centro de investigaciÓn y de estudios avanzados del...

CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS

AVANZADOS DEL INSTITUTO POLITÉCNICO

NACIONAL

UNIDAD MÉRIDA

DEPARTAMENTO DE FÍSICA APLICADA

“CONSUMO SOCIAL DE LA ENERGÍA EN PAÍSES

DEL CONTINENTE AMERICANO”

Tesis que presenta

Regnier Alejandro Cano Blanco

Para obtener el grado de

Maestro en Ciencias en

Fisicoquímica

Director de Tesis:

Dr. Rodrigo Tarkus Patiño Diaz

Mérida, Yucatán, México Febrero 2017

Agradecimientos

Al Dr. Rodrigo Patiño por su apoyo y paciencia en la realización de

este trabajo y en particular por su amistad.

A los sinodales Dr. Rodrigo Huerta y Dr. Luis Díaz, por el tiempo

invertido en la revisión de mi tesis y sus valiosos comentarios para

mejorarla.

A mi esposa Suemi Martin Tamayo por su apoyo, comprensión y

aliento.

A mis padres Regnier Cano Calderón y María Luisa Blanco Campos

por su apoyo incondicional.

A mis compañeros y amigos del Cinvestav.

Resumen

Es importante comprender el proceso de complejidad de las sociedades humanas

a través de su urbanización, en particular el efecto que tiene sobre el consumo

energético y considerando que la mayor cantidad de energía utilizada proviene de

fuentes no renovables. En este trabajo se explora la idea de que, a medida que una

sociedad es más urbana (compleja), mayor es su consumo de energía; este proceso

está relacionado también a un aumento en el consumo de alimentos. Se estudiaron

24 países de América y los datos que se utilizaron fueron: (i) el suministro total de

energía primaria, que se obtuvo de la Agencia Internacional de la Energía; (ii)

población urbana, alimentación total y de origen animal, que se obtuvieron de la

Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. Los

datos de energía primaria fueron relacionados con los de población urbana en el

periodo de 1990 a 2014; y los de alimentación total y alimentación de origen animal

se relacionaron con la población urbana en el periodo de 1990 a 2011. En la mayoría

de los casos se obtuvieron correlaciones lineales. Concluimos que la población

urbana de una sociedad es un indicador adecuado para describir los valores

correspondientes de suministro total de energía primaria y de alimentación. Los

resultados aquí mostrados permitirán dar indicios para la construcción de un modelo

que permita identificar factores clave para buscar soluciones en el consumo

energético sostenible.

Abstract

It is important understanding the process of complexity of human societies through

their urbanization, particularly the effect it has on energy consumption and

considering that the greatest amount of used energy comes from non-renewable

sources. This document explores the idea that, as a society is more urban (complex),

the greater is its energy consumption; this process is also related to an increase in

food consumption. Twenty-four countries in the Americas were studied and the

analyzed data were: (i) the total primary energy supply, obtained from the

International Energy Agency; (ii) the urban population, total food and animal food,

obtained from the Food and Agriculture Organization of the United Nations. The

primary energy data were related to those of urban population in the period from

1990 to 2014, and the total food and animal food were related to the urban population

in the period from 1990 to 2011. In most cases, linear correlations were obtained.

We conclude that the urban population of a society is an adequate indicator to

describe the corresponding values of total primary energy supply and food. The

results presented here will provide clues for the construction of a model that will allow

identify key factors to find solutions for sustainable energy consumption.

1

Índice

Capítulo 1. Antecedentes ............................................................................................................................... 3

I. Historia del consumo energético a nivel social .............................................................................. 3

II. Complejidad de las poblaciones urbanas ....................................................................................... 4

III. Suministro de energía primaria total ................................................................................................ 8

IV. Alimentación y energía ................................................................................................................ 11

V. Objetivo .............................................................................................................................................. 11

Capítulo 2. Metodología y análisis .............................................................................................................. 12

I. Metodología ....................................................................................................................................... 12

II. Análisis ............................................................................................................................................... 15

Energía y urbanización ......................................................................................................................... 15

Alimentos y urbanización ...................................................................................................................... 22

Capítulo 3. Conclusiones y perspectivas. .................................................................................................. 26

Bibliografía ...................................................................................................................................................... 27

Apéndice ......................................................................................................................................................... 28

2

Índice de Figuras

Figura 1. Crecimiento de la población mexicana total y urbana, entre los años 1921

y 2000.9 ................................................................................................................... 6

Figura 2. Crecimiento de la población urbana en el mundo.11 ................................. 6

Figura 3. Flujo de densidad de energía para las sociedades humanas a lo largo del

tiempo.12 .................................................................................................................. 7

Figura 4.Distribución del uso de las fuentes de energía primaria en el Mundo (2014).

11 .............................................................................................................................. 9

Figura 5. Consumo final total de energía en el Mundo (2014) por sectores. 11 ..... 10

Figura 6. Consumo de algunos alimentos en México en el periodo entre 1930 y

2010.19 ................................................................................................................... 11

Figura 7. (a) STEP (1990-2014), (b) alimentación total (1990-2011) y (c)

alimentación de origen animal (1990-2011), contra la población urbana en el Mundo

y en América. ........................................................................................................ 14

Figura 8. Consumo final total de energía por sectores en Estados Unidos, Canadá

y México (2014). 11 ................................................................................................ 16

Figura 9. . a, b) Suministro total de energía primaria como función del porcentaje de

población urbana, para los países de América con mayor consumo. ................... 17

Figura 10. a, b) Suministro total de energía primaria como función del porcentaje de

población urbana, para los países de América con menor consumo. ................... 18

Figura 11. Flujo de densidad de energía contra población urbana en países de

América. ................................................................................................................ 21

Figura 12. Alimentación total como función del porcentaje de población urbana .. 23

Figura 13. Alimentación de origen animal contra población urbana. ..................... 25

Índice de Tablas

Tabla 1. Extensión territorial22-23 , población total11 y densidad de población para los

24 países de América estudiados en este trabajo. ................................................ 13

Tabla 2. Pendientes y crecimiento urbano por país. ............................................. 20

3

Capítulo 1. Antecedentes

I. Historia del consumo energético a nivel social

Debido a que la población del mundo ha ido en constante aumento, pero también al

incremento del uso de sistemas energéticos más demandantes, se ha traído como

consecuencia una mayor necesidad de uso de fuentes de energía, de las cuales la

más representativa actualmente son los combustibles fósiles (más del 80%).1

Además del peligro de agotar estas fuentes no renovables de energía, existe una

preocupación enorme sobre los efectos medioambientales del uso masivo de

combustibles fósiles, incluyendo el cambio climático. Aunque se tienen fuentes

renovables de energía, estas aún no son factibles para sustituir completamente las

no renovables, por lo que en este trabajo se propone la necesidad de estudiar esta

problemática desde el análisis del consumo energético, con la finalidad de encontrar

patrones y modelos que permitan disminuirlo de manera sistemática.

En los inicios de la humanidad, la estructura social se componía de grupos nómadas

recolectores de alimentos, que cazaban y pescaban, construían refugios y

combatían contra otros grupos hostiles, todo esto usando una única fuente de

energía, la de su cuerpo (músculos).2 Al mismo tiempo, la inventiva humana y su

adaptabilidad permitió el uso del fuego para darse calor, preparar alimentos y

protección contra animales salvajes. También el uso de piedras como herramientas,

y la creación de arcos y flechas a partir de huesos y madera, permitieron aumentar

las capacidades del cuerpo humano. Todo esto se dio aproximadamente hace

25,000 años.

Cerca del año 6,000 A.C. se comenzó con la domesticación de animales como

ganado y caballos, los cuales se utilizaban para el arado de la tierra, jalar carros,

etc. El uso de la fuerza animal junto con el del fuego, representan fuentes

adicionales de energía aprovechadas por el hombre más allá de su propia fuerza y

con el paso de los siglos se añadieron otros sistemas simples para el

aprovechamiento de las corrientes de agua y del viento. Fue con la llegada de la

máquina de vapor en el siglo XVIII que comenzó la era moderna en el uso de la

4

energía, donde muchas tareas que normalmente eran realizadas por animales y

personas comenzaron a ser mecanizadas. Estas máquinas comenzaron a usar

carbón mineral como fuente energética, que gradualmente fue sustituyendo a la

leña. 2

Por otro lado, con el crecimiento industrial y la invención del motor de combustión

interna comenzó a usarse el petróleo como combustible: en 1863 se funda la

primera refinería en Estados Unidos de América, y en 1870 se crea Standard Oil, y

la producción se utilizaba para iluminar las ciudades. En 1896, con la invención del

automóvil se abren nuevas posibilidades para el uso del petróleo.3

Durante el siglo XX se utilizaron las mismas fuentes energéticas que en el siglo

anterior, pero el desarrollo de nuevas tecnologías en la industria, invención de

aparatos domésticos, nuevos materiales, mejora en agricultura, alimentación,

producción en serie de automóviles, etc., nos permitió tener una vida más cómoda,

a cambio de un aumento adicional en el consumo de energía.4

II. Complejidad de las poblaciones urbanas

Un aspecto importante a considerar en este trabajo es la evolución de las

poblaciones, es decir, la transformación de pueblos nómadas a poblaciones

urbanas altamente complejas a través del tiempo. Las primeras sociedades

complejas surgieron hace 5000 años en Mesopotamia y Egipto.

Las características principales que se les atribuye a una población compleja son:5

Tienen estructuras sociales complejas

Presentan un nivel de organización jerárquico

Presentan grandes desigualdades entre sus pobladores

Están divididas en estados que son administradas por grupos de

especialistas (burocracia)

Consumen mucha energía6

En este trabajo, se propone que una población es más compleja conforme aumenta

5

su población urbana. Sin embargo, distinguir entre una población urbana y rural

depende mucho de las políticas de cada país, de tal modo que no es fácil establecer

de manera precisa qué proporción de la población total es urbana y rural. Un modo

de diferenciarlas es con base en el tamaño de la población, otro modo podría ser

con respecto a los servicios con que cuenta, pero esto dependerá mucho de cada

país. De manera general podemos considerar que en la actualidad una población

urbana es una población que se encuentra por encima de un número de habitantes

y que cuenta con desarrollo tecnológico de transporte y comunicación, servicios,

actividades industriales, comerciales, financieras y administrativas, equipos

culturales y recreativos, tales como prensa, estaciones de radio, bibliotecas,

museos, salas de conciertos, hospitales, etc.7

Una población rural se considera un conjunto de regiones o zonas en la que su

población desarrolla diversas actividades, o se desempeña en distintos sectores,

como la agricultura, el comercio, los servicios, la ganadería, la pesca, la minería, la

extracción de recursos naturales y el turismo, entre otros.8 Y desde el punto de vista

sociológico se toma en cuenta también la presencia o carencia de servicios

públicos.9 En México, según el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI),

una población urbana es la que tiene 2500 habitantes o más, y población rural, la

que tiene menos de 2500 habitantes.10

Una tendencia general en todo el mundo es el crecimiento de las poblaciones

urbanas. Por ejemplo, en México entre 1921 y el año 2000, se puede notar un

considerable aumento en la población urbana; en la figura 1 se muestra que a partir

de 1960 la población urbana superó a la rural. A nivel mundial también se tiene una

tendencia de crecimiento de la población urbana, en la figura 2 se puede observar

que en 2007 la población urbana fue mayor a la rural por primera vez en la historia

de la humanidad.

6

Figura 1. Crecimiento de la población mexicana total y urbana, entre los años 1921 y 2000.9

Figura 2. Crecimiento de la población urbana en el mundo.11

Regresando a la idea de la relación entre complejidad y consumo energético, se

puede decir que un sistema es más complejo si requiere un mayor flujo de densidad

de energía (por unidad de tiempo y de masa).6, 12 Por ejemplo, las plantas usan un

flujo de densidad de energía aproximadamente de 0.1 J∙s-1∙kg-1, el cual es mayor

30

40

50

60

70

80

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1921 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Po

bla

ció

n u

rban

a (%

)

Po

bla

ció

n t

ota

l (m

illo

nes

de

hab

itan

tes)

Año

Total

Urbana

42

44

46

48

50

52

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

Po

bla

ció

n u

rban

a (%

)

Año

7

que el de los planetas (0.01 J∙s-1∙kg-1) o el de las estrellas (1x10-4 J∙s-1∙kg-1); los

animales (1 J∙s-1∙kg-1) y sus cerebros (10 J∙s-1∙kg-1) son aún más complejos; siendo

las sociedades humanas los sistemas más complejos de todos (103 J∙s-1∙kg-1). Esto

permite confirmar que la energía juega un papel importante en la complejidad de la

evolución de las sociedades de la humanidad. Por ejemplo, en la figura 3 se observa

que el flujo de densidad de energía es mayor para las sociedades más complejas

(tecnológicas) y menor para las sociedades menos complejas, como son las

cazadoras - recolectoras. Cabe aclarar que en la actualidad, las sociedades

humanas están compuestas por distintas proporciones de los cuatro modos sociales

que han existido a lo largo de la historia: cazadores-recolectores, agricultores,

industriales y tecnológicos. Los modos industriales y tecnológicos están claramente

relacionados con el crecimiento urbano de una sociedad.

Figura 3. Flujo de densidad de energía para las sociedades humanas a lo largo del tiempo.12

Otro aspecto que es importante en una sociedad compleja es la cantidad de

información y conocimiento con que cuenta, y cómo se utiliza para producir bienes

8

dentro de la sociedad13. A pesar de este conocimiento, el modo en que la humanidad

lo utiliza no siempre es el más adecuado; por ejemplo, mientras que para la solución

a un problema, la humanidad mayormente utiliza energía, la naturaleza utiliza

principalmente estrategias basadas en información y estructura, con un mínimo de

consumo de energía.14 En este sentido, basados en la naturaleza, algunos intentos

se han hecho usando las ideas de la biofísica para explicar el crecimiento

económico.15

III. Suministro de energía primaria total

Un modo de conocer la cantidad de energía que un país utiliza es con el indicador

de energía primaria,16 que se define como la energía que se encuentra contenida

en una fuente natural o la que se capta de ella, antes de someterla a ninguna

transformación. Las fuentes de esta energía primaria son: carbón, petróleo, gas

natural, residuos y biocombustibles, nuclear, hidroeléctricas, y energías renovables.

En la figura 4 se muestra, a nivel mundial para el año 2014, la proporción de uso de

las fuentes de energía primaria. Se puede notar que para consumo energético se

utilizan mayormente los combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural, que

suman el 81% del total.

9

Figura 4.Distribución del uso de las fuentes de energía primaria en el Mundo (2014). 11

La energía secundaria se considera el conjunto de productos energéticos que han

sufrido una transformación química o física para su utilización. Los principales

productos secundarios son: combustibles derivados del petróleo (gasolina, diésel,

etc.), electricidad, naftas, gas.17 En la figura 5 se muestra cómo se utiliza la energía

en los diferentes sectores de actividad humana a nivel mundial. Los sectores más

importantes son el industrial, el transporte y el residencial, todos ellos altamente

asociados con poblaciones urbanas.

carbón (29%)

petróleo (31%)

gas natural (21%)

residuos y biocombustibles

(10%)

nuclear (5%)hidroeléctricas (2%) renovables (1%)

10

Figura 5. Consumo final total de energía en el Mundo (2014) por sectores. 11

En este trabajo se utilizaron datos del suministro total de energía primaria (STEP),

que para una región se calculan con la siguiente ecuación:

𝑆𝑇𝐸𝑃 = 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 + 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 − 𝑒𝑥𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 − 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑚𝑎𝑟𝑖𝑛𝑜𝑠

− 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑎é𝑟𝑒𝑜𝑠 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙𝑒𝑠 ± 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎𝑠 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑠

Industria29%

Transporte28%

Residencial23%

Servicios públicos y comercial

8%

Agricultura2%

Otros10%

11

IV. Alimentación y energía

Una población urbana, al crecer, aumenta su consumo de alimentos, y la producción

y transportación de estos alimentos repercute de manera indirecta en un mayor

consumo energético por parte de la población18. Por ejemplo, en la figura 6 se

muestra una gráfica en la que se puede observar en un periodo entre 1930 a 2010

como ha aumentado el consumo de maíz, trigo, carne de pollo y huevo en México.

También la evolución en la tecnología19 ha permitido que los alimentos perecederos

puedan ser conservados por más tiempo en el hogar (refrigeración o procesamiento)

o transformados por nuevos métodos (como la estufa de gas o los hornos eléctricos

y de microondas), utilizando siempre mayores cantidades de energía.

Figura 6. Consumo de algunos alimentos en México en el periodo entre 1930 y 2010.19

V. Objetivo

Mostrar la relación entre el consumo de energía, la población urbana y el

consumo de alimentos para los países del Continente Americano.

0

5

10

15

20

25

30

0

50

100

150

200

250

300

1930 1950 1970 1990 2010

Co

nsu

mo

per

cap

tia

(kg/

hab

itan

te/a

ño

)

Co

nsu

mo

per

cap

tia

(kg/

hab

itan

te/a

ño

)

Año

Maíz

Trigo

Carne de pollo

Huevo

12

Capítulo 2. Metodología y análisis

I. Metodología

En este trabajo se utilizaron datos obtenidos de manera libre de las páginas web de

la Agencia Internacional de la Energía20 (AIE) y de la Organización de las Naciones

Unidas para la Alimentación y la Agricultura21 (FAO).

Se estudiaron 24 países de los 35 que hay en América, para los cuales se pudo

recopilar la información pertinente (ver Tabla 1). Los datos de población total y

urbana fueron obtenidos de la FAO para el periodo de 1990 a 2011, con estos datos

se calculó el porcentaje de población urbana por año. Se obtuvieron de la AIE los

datos de energía (STEP) para el periodo de 1990 a 2014, las unidades de estos

valores fueron convertidas de toneladas equivalentes de petróleo a PJ (1015 J). Los

consumos de alimentación total y alimentos de origen animal, se obtuvieron de la

FAO para el periodo de 1990 a 2011, estos datos se convirtieron de calorías por

persona por día a PJ por persona por año .

Para cada país se realizaron gráficas de STEP, de alimentación total y de

alimentación de origen animal, todos contra porcentaje de población urbana, en el

periodo de 1990 al último dato disponible. Para cada gráfica se exploró la existencia

de una correlación lineal. Por ejemplo, para los datos del Mundo y de América se

obtuvieron los resultados que se muestran en la figura 7, tanto para energía, como

para alimentación total y alimentación de origen animal, se obtuvo una buena

correlación. Una característica importante que también puede destacarse es que la

población urbana del Continente Americano es bastante mayor que la media

mundial.

13

Tabla 1. Extensión territorial22-23 , población total11 y densidad de población para los 24 países de América estudiados en este trabajo.

País Extensión

territorial (km2)

Población total 2014

(millones)

Densidad de

población

Argentina 2,780,400 42.89 15.43

Bolivia 1,098,580 10.56 9.61

Brasil 8,515,770 206.08 24.20

Canadá 8,984,670 35.15 3.91

Chile 756,096 17.84 23.59

Colombia 1,141,750 47.79 41.86

Costa Rica 51,100 4.76 93.15

Cuba 109,880 11.38 103.57

Ecuador 256,370 15.90 62.02

El Salvador 21,040 6.11 290.40

Estados Unidos 9,831,510 319.17 32.46

Guatemala 108,890 16.02 147.12

Haití 27,750 10.57 380.90

Honduras 112,490 7.96 70.76

Jamaica 10,990 2.72 247.50

México 1,964,380 119.71 60.94

Nicaragua 130,370 6.01 46.10

Panamá 75,420 3.87 51.31

Paraguay 406,752 6.55 16.10

Perú 1,285,220 30.97 24.10

República Dominicana 48,670 10.41 213.89

Trinidad y Tobago 5,130 1.35 263.16

Uruguay 176,220 3.42 19.41

Venezuela 912,050 30.69 33.65

14

a

b

c

Figura 7. (a) Suministro total de energía primaria (STEP, 1990-2014), (b) alimentación total (1990-2011) y (c)

alimentación de origen animal (1990-2011), contra la población urbana en el Mundo y en América.

y = 21.173x - 562.9R² = 0.9855

y = 4.2732x - 198.16R² = 0.9428

100

105

110

115

120

125

130

135

140

145

350

400

450

500

550

600

40 45 50 55 60 65 70 75 80

STEP

(EJ

)

STEP

(EJ

)

población urbana (%)

Mundo

América

y = 0.9751x - 20.747R² = 0.9955

y = 0.2045x - 11.523R² = 0.9838

3

4

5

20

22

24

26

28

30

32

40 45 50 55 60 65 70 75 80

alim

enta

ció

n t

ota

l (EJ

)

alim

enta

ció

n t

ota

l (EJ

)


Mundo

America

y = 0.2233x - 6.3276R² = 0.9979

y = 0.0928x - 5.9254R² = 0.9557

0.5

0.7

0.9

1.1

1.3

1.5

1.7

3

4

5

6

40 45 50 55 60 65 70 75 80

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

EJ)

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

EJ)


Mundo

America

15

II. Análisis

Energía y urbanización

En el Anexo se muestran las gráficas individuales para cada uno de los 24 paises

de América que fueron estudiados, indicando las correspondientes ecuaciones de

correlación lineal para los casos en que fue posible obtener un coeficiente de

correlación R2 ≥ 0.86. En la figura 9 se presentan las gráficas de STEP versus

población urbana para los países de América con mayor consumo energético.

Estados Unidos está en un solo gráfico (9a), siendo el país que más energía

consume en el Continente. En un segundo bloque, se encuentran Argentina, Brasil,

Canadá, México, Venezuela y Chile (9b). Estados Unidos es un país emblemático

por su consumo energético, dado que tiene el mayor número de habitantes, aunque

los patrones de consumo son también diferentes. Una de las causas que pueden

contribuir es el hecho que Estados Unidos tiene un promedio de 820 autos por cada

1000 personas, siendo el país de América que cuenta con más autos; pero también

se consumen 6.0 litros de gasolina diarios por auto, el mayor consumo de entre los

países de América; en comparación se tienen los consumos de gasolina en Canadá

(5.9 litros /auto, con 598 autos por cada 1000 personas) y México (4.3 litros/ auto,

con 244 autos por cada 1000 personas).24-26 Sin embargo, si revisamos la figura 8,

el porcentaje de energía que se usa por sector, vemos que México utiliza un 43 por

ciento en transporte, que es superior al 41 por ciento que usa Estados Unidos.

En la figura 10 se muestran otros dos bloques de países con menor consumo

energético: Ecuador, Bolivia, Guatemala, Cuba, Perú y República Dominicana en

un grupo (10a); Costa Rica, El Salvador, Haití, Honduras, Jamaica, Nicaragua,

Panamá, Paraguay, Uruguay, Colombia y Trinidad y Tobago, en el otro grupo (10

b).

16

Figura 8. Consumo final total de energía por sectores en Estados Unidos, Canadá y México (2014). 11

Industria17%

Transporte41%

Residencial18%


14%

Agricultura1%

Otros9%

ESTADOS UNIDOS

Industria24%

Transporte31%

Residencial18%


12%

Agricultura3%

Otros12%

CANADÁ

Industria28%

Transporte44%

Residencial15%


3%

Agricultura3%

Otros7%

MÉXICO

17

a

b

Figura 9. a, b) Suministro total de energía primaria como función del porcentaje de

población urbana, para los países de América con mayor consumo.

79000

84000

89000

94000

99000

74 76 78 80 82 84

STEP

(P

J)


Estados Unidos

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

60 65 70 75 80 85 90

STEP

(P

J)


Argentina

Brasil

Canada

México

Venezuela

Chile

18

a

b

Figura 10. a, b) Suministro total de energía primaria como función del porcentaje de población urbana, para los países de

América con menor consumo.

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

38 48 58 68 78

STEP

(P

J)


Ecuador

Bolivia

Guatemala

Peru

RepúblicaDominicana

Cuba

0

50

100

150

200

25 45 65 85 105

STEP

(P

J)


Costa Rica

El Salvador

Haití

Honduras

Jamaica

Nicaragua

Panama

Paraguay

Uruguay

Colombia

Trinidad y Tobago

19

En la tabla 2 se muestran los valores de las pendientes calculadas para los casos

donde fue posible encontrar una

correlación lineal con coeficiente R2 ≥ 0.88. Se observa que los dos países que

tuvieron un porcentaje de crecimiento urbano negativo (Chile y Trinidad y Tobago),

no tienen correlación; de los ocho países que tuvieron dos pendientes, Argentina y

Brasil tuvieron un cambio grande en el valor de la pendiente; del resto de países

que tuvieron una sola pendiente, Estados Unidos tuvo el mayor valor y el menor

valor lo tuvo Haití. El país que tuvo un mayor crecimiento en su población urbana

fue Costa Rica, seguido de Haití y República Dominicana; además de Chile y

Trinidad y Tobago, los países que tuvieron menor crecimiento fueron Argentina y

Cuba.

Con el fin de analizar el suministro total de energía primaria por persona, se calculó

el flujo de densidad de energía de cada uno de los países estudiados. En la figura

11 se pueden apreciar los valores correspondientes distribuidos en un amplio

intervalo de valores, aunque a la mayoría de los países le corresponde un flujo de

densidad de energía menor a 3.5 kJ∙s-1∙persona-1, en un amplio intervalo de

población urbana. Sin embargo, Estados Unidos y Canadá presentan valores entre

8.5 y 11.5 kJ∙s-1∙persona-1, con una población urbana alrededor del 80 por ciento.

Un caso más particular aun es el de Trinidad y Tobago, con flujos entre 5 y 20 kJ∙s-

1∙persona-1, con una población urbana de alrededor del 10 por ciento.

20

Tabla 2. Pendientes de energía y crecimiento urbano por país.

País Pendiente (PJ) Crecimiento urbano (%)

Argentina 330.6 (R2 = 0.99) 1990-2000

3948.9 (R2 = 0.89) 2001-2014

2.39

Bolivia 12.9 (R2=0.9467) 1990-2000

26.6 (R² = 0.8935) 2001-2014

14.88

Brasil 324.03 (R² = 0.9702) 1990-2000

1646.6 (R² = 0.9783) 2001-2014

10.20

Canadá 592.12 (R² = 0.9377) 1990-2000 4.94

Chile sin correlación -0.80

Colombia 50.7 (R² = 0.9245) 1990-1998

55.9 (R² = 0.9590) 1999-2014

11.62

Costa Rica 4.9 (R² = 0.9666) 1990-2014 29.07

Cuba -370.7 (R² = 0.9517) 1990-1993 2.66

Ecuador 22.7 (R² = 0.8673) 1990-2002

108.9 (R² = 0.9327) 2003-2014

9.25

El Salvador 6.2 (R² = 0.9552) 1990-2007 19.15

Estados Unidos 3618.4 (R² = 0.987) 1990-2007 6.45

Guatemala 30.0 (R² = 0.9694) 1990-2014 10.70

Haití 4.6 (R² = 0.9468) 1990-2014 28.28

Honduras 8.6 (R² = 0.9696) 1990-2014 15.71

Jamaica 17.4 (R² = 0.9827) 1990-2001 5.84

México 227.6 (R² = 0.8969) 1990-2004

672.5 (R² = 0.9648) 2005-2014

6.16

Nicaragua 7.8 (R² = 0.9576) 1990-2014 7.72

Panamá 5.5 (R² = 0.9579) 1990-2008 13.05

Paraguay 11.7 (R² = 0.9113) 1990-1997

9.4 (R² = 0.9410) 2000-2014

13.62

Perú 27.3 (R² = 0.9168) 1990-2000

165.1 (R² = 0.9311) 2003-2014

9.04

República Dominicana 16.1 (R² = 0.9734) 1990-2002 23.29

Trinidad y Tobago sin correlación -0.05

Uruguay 44.4 (R² = 0.9316) 2003-2014 6.16

Venezuela 130.2 (R² = 0.9332) 1990-2015 5.63

21

Figura 11. Flujo de densidad de energía contra población urbana en países de América.

22

Alimentos y urbanización

En la figura 12 se presentan todos los resultados de los países de alimentación total,

los cuales se dividieron en tres bloques. En el primer bloque están Brasil, Canadá,

Colombia, Estados Unidos y México; en el segundo bloque están Argentina, Chile,

Perú, Venezuela, Cuba, Ecuador y Guatemala; en el tercer bloque están Bolivia,

Costa Rica, El Salvador, Haití, Honduras, Jamaica, Nicaragua, Panamá, Paraguay,

Republica Dominicana, Trinidad y Tobago y Uruguay.

En las gráficas de alimentación total contra población urbana obtuvimos cuatro

casos (i) países que solo tuvieron una pendiente, es decir, tuvieron un crecimiento

lineal constante durante todo el periodo estudiado (Bolivia, Canadá, Colombia,

Costa rica, Ecuador, Estados Unidos, Guatemala, Haití. Honduras, Jamaica,

México, Nicaragua, Paraguay, Perú, República Dominicana, Uruguay) o sólo

durante un periodo menor (El Salvador, Panamá, Venezuela); (ii) países con dos

pendientes (Argentina, Brasil); (iii) un caso de pendiente negativa (Cuba); (iv) y un

país sin una correlación lineal clara (Chile).

23

a

b

c

Figura 12. Alimentación total como función del porcentaje de población urbana

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

65 70 75 80 85

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


Brasil

Canada

Colombia

Estados Unidos

México

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

38 48 58 68 78 88

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


ArgentinaChilePerúVenezuelaCubaEcuadorGuatemala

5

10

15

20

25

30

35

40

25 45 65 85

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


Bolivia

Costa Rica

El Salvador

Haiti

Honduras

Jamaica

Nicaragua

Panamá

Paraguay

Republica Dominicana

Trinidad y Tobago

Uruguay

24

En la figura 13 tenemos las gráficas correspondientes a alimentos de origen animal,

separadas en tres bloques. En el primer bloque se encuentran Brasil, Chile, Estados

Unidos y México; en el segundo bloque Argentina, Canadá, Colombia, Perú,

Venezuela, Cuba, Bolivia, Republica Dominicana y Guatemala; en el tercer bloque

Costa Rica, El Salvador, Haití, Honduras, Jamaica, Nicaragua, Panamá, Paraguay,

Trinidad y Tobago y Uruguay.

En los resultados de las gráficas de alimentos de origen animal contra población

urbana, solo se tuvieron tres casos: (i) países que solo tuvieron una sola pendiente,

es decir, tuvieron un crecimiento lineal constante durante todo el periodo estudiado

(Canadá, Colombia, Costa rica, Ecuador, El Salvador, Estados Unidos, Guatemala,

Haití, Honduras, México, República Dominicana) o sólo durante un periodo menor

(Argentina, Bolivia, Jamaica, Nicaragua, Panamá, Venezuela); (ii) dos pendientes

(Brasil, Paraguay, Perú); (iii) sin pendiente (Chile, Cuba, Trinidad y Tobago,

Uruguay).

25

a

b

c

Figura 13. Alimentación de origen animal contra población urbana.

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

55 60 65 70 75 80 85

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


Brasil

Chile

EstadosUnidos

México

0

10

20

30

40

50

60

38 48 58 68 78 88

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


Argentina

Canada

Colombia

Perú

Venezuela

Cuba

Bolivia

Guatemala

0

1

2

3

4

5

6

25 35 45 55 65 75 85 95

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


Costa Rica

El Salvador

Haiti

Honduras

Jamaica

Nicaragua

Panamá

Paraguay

Trinidad y Tobago

Uruguay

26

Capítulo 3. Conclusiones y perspectivas.

De manera general se concluyó que la población urbana es un indicador adecuado

para describir los valores correspondientes de suministro total de energía primaria,

de alimentación total y alimentación de origen animal. Las tendencias observadas

en los resultados de todos los países fueron diferentes, pero en general se

observaron tres casos: aquellos que tuvieron una sola pendiente, dos pendientes o

ninguna correlación. La tendencia de crecimiento urbano es siempre positiva, con

la excepción de dos países que tuvieron un crecimiento negativo. Estados Unidos

es el país que más energía y alimentos consume. Con respecto al flujo de densidad

de energía, Trinidad y Tobago fue el país con mayor valor, seguido de Estados

Unidos y Canadá.

Con los resultados que se obtuvieron se espera poder contribuir para la construcción

de un modelo que permita predecir valores futuros e identificar factores en la

búsqueda de soluciones para el consumo energético sostenible.

27

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28

Apéndice

Argentina

y = 4157.4x - 366999R² = 0.8986

y = 330.59x - 26750R² = 0.9907

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

86 87 88 89 90

STEP

(P

J)


y = 17.109x - 1334.7R² = 0.9508

y = 120.54x - 10539R² = 0.9206

140

155

170

185

200

215

86 87 88 89 90

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 6.1508x - 488.21R² = 0.9095

40

45

50

55

60

65

86 87 88 89 90

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


29

Bolivia

y = 12.938x - 616.41R² = 0.9467

y = 27.652x - 1598.7R² = 0.8935

90

140

190

240

290

340

390

54 58 62 66 70

STEP

(P

J)


y = 0.9997x - 36.031R² = 0.948

19

21

23

25

27

29

31

33

35

54 56 58 60 62 64 66 68

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 0.351x - 17.47R² = 0.9173

3

4

5

6

7

8

54 56 58 60 62 64 66 68 70

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


30

Brasil

y = 324.03x - 18167R² = 0.9702

y = 1685.7x - 128730R² = 0.9783

5500

6500

7500

8500

9500

10500

11500

12500

73 75 77 79 81 83

STEP

(P

J)


y = 20.372x - 871.18R² = 0.9954

y = 86.383x - 6185.6R² = 0.983

590

640

690

740

790

840

890

940

990

1040

1090

72 74 76 78 80 82 84

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 10.057x - 638.69R² = 0.9631

y = 30.803x - 2321.4R² = 0.9474

100

120

140

160

180

200

220

240

260

71 73 75 77 79 81 83 85

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


31

Canadá

y = 592.12x - 36493R² = 0.9377

8500

9000

9500

10000

10500

11000

11500

12000

76 77 78 79 80 81 82

STEP

(P

J)


y = 11.28x - 732.31R² = 0.9843

120

130

140

150

160

170

180

76 77 78 79 80 81 82

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 2.0365x - 118.13R² = 0.9101

37

39

41

43

45

47

49

76 77 78 79 80 81

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


32

Chile

450

650

850

1050

1250

1450

1650

1850

61.00 61.20 61.40 61.60 61.80 62.00 62.20 62.40 62.60

STEP

(P

J)


50

55

60

65

70

75

80

62 63

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

62 63

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


33

Colombia

y = 50.703x - 2355.5R² = 0.9245

y = 57.937x - 3115.7R² = 0.959

1000

1075

1150

1225

1300

1375

1450

65 67 69 71 73 75 77 79

STEP

(P

J)


y = 5.6437x - 233.63R² = 0.9527

130

140

150

160

170

180

190

200

210

64 66 68 70 72 74 76 78 80

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 1.323x - 65.878R² = 0.9593

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

64 66 68 70 72 74 76 78 80

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


34

Costa Rica

y = 4.8338x - 164.61R² = 0.9666

50

70

90

110

130

150

170

190

210

230

47 52 57 62 67 72 77 82

STEP

(P

J)


y = 0.2803x - 0.4709R² = 0.9769

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

48 53 58 63 68 73 78

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 0.0761x - 1.4013R² = 0.9572

2

3

3

4

4

5

48 53 58 63 68 73 78

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


35

Cuba

y = -370.74x + 27981R² = 0.9517

400

475

550

625

700

775

73 74 75 76 77

STEP

(PJ

)


y = -11.528x + 894.45R² = 0.9096

y = 8.0269x - 556.86R² = 0.931

35

40

45

50

55

60

73 74 75 76 77

alim

en

taci

ón

to

tal (

PJ)


4

6

8

10

12

73 74 75 76 77alim

en

tos

de

ori

gen

an

imal

(PJ

)


36

Ecuador

y = 22.653x - 978.74R² = 0.8673

y = 97.654x - 5592.5R² = 0.9327

250

350

450

550

650

54 56 58 60 62 64

STEP

(P

J)


y = 2.1658x - 84.015R² = 0.9104

30

35

40

45

50

55

60

54 56 58 60 62 64

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 1.2698x - 64.671R² = 0.9433

5

7

9

11

13

15

17

19

54 56 58 60 62 64

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


37

El Salvador

y = 6.2297x - 207.1R² = 0.9552

98

118

138

158

178

198

218

49 54 59 64 69

STEP

(P

J)


y = 0.2299x + 7.6519R² = 0.9017

18

19

20

21

22

23

24

48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 0.1157x - 3.9172R² = 0.9051

2

2

3

3

4

4

49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


38

Estados Unidos

y = 3618.4x - 194616R² = 0.987

77990

82990

87990

92990

97990

102990

75 76 77 78 79 80 81 82 83

STEP

(P

J)


y = 74.742x - 4328.1R² = 0.9673

1300

1350

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

1800

75 76 77 78 79 80 81 82

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 19.65x - 1117.6R² = 0.9439

360

380

400

420

440

460

480

500

75 76 77 78 79 80 81 82

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


39

Guatemala

y = 31.403x - 1081.2R² = 0.9694

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

39 41 43 45 47 49 51 53

STEP

(P

J)


y = 2.8356x - 81.798R² = 0.9719

30

35

40

45

50

55

60

65

39 41 43 45 47 49 51

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 0.4399x - 15.228R² = 0.943

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

39 41 43 45 47 49 51

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


40

Haití

y = 4.494x - 72.652R² = 0.9468

50

70

90

110

130

150

170

190

27 32 37 42 47 52 57 62

STEP

(P

J)


y = 0.5343x + 4.1688R² = 0.9506

17

19

21

23

25

27

29

31

33

35

26 31 36 41 46 51 56 61

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 0.0534x - 0.4068R² = 0.8939

1

2

3

27 32 37 42 47 52 57

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


41

Honduras

y = 8.5142x - 248.9R² = 0.9696

95

115

135

155

175

195

215

235

255

39 44 49 54 59

STEP

(P

J)


y = 1.0539x - 25.032R² = 0.9929

15

17

19

21

23

25

27

29

31

33

39 41 43 45 47 49 51 53 55

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 0.2222x - 6.7738R² = 0.9236

2

3

4

5

6

39 41 43 45 47 49 51 53 55

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


42

Jamaica

y = 17.36x - 735.78R² = 0.9827

100

110

120

130

140

150

160

170

180

49 50 51 52 53 54 55 56

STEP

(P

J)


y = 0.3877x - 9.1955R² = 0.9323

9

10

11

12

13

49 50 51 52 53 54 55

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 0.1442x - 5.3375R² = 0.892

2

3

48 49 50 51 52 53 54 55alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


43

México

y = 251.19x - 12801R² = 0.9253

y = 662.51x - 43658R² = 0.9648

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

71 72 73 74 75 76 77 78

STEP

(P

J)


y = 30.85x - 1845.7R² = 0.9541

350

400

450

500

550

600

71 72 73 74 75 76 77 78

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 9.9938x - 665.16R² = 0.9391

59

69

79

89

99

109

119

129

71 72 73 74 75 76 77 78

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


44

Nicaragua

y = 8.1763x - 346.12R² = 0.9576

80

90

100

110

120

130

140

150

160

51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61

STEP

(P

J)


y = 2.0118x - 94.778R² = 0.9854

10

12

14

16

18

20

22

24

52 53 54 55 56 57 58 59

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 0.3392x - 17.032R² = 0.9146

1

2

3

52 53 54 55 56 57 58 59

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


45

Panamá

y = 5.5811x - 239.81R² = 0.9559

55

75

95

115

135

155

175

195

54 56 58 60 62 64 66 68

STEP

(P

J)


y = 1.2172x - 66.24R² = 0.9462

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

53 55 57 59 61 63 65 67 69

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 0.3905x - 22.776R² = 0.9705

2

3

4

5

54 56 58 60 62 64 66 68

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


46

Paraguay

y = 11.705x - 453.94R² = 0.9113

y = 9.6247x - 389.58R² = 0.941

120

140

160

180

200

220

240

48 50 52 54 56 58 60 62 64

STEP

(P

J)


y = 0.774x - 22.299R² = 0.9783

14

16

18

20

22

24

26

28

48 50 52 54 56 58 60 62 64

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 0.3142x - 12.1R² = 0.9392

y = 0.4041x - 19.656R² = 0.9605

3

3

4

4

5

5

6

6

48 50 52 54 56 58 60 62 64

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


47

Perú

y = 27.296x - 1484.4R² = 0.9168

y = 154.34x - 11074R² = 0.9311

350

450

550

650

750

850

950

1050

68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

STEP

(P

J)


y = 5.6512x - 319.8R² = 0.9325

60

70

80

90

100

110

120

130

68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 1.2219x - 74.044R² = 0.95

y = 1.4275x - 96.368R² = 0.9558

9

10

11

12

13

14

15

68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


48

República Dominicana

y = 17.52x - 802.97R² = 0.9765

150

170

190

210

230

250

270

290

310

330

350

55 60 65 70 75 80 85

STEP

(P

J)


y = 0.7194x - 16.044R² = 0.973

20

25

30

35

40

45

55 60 65 70 75 80

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 0.1296x - 3.7783R² = 0.8789

3

4

5

6

6

7

55 60 65 70 75 80

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


49

Trinidad y Tobago

100

200

300

400

500

600

700

800

900

8 9 9 10 10 11 11

STEP

(P

J)


5

6

7

9 10 11 12

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


1

1

8 9 10 11

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


50

Uruguay

y = 42.399x - 3828.2R² = 0.9332

0

50

100

150

200

250

88 89 90 91 92 93 94 95 96

STEP

(P

J)


y = 0.414x - 23.984R² = 0.8462

12

13

14

15

16

89 90 91 92 93 94 95

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


3

3

4

4

5

5

88 89 90 91 92 93 94 95

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


51

Venezuela

y = 130.21x - 9190.7R² = 0.8688

1500

1700

1900

2100

2300

2500

2700

2900

3100

3300

83 84 85 86 87 88 89 90

STEP

(P

J)


y = 52.613x - 4548.7R² = 0.942

70

80

90

100

110

120

130

140

83 84 85 86 87 88 89

alim

enta

ció

n t

ota

l (P

J)


y = 13.75x - 1197.6R² = 0.8974

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

83 84 85 86 87 88 89 90

alim

ento

s d

e o

rige

n a

nim

al (

PJ)


Capítulo 1. AntecedentesI. Historia del consumo energético a nivel socialI.I.I.II. Complejidad de las poblaciones urbanasIII. Suministro de energía primaria totalIV. Alimentación y energíaV. Objetivo

Capítulo 2. Metodología y análisisI. MetodologíaII. AnálisisEnergía y urbanizaciónAlimentos y urbanización

Capítulo 3. Conclusiones y perspectivas.BibliografíaApéndice

centro de investigaciÓn y de estudios avanzados del...

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