pequeño de esa fuente energética (la mayoría de los espacios no son usables por bajos vientos, otras infraestructuras, desiertos helados, desiertos cálidos, altas montañas, etc.) resulta que la cantidad de energía que puedes detraer nunca será significativa y por tanto aunque lo que sacas sea extra y venga de la nada o de arriba, nunca cambiará nada. Si lográramos extraer del ABL 10 TW y finalmente el sistema se las apañara para que renacieran de arriba esos 10TW (lo que violaría el segundo principio por cierto), finalmente seguirías limitado en vez de por 90TW por 100TW y su distribución. Es obvio que es la distribución actual de vientos (allí donde soplan más), donde vas a poner los molinos y la cantidad de sitios disponibles reducen más bien al 3% o así la cantidad de vientos con los que vas a interaccionar respecto al total que sopla, así que el 3% de 90 o 93TW (suponiendo que sean gratis y se repongan los 3 de arriba), siguen siendo 3. En electricidad neta, 1TWe.
      Y sí, hemos hecho un bottom-up también pero realista (si sopla viento en una autovía, da igual, no vas a poner molinos a menos de 100 metros de ella), y como era de esperar tiende a dar un poco menos que el top-down.
      Pero da igual, el que no quiere verlo no lo verá nunca, aunque se violen los principios de la física más elementales.
      Por cierto, estos días de viento he observado que mi vehículo en autovía gasta aproximadamente un litro más a los 100Km (normalmente el viento, salvo que te de casi justo de cola te perjudica). Si cada vehículo realiza al año 1000 Km en esas malas condiciones, resulta que gastamos en gasolina por culpa del viento más del 10% de lo que nos proporcionan los molinos (aunque la electricidad es más eficiente que el contenido calórico de la gasolina). Supongo que si sumamos camiones y otros vehículos (camión, tren, avión, barco, bicicleta) la cosa se dispara. Este es el tipo de cálculos que no se hacen pero que te dan idea de las realidades.
      Carlos de Castro

      • Muchisimas gracias Carlos. Soy consciente de lo díficil que es luchar contra la corriente dominante. En economía hay viento huracanado para quien se sale de la linea marcada.
        Por otra parte, después de muchos años de discusiones veo de lejos quien se dedica a descalificar sin ton ni son, haciendo afirmaciones que son igual de rotundas que de faltas de contenido aunque no sea un experto en el tema. Afirmar que cierta metodología es una “castaña”, diciendo que multiplicar lo sabe hacer un niño pequeño o que siguiendo la metodología top-down habría en estos momentos países enteros sin vientos creo que no dicen mucho del autor de los mismos. Él insiste también en los modelos de circulación 3D (Miller, 2010) aunque reconoce que no dan las cifras de los tecnoóptimistas.(no te pongo citas literales pues el debate se ha mantendio en catalán y no se si lo hablas y/o lees)

        No tengo ni idea si tienes el placer de concocer ha este señor, pero dado su tono no creo que sea de conversación muy placentera.

        Respecto al post de la entropía me ha gustado, aunque siempre me entran grandes dudas respecto al concepto de entropia termodinámica vs entropía de la información. Me lo tengo que reeler varía veces para captarlo y compararlo con otras nociones que nos las acabo de encajar completamente.
        Por ejemplo, hay este post en Do the Maths respecto a la entropía (http://physics.ucsd.edu/do-the-math/2013/05/elusive-entropy/ ) que me parece que hace hincapíe en algunas de las mismas cosas que tu resaltas respecto por ejemplo la economía.

        Saludos coordiales.

  2. Por si lo consideras de interés, tengo mis serias dudas, hemos pasado el debate al grupo de Facebook Debate sobre Energía. Per la respuesta de Stefan Nolte es la siguiente:

    Al habla “el mal educado”. La respuesta de De Castro (con la que se abre este hilo) me deja más desconcertado aun si cabe. Y lamento bastante que se me trate de “tecno-optimista” solo por considerar que la metodologia que usa no tiene valor alguno.

    Como ya dije en su momento, si el argumento central es que la metodología “bottom-up de microescala” no vale no hace falta irse a la chapuza de multiplicar factores bastante arbitrarios (y sesgados a la baja, como no!). Si tu crítica consiste en presentar una alternativa metodológicamente mucho más cuestionable aun (que ya es decir), poco hemos hecho. Máxime si existen (como de hecho ya existían) otros papers metodológicamente mejor planteados (Miller et al. 2010, etc.)

    En TOD ya le cantaron las 40 con el error DE BULTO de asumir que la energía extraída del ABL no conllevaría una transferencia de energía de las capas superiores a las inferiores.

    Ahora De Castro responde -si mal no he entendido- que:
    1) Esa transferencia viola el 2º principio de la termodinámica (¿¿¿???).
    2) Que en caso de producirse tal transferencia su contribución sería marginal.
    3) Que habría que tener en cuenta otros efectos adversos como el consumo extra de los coches por hacer más viento (¿¿¿???).

    La primera cuestión creo que es suficientemente evidente como para necesitar comentarla. La dinámica de fluidos es clarita al respecto, y cualquiera puede comprobar empiricamente como SÍ se produce una transferencia simplemente situandose a sotavento de un edificio y alejandose progresivamente. Tal violación solo se produciría si pretendiéramos que la transferencia de energía fuera superior a la energía extraida -cosa que en ningún momento he dicho-.

    En cuanto a la segunda, parte de un planteamiento erroneo según creo entender. Si no me equivoco al interpretarle, lo que viene a decir es que esos 3 TW que se transfieren de la capa superior al ABL se reparten homogeneamente por el globo y que por lo tanto hay que aplicarle su factor del 3%… lo que nos daría solo 90 GW adicionales. Y así iterativamente…

    Bien, a este respecto creo que la ensalada de factores de su paper le impide ver el bosque, el fenómeno físico que hay detrás de todo esto. La transferencia de energía no se produce en cualquier lado, sino a sotavento del parque eólico en cuestión. Y si el fundamento de su crítica al sistema bottom-up es precisamente que unos parques eólicos dejan a otros “sin viento” (a su sombra, a sotavento), esta transferencia de energía restituye ese viento por lo que al final -si esa transferencia fuera perfecta e instantánea- tendría validez de nuevo el bottom-up a microescala.

    Siendo doctorado en física esto debería comprenderlo perfectamente, pero por alguna razón marea la perdiz. El debate no está en si baja o no baja energía ni en si se distribuye homogeneamente por todo el globo. El debate (o cálculo, más bien) está en que esa transferencia ni es perfecta ni instantanea. Por eso hay que dejar una distancia entre aerogeneradores (enfoque microescala), y como la capa inmediatamente circundante también va perdiendo energía a medida que sumas aerogeneradores, pues también hay que dejar una distancia entre parques eólicos (enfoque de mesoescala, que es lo relativamente novedoso) para extraer energía de capas aun más altas. Espacios protegidos y océanos también cuentan en esa “distancia entre parques” donde se recupera el viento, por cierto (así que ojito con volver a meter este “factor” en la ensalada, que entraríamos en doble contabilización).

    En resumidas cuentas, el enfoque bottom-up de mesoescala ya compensa el grueso de su crítica al bottom-up de microescala, pero si queremos ser puristas con la idea del top-down y otros posibles efectos imprevistos la metodología correcta es recurrir a un modelo de circulación general 3D (como los que se usan para modelar el clima, en el IPCC!) e ir cambiando selectivamente la rugosidad de la superficie -que en el fondo los aerogeneradores son eso: una rugosidad extra en el terreno, como los árboles o los edificios-.

    Ya hay algunos estudios con estas metodologías que digo (de antes que el propio paper de De Castro… podeis googlear ampliamente), y los valores se situan un orden de magnitud largo por encima de la estimación del equipo de la UVA….

    El tema de los coches no se si es que piensa que la transferencia de energía de capas superiores a inferiores implicaría un aumento de la velocidad del viento (y que eso haría subir el consumo). Eso explicaría que le achacara una violación al 2º principio. Pero como ya he dicho, la transferencia se produce a sotavento de los parques por lo que únicamente está compensando la ralentización que ha generado el propio parque. Se trata de “rellenar un vacío energético”, por si no había quedado claro lo del 2º principio.

    FDO: Uno que no tiene doctorados ni la maquinaria universitaria a su servicio, sino un simple bachillerato científico-técnico y ha cursado algún año de ingeniería industrial.

    https://www.facebook.com/groups/157095551027528/873679089369167/?notif_t=group_comment

    Saludos

    • Hola Jordi.
      Primero decirte que yo no estoy discutiendo con Nolte, simplemente te trataba de aclarar algunas ideas. Que hagas de intermediario termina no aclarando el tema. Se me ocurre que escribiré un post con esa segunda vuelta al tema de los límites.
      En todo caso te contesto:
      1º los trabajos de Miller et al. son los mismos que los que te contaba de Kleidon et al del Max Planck (suelo hablar de Kleidon porque con él he intercambiado correos -y algunas risas- sobre los tecno-optimistas que no quieren ver los principios más elementales de la física). Sus trabajos y los nuestros son coincidentes en conclusiones y si ellos dan aparentemente un límite mayor es porque en el fondo su límite es teórico y el nuestro es más tecnológico-realista, tal y como de hecho decimos en el artículo que publicamos en Energy Policy.
      2º el hecho de que la metodología top-down sea sencilla es precisamente su ventaja, que uno emplee simples multiplicaciones para falsear la metodología bottom-up es un mérito, no un demérito. Que sea sencillo no significa que no haya detrás un conocimiento de la física del tema.
      3º efectivamente la mejor metodología sería un modelo de circulación general, pero como demuestra el equipo del Max Planck, debería ser con una escala de tamaño inferior al tamaño de un parque eólico -hay que simularlo-, lo que está muy por encima de las posibilidades de cálculo de nuestros ordenadores.
      4º Efectivamente una parte de la energía detraída puede venir de fuera del ABL pero no puede ser más (violación del primer principio) ni toda (violación del segundo principio), por lo que una parte será siempre extraída del propio ABL. Además el ABL suele quedar más alto que nuestros molinos, así que casi todo se extraerá del ABL.

      En todo caso, subo en breve el borrador de lo que serían cálculos más precisos.
      Carlos de Castro

      • Gracias Carlos, por tu dedicación en contestarme.
        El argumento de la sencillez no es más que la aplicación de la navaja de ockam, no multiplicaras los entes sin necesidad. Cualquier modelo ha de aspirar a ser lo más sencillo posible simpre que sea un buena aproximación a la realidad. El utilizar más grado de complejidad, por ejemplo en economía, no soluciona que las hipótesis sean erróneas. Una tonteria expresada en forma matématica, no deja de ser una tontería, aunque sirva para oscurecer las cosas y ampararse en la falacia del principio de autoridad.

        Estaré atento a las novedades que publiques.

        Saludos

  3. Había puesto en Facebook, donde parecía haber un debate honesto, que:
    “Supongo que Carlos de Castro debe estar harto de este debate, pero yo le agradecería mucho que se implicase un poco más aquí y nos contara un poco más del trabajo. A pesar de la piel fina que muestra Stefan Nolte, propia del negacionismo, no creo (o eso me parece por ahora) que estemos frente a un negacionista en activo.
    Además yo tiendo a estar de acuerdo con el paper de Carlos de Castro, pero he oído muchas críticas de gente nada sospechosa. Como todavía no he profundizado por mi parte todo lo que sería necesario, todavía me hacen dudar. Tal vez sea la necesidad de creer que no está en lo cierto (o tan en lo cierto). Lo de Stefan Nolte también puede estar sesgado por la misma razón. De modo que necesito evidencia adicional.
    Por ejemplo, no entiendo por qué la 2a ley no autoriza la transferencia de energía entre capas. Tampoco por qué iba a ser esta pequeña si es un flujo permanente. Yo quisiera estar seguro de esto antes de basar mis convicciones sobre esto y de ponerlo por escrito con contundencia.
    También me gustaría que Carlos de Castro nos dijera si tene previsto, o no, publicar ese trabajo formalmente o cuándo prevé que podamos ver sus nuevas reflexiones aunque sea en un documento informal.
    Un debate sobre un orden de magnitud en la energía disponible no es cualquier cosa. Está muy relacionado con las posibles velocidades del colapso. No es lo mismo 1 TW que 5, o 10 TW. Es muy importante, muchas vidas. [Mundos distintos.]
    Muchas gracias Carlos de Castro y otros.” [corchete añadido]

  4. Subiré el borrador al que hacía referencia en uno o dos días como fichero adjunto en un post.
    Carlos de Castro

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