Serie: Minería y Materiales • Parte 14 de 14
Escalando la civilización: Jugando en teravatios
La historia hasta ahora: Cavamos el primer pozo limpio y lo moldeamos en un lago. Enseñamos a las rocas a confesar, imprimimos luz solar, fundimos sin humo, movimos montañas con baterías, movimos productos no tierra, hicimos luz de arena, ensamblamos fábricas, construimos objetos hasta supercomputadoras, cerramos todos los ciclos y diseñamos pueblos para amar sus lagos. Ahora ampliamos la vista: ¿cuántos teravatios podemos construir — con calma, rapidez y belleza?
La misión de hoy
Definir un teravatio en átomos, tierra, barcos, equipos y semanas — no en eslóganes.
Publicar escenarios pre-calculados para PV, almacenamiento, acero, vidrio, cobre y cargas de computación.
Mostrar las matemáticas de clonación: fábricas que construyen fábricas hasta que la luz solar sea nuestro combustible predeterminado.
Qué significa un teravatio (y por qué construiremos muchos)
Hoja de referencia de teravatios (centrado en PV)
| Cantidad | Valor de planificación | Notas |
|---|---|---|
| Energía anual / TWp | ~1.6–2.0 PWh/año | Dependiente del clima y la inclinación |
| Potencia promedio | ~180–230 GW | De energía ÷ 8,760 h |
| Par de almacenamiento de 12 h | ~2.2–2.8 TWh | Promedio GW × 12 |
| Área (montaje en tierra) | ~16–22 k km² | 1.6–2.2 ha/MW |
| Masa de módulos PV | ~45–60 Mt | ~45–60 t/MW |
Los rangos nos mantienen honestos a través de latitudes, seguidores y diseño BOS.
La razón simple
- Electrones ≫ combustibles: preferimos mover cables que montañas.
- Calor limpio: hornos y hornos de fundición escuchan a la electricidad (Partes 4–6, 9).
- Carga predecible: la computación y las fábricas nos dan la carga base constante que el almacenamiento adora (Partes 10–12).
Matemáticas de clonación — fábricas que construyen fábricas
Semilla → bola de nieve (fábricas PV, 1 GW/año cada una)
| Punto del calendario | Fábricas activas | Capacidad PV/año | Comentario |
|---|---|---|---|
| Mes 0 | 1 | 1 GW/año | Fábrica semilla (Parte 3) |
| Mes 12 | 4 | 4 GW/año | Primeros clones (Parte 10) |
| Mes 24 | 16 | 16 GW/año | Cadencia “bola de nieve” |
| Mes 36 | 36–64 | 36–64 GW/año | Tripulación y pod limitados |
| Mes 60 | 150–250 | 150–250 GW/año | Clústeres regionales en línea |
Limitamos el crecimiento con personas/pods, no con la imaginación; la calidad sigue siendo aburrida y alta.
Factura del kit de clonación (por fábrica PV de 1 GW/año)
| Pod | Cuenta | Carga promedio | Área de la carcasa |
|---|---|---|---|
| Energía PP‑20 | 3 | ~60 MW | — |
| Agua WP‑500 | 2 | — | ~180 m² cada uno |
| Calor HP‑20 | 1 | — | ~400 m² |
| Pods de línea | 12 | — | ~1,200 m² cada uno |
| Controles + Personas | 1 + 3 | — | QA + laboratorios |
Esta es la misma gramática Lego que usamos en toda la serie (Parte 10).
¿Cómo evitamos un descenso en la calidad mientras escalamos rápido?
Los pods llevan la habilidad; los sitios llevan el concreto. Cada pod se prueba en la tienda de semillas, se serializa, se escanea en la instalación y se pone en marcha con un guion. Escalamos la parte aburrida — listas de verificación — no el riesgo.
Átomos por teravatio (lo que realmente movemos y fundimos)
Hardware PV por TWp (montaje en tierra)
| Artículo | Por MW | Por TW | Notas |
|---|---|---|---|
| Módulos (masa) | ~45–60 t | ~45–60 Mt | Vidrio+marco (Parte 9) |
| Montaje acero/Al | ~60–100 t | ~60–100 Mt | Acero galvanizado + rieles de Al |
| Cobre | ~1.2–2.0 t | ~1.2–2.0 Mt | Strings → inversor |
| Área de vidrio | ~5,000 m² | ~5,000 km² | Bajo en hierro (Parte 9) |
| Área | 1.6–2.2 ha | 16–22 k km² | Seguidores, espaciamiento |
Totales por TW distribuidos entre regiones y años; enviamos shapes (Parte 8), no tierra.
Fábricas para alimentar ese TW
| Línea / Campus | Producción por unidad | Unidades para 1 TW | Notas |
|---|---|---|---|
| Campus de vidrio solar | ~1 Mt/año | ~45–60 | Módulos de alimentación y fachada |
| Mini‑acerías (acero) | ~1 Mt/año | ~60–100 | Secciones + bobina (Parte 5) |
| Plantas de extrusión de Al | ~0.2 Mt/año | ~100–200 | Rieles, marcos |
| Refinería de cobre/EW | ~0.5 Mt/año | ~3–5 | Barras colectoras, cables |
| Fábricas de PV | ~1 GW/yr | ~1,000 | O 200 @ 5 GW/yr en grupos |
Estas unidades son cápsulas disfrazadas (Parte 10). Nos multiplicamos con calma, no caóticamente.
“¿No es mucho acero y vidrio?”
Sí — por eso los hacemos con electrones (Partes 4–6, 9). Los mini‑molinos y líneas de vidrio del kit de modificación existen para digerir esta carga de trabajo exacta, alimentados por el PV que ya hicimos (Parte 3).
Tierra, agua y vecinos (espacio para aves y juegos de pelota)
Matemáticas de la tierra (contexto, no excusas)
- Por TW: ~16–22 mil km² de praderas PV.
- Porción de tierra global: ~0.01–0.02% (contexto de orden de magnitud).
- Uso dual: campos PV como praderas, pastoreo, corredores para polinizadores (Parte 13).
Agua y lagos
- Bucles de proceso: 85–95% reciclaje en plantas (Parte 12).
- Lagos: amortiguadores estacionales + senderos + hábitat (Parte 13).
- Tormentas: bioswales + humedales antes del lago.
Almacenamiento y estabilidad (mantener las luces educadamente encendidas)
Reglas que realmente usamos
- PV‑min (MWp) ≈ Promedio MW × 5.14 (5.5 PSH, 85% DC→AC) — ver Partes 3, 10–12.
- Almacenamiento (MWh) ≈ 12 h × Promedio MW para operaciones tranquilas.
- Sobreconstrucción: 1.5–2.0× PV para compartir con los vecinos y acortar los ciclos de clonación (Parte 10).
Combinaciones de ejemplo (precalculadas)
| Tamaño de PV | Potencia promedio | Almacenamiento de 12 h | Donde encaja |
|---|---|---|---|
| 1 TWp | ~180–230 GW | ~2.2–2.8 TWh | Red regional |
| 100 GWp | ~18–23 GW | ~220–280 GWh | Centro a escala nacional |
| 10 GWp | ~1.8–2.3 GW | ~22–28 GWh | Mega‑campus + ciudad |
El almacenamiento puede ser baterías, térmico, bombeado o paquetes de flota (Parte 7). Elegimos la mezcla más tranquila.
¿Por qué la computación facilita el almacenamiento?
Los estantes funcionan 24/7 a potencia constante (Parte 11). Ese apetito estable permite que PV+almacenamiento operen de forma predecible; el calor residual calienta bloques y hogares (Partes 9, 12–13). Una red tranquila es una red barata.
Envíos y flujos (mover formas, no montañas)
TEU & ferrocarril (verificaciones de sentido común)
| Paquete | Por 100 MWp | Por 1 TWp | Notas |
|---|---|---|---|
| Kit de parque solar | ~1,000–1,600 TEU | ~10–16 M TEU | Distribuido a través de regiones |
| Acero para ferrocarril | ~6 kt / 50 km | Escala con corredores | Electrificado (Parte 8) |
| Módulos | Enviar distancias cortas | Acabado local | Construimos cerca de la demanda |
Evitamos las caravanas globales de módulos clonando fábricas (Parte 10). Los átomos permanecen cerca de su destino.
Camiones, ferrocarril, cablecarriles
- Megafurgonetas (200 t): paquetes de 3–5 MWh, picos de volante de inercia (Parte 7).
- Columna vertebral ferroviaria: planificación 0.04 kWh/t‑km (Parte 8).
- Transportadores/cablecarriles: donde las carreteras no tienen sentido (Parte 8).
Equipos y formación (trabajos con manos limpias)
Personas por clon (típico)
- Fábrica PV 1 GW/año: ~300–500 FTE
- Línea de vidrio: ~250–400 FTE
- Mini‑acero 1 Mt/año: ~600–900 FTE
- Computación sala de 20 MW: ~80–150 FTE + soporte
Columna vertebral de formación
- Cada campus envía primero un People Pod: seguridad, clínica, aula (Parte 10).
- Gemelos digitales para líneas; práctica en acero virtual antes del acero caliente.
- Aprendizajes vinculados a pods: electricistas, montadores, controles, QA.
Hojas de ruta (2, 5, 10 años — elige tu ritmo)
“Impulso” de dos años
- Clonar PV a ~16 GW/año (desde 1 GW semilla).
- Poner en marcha 4–8 líneas de vidrio, 4–8 mini-fábricas.
- Desplegar 5–10 GWp Praderas PV en minas y pueblos.
- Iniciar 2–3 pueblos lacustres (Parte 13).
“Lattice” de cinco años
- Capacidad PV de 150–250 GW/año en tres regiones.
- 20–30 campus de vidrio; 20–30 mini-fábricas.
- Almacenamiento regional de ~0.5–1.0 TWh.
- 10–20 pueblos; primer centro costero.
“Hábito TW” de diez años
- Tasa de clonación PV ≥1 TW/año a través de continentes.
- Producción de vidrio y acero ajustada a las necesidades de PV.
- Los salones de computación calientan distritos enteros (Parte 11).
- Circuitos del campus tan aburridos que son invisibles (Parte 12).
¿"Esto son solo curvas en una diapositiva?"
No: cada número aquí se remonta a pods and plants que ya hemos detallado — líneas PV (Parte 3), hornos (Partes 4–6), logística (Parte 8), vidrio (Parte 9), kits de clonación (Parte 10). Es un plan de construcción, no un estado de ánimo.
Escenarios globales pre-calculados
Escenario A — 1 TWp/año de construcción durante 10 años
| Métrica | Valor | Notas |
|---|---|---|
| PV añadido (10 a) | 10 TWp | Ritmo constante |
| Energía anual @ 1.7 PWh/TW | ~17 PWh/año | Una vez instalado |
| Almacenamiento de 12 h emparejado | ~22–28 TWh | A plena capacidad |
| Acero para montajes | ~600–1,000 Mt | Durante la década |
| Vidrio | ~450–600 Mt | Solo vidrio para módulos |
| Cobre | ~12–20 Mt | De matrices a inversores |
Estos totales de la década requieren docenas de campus de vidrio y mini‑fábricas — exactamente nuestro equipo (Partes 5, 9).
Escenario B — 5 TWp/año “sprint” (años 5–10)
| Métrica | Valor | Notas |
|---|---|---|
| PV añadido (5 a) | 25 TWp | Fiebre de clones |
| Energía anual @ 1.7 PWh/TW | ~42.5 PWh/año | Solo del sprint |
| Almacenamiento de 12 h emparejado | ~55–70 TWh | Disperso regionalmente |
| Área de pradera PV | ~0.4–0.55 M km² | Terreno de uso dual |
“Sprint” requiere suministro maduro de pods y equipos regionales entrenados (Parte 10).
Escenario C — Red equilibrada (industria eléctrica + pueblos)
Suponga que una región apunta a 500 GWp de PV, industria anclada por 5 mini acerías, 5 líneas de vidrio, 2 salas de computación.
| Artículo | Valor de planificación | Comentario |
|---|---|---|
| Potencia promedio | ~90–115 GW | Desde PV |
| Almacenamiento (12 h) | ~1.1–1.4 TWh | Batería + mezcla térmica |
| Producción de acero | ~5 Mt/año | Vigas locales/rollo |
| Producción de vidrio | ~5 Mt/año | Módulos + fachada |
| Calcular | ~40 MW | Ancla de calor distrital |
| Pueblos lacustres | ~4–8 | Cada 5–25k personas (Parte 13) |
Este es un azulejo en una red mundial. Copiar, rotar, pegar.
Tap‑to‑open Q&A
“¿De dónde vienen los materiales — tenemos suficiente?”
Dimensionamos minas limpias como fábricas en partes anteriores: el mineral se clasifica (Parte 2), se funde sin humo (Partes 4–6) y se envía como formas (Parte 8). El acero y el vidrio dominan la masa del hardware PV; ambos son fáciles de escalar con electricidad. El cobre requiere cuidado pero se mide en Mt de un solo dígito por TW — manejable con reciclaje (Parte 12).
“¿No será la tierra el cuello de botella?”
Los prados PV de uso dual, techos, estacionamientos, canales y terrenos contaminados suman. Con ~16–22k km²/TW en montaje en tierra, hablamos de centésimas de porcentaje de tierra — organizadas cuidadosamente alrededor de pueblos y hábitats (Parte 13).
“¿Cómo mantenemos esto agradable para vivir cerca?”
Movimiento eléctrico, líneas cerradas, transportadores cubiertos, patios silenciosos, iluminación para cielos oscuros, paneles públicos (Partes 7–9, 12–13). Diseñamos para aves, partidos y la hora de dormir.
“¿Cuál es la parte más difícil?”
Personas. Por eso enviamos primero People Pods, invertimos mucho en capacitación y dejamos que los pods lleven la experiencia para que los equipos locales puedan desarrollar carreras sin salir de casa (Parte 10).
Apéndice — Trucos, conversiones y enlaces cruzados
Conversiones rápidas que usamos
| Cosa | Regla general | Usado en |
|---|---|---|
| Energía PV por TWp | ~1.6–2.0 PWh/año | Todos los escenarios |
| Área PV | 1.6–2.2 ha/MW | Tablas de tierra |
| Emparejamiento de almacenamiento | 12 h × Promedio MW | Tablas de almacenamiento |
| Energía ferroviaria | 0.04 kWh/t-km | Logística (Parte 8) |
| E-truck (site) | 0.25 kWh/t-km | Flujos del campus (Parte 7) |
Enlaces cruzados (esta serie)
- Parte 1 — Lagos y primer agujero: amortiguadores de agua y parques futuros.
- Parte 3 — Fábrica de semillas solares: donde empieza la bola de nieve.
- Partes 4–6 — Hornos y metales: electrones, no humo.
- Parte 8 — Transporte: transporta valor, no suciedad.
- Parte 10 — Fábricas de Lego: pods y puertos.
- Parte 12 — Bucles circulares: “residuos” con un trabajo.
- Parte 13 — Pueblos: vida alrededor del lago.
Nota final: Nunca pedimos permiso a la física, solo claridad. Elige una piedra, ordénala, derrítela con la luz del sol, da forma a los barcos, apila las partes y dile al lago que volverás con un malecón. Ese es el plan. Vamos a construir.