La economía de los recursos naturales se ocupa de la oferta , la demanda y la asignación de los recursos naturales de la Tierra . Uno de los principales objetivos de la economía de los recursos naturales es comprender mejor el papel de los recursos naturales en la economía para desarrollar métodos más sostenibles de gestión de esos recursos y asegurar su disponibilidad para las generaciones futuras. Los economistas de los recursos estudian las interacciones entre los sistemas económicos y naturales, con el objetivo de desarrollar una economía sostenible y eficiente. [2]
La economía de los recursos naturales es un campo transdisciplinario de investigación académica dentro de la economía que tiene como objetivo abordar las conexiones e interdependencia entre las economías humanas y los ecosistemas naturales . Su enfoque es cómo operar una economía dentro de las limitaciones ecológicas de los recursos naturales de la Tierra . [3] La economía de los recursos reúne y conecta diferentes disciplinas dentro de las ciencias naturales y sociales conectadas a amplias áreas de las ciencias de la tierra , la economía humana y los ecosistemas naturales. [4] Los modelos económicos deben adaptarse para dar cabida a las características especiales de los insumos de los recursos naturales. El plan de estudios tradicional de la economía de los recursos naturales enfatizaba los modelos pesqueros, los modelos forestales y los modelos de extracción de minerales (es decir, peces, árboles y minerales). Sin embargo, en los últimos años, otros recursos, en particular el aire, el agua, el clima global y los "recursos ambientales" en general, han adquirido cada vez más importancia para la formulación de políticas.
El interés académico y político ha trascendido la mera explotación comercial óptima del trío estándar de recursos y abarca la gestión con otros objetivos. Por ejemplo, los recursos naturales tienen valores comerciales y recreativos definidos. Su mera existencia también puede contribuir a los niveles generales de bienestar social.
El área de economía y políticas se centra en los aspectos humanos de los problemas ambientales. Las áreas tradicionales de la economía ambiental y de los recursos naturales incluyen la teoría del bienestar, el uso de la tierra/ubicación, el control de la contaminación, la extracción de recursos y la valoración no comercial, y también la agotabilidad de los recursos, [5] la sostenibilidad , la gestión ambiental y la política ambiental . Los temas de investigación podrían incluir los impactos ambientales de la agricultura, el transporte y la urbanización, el uso de la tierra en países pobres e industrializados, el comercio internacional y el medio ambiente, el cambio climático y los avances metodológicos en la valoración no comercial, por nombrar solo algunos.
La regla de Hotelling es un modelo económico de 1938 de gestión de recursos no renovables elaborado por Harold Hotelling . Muestra que la explotación eficiente de un recurso no renovable y no aumentable conduciría, en condiciones económicas por lo demás estables, a un agotamiento del recurso. La regla establece que esto conduciría a un precio neto o "renta de Hotelling" para el mismo que aumentaría anualmente a una tasa igual a la tasa de interés , lo que refleja la creciente escasez del recurso. Los recursos no aumentables de materiales inorgánicos (es decir, minerales) son poco comunes; la mayoría de los recursos pueden aumentarse mediante el reciclaje y mediante la existencia y el uso de sustitutos para los productos de uso final (véase más adelante).
Vogely ha afirmado que el desarrollo de un recurso mineral se produce en cinco etapas: (1) El margen operativo actual (tasa de producción) regido por la proporción de la reserva (recurso) ya agotada. (2) El margen de desarrollo intensivo regido por la disyuntiva entre la creciente inversión necesaria y la realización más rápida de los ingresos. (3) El margen de desarrollo extensivo en el que se inicia la extracción de depósitos conocidos pero previamente no rentables. (4) El margen de exploración en el que se lleva a cabo la búsqueda de nuevos depósitos (recursos) y el costo por unidad extraída es altamente incierto, debiendo equilibrarse el costo del fracaso con el hallazgo de recursos utilizables (depósitos) que tengan costos marginales de extracción no superiores a los de las primeras tres etapas mencionadas anteriormente. (5) El margen tecnológico que interactúa con las primeras cuatro etapas. La teoría de Gray-Hotelling (agotamiento) es un caso especial, ya que cubre solo las etapas 1 a 3 y no las mucho más importantes etapas 4 y 5. [6]
Simon ha afirmado que el suministro de recursos naturales es infinito (es decir, perpetuo) [7]
Estos puntos de vista contradictorios se reconciliarán sustancialmente al considerar en profundidad los temas relacionados con los recursos en la siguiente sección, o al menos se minimizarán.
Además, la regla de Hartwick proporciona una idea de la sostenibilidad del bienestar en una economía que utiliza recursos no renovables .
El concepto de recurso perpetuo es complejo porque el concepto de recurso es complejo y cambia con la llegada de nuevas tecnologías (normalmente una recuperación más eficiente), nuevas necesidades y, en menor grado, con nuevas economías (por ejemplo, cambios en los precios del material, cambios en los costos de la energía, etc.). Por un lado, un material (y sus recursos) pueden entrar en un período de escasez y convertirse en un material estratégico y crítico (una crisis de agotamiento inmediato), pero por otro lado, un material puede dejar de usarse, su recurso puede pasar a ser perpetuo si no lo era antes, y luego el recurso puede convertirse en un paleorrecurso cuando el material deja de usarse casi por completo (por ejemplo, recursos de sílex de grado punta de flecha). Algunas de las complejidades que influyen en los recursos de un material incluyen el grado de reciclabilidad, la disponibilidad de sustitutos adecuados para el material en sus productos de uso final, además de algunos otros factores menos importantes.
El 7 de diciembre de 1941, el Gobierno federal se interesó de repente de manera imperiosa en cuestiones de recursos, poco después de lo cual Japón cortó el suministro de estaño y caucho a los EE. UU . y dificultó la obtención de otros materiales, como el tungsteno. Este fue el peor caso en cuanto a disponibilidad de recursos, que se convirtió en un material estratégico y crítico. Después de la guerra, el gobierno creó una reserva de materiales estratégicos y críticos, con alrededor de 100 materiales diferentes que se compraron al contado o se obtuvieron intercambiando productos agrícolas estadounidenses por ellos. A largo plazo, la escasez de estaño condujo más tarde a la sustitución total del papel de aluminio por papel de aluminio y las latas de acero revestidas de polímero y los envases asépticos por latas de acero galvanizado .
Los recursos cambian con el tiempo, de acuerdo con la tecnología y la economía; una recuperación más eficiente conduce a una caída en la ley del mineral necesaria. La ley promedio del mineral de cobre procesado ha caído del 4,0% de cobre en 1900 al 1,63% en 1920, al 1,20% en 1940, al 0,73% en 1960, al 0,47% en 1980 y al 0,44% en 2000. [8]
El suministro de cobalto había estado en una situación precaria desde que el Congo Belga (la única fuente importante de cobalto del mundo) obtuvo una apresurada independencia en 1960 y la provincia productora de cobalto se separó y pasó a llamarse Katanga, a lo que siguieron varias guerras e insurgencias, destituciones de gobiernos locales, ferrocarriles destruidos y nacionalizaciones. A todo esto se sumó una invasión de la provincia por parte de rebeldes katangueses en 1978 que interrumpió el suministro y el transporte e hizo que el precio del cobalto se triplicara brevemente. Mientras se interrumpía el suministro de cobalto y el precio se disparaba, se empezaron a utilizar níquel y otros sustitutos. [9]
A raíz de esto, se popularizó la idea de una "guerra por los recursos" por parte de los soviéticos. En lugar del caos que resultó de la situación del cobalto en Zaire, se trataría de una estrategia planificada, diseñada para destruir la actividad económica fuera del bloque soviético mediante la adquisición de recursos vitales por medios no económicos (¿militares?) fuera del bloque soviético (¿Tercer Mundo?), para luego retener esos minerales de Occidente. [10]
Una forma importante de sortear una situación de cobalto o una situación de "guerra por los recursos" es utilizar sustitutos para un material en sus usos finales. Algunos criterios para un sustituto satisfactorio son (1) disponibilidad inmediata en el país en cantidades adecuadas o disponibilidad en naciones limítrofes, o posiblemente en aliados extranjeros, (2) poseer propiedades físicas y químicas, rendimiento y longevidad comparables al material de primera elección, (3) comportamiento y propiedades bien establecidos y conocidos, particularmente como componente en aleaciones exóticas, y (4) capacidad de procesamiento y fabricación con cambios mínimos en la tecnología existente, la planta de capital y las instalaciones de procesamiento y fabricación. Algunas sustituciones sugeridas fueron alunita por bauxita para hacer alúmina , molibdeno y/o níquel por cobalto, y radiadores de automóviles de aleación de aluminio por radiadores de automóviles de aleación de cobre. [11] Los materiales pueden eliminarse sin sustitutos materiales, por ejemplo, mediante el uso de descargas de electricidad de alta tensión para dar forma a objetos duros que antes se formaban con abrasivos minerales, lo que da un rendimiento superior a un menor costo, [12] o mediante el uso de computadoras/satélites para reemplazar cables de cobre (líneas terrestres).
Una forma importante de reemplazar un recurso es mediante síntesis, por ejemplo, los diamantes industriales y muchos tipos de grafito , aunque un cierto tipo de grafito podría reemplazarse casi por completo con un producto reciclado. La mayor parte del grafito es sintético, por ejemplo, los electrodos de grafito, la fibra de grafito, las formas de grafito (mecanizadas o no mecanizadas) y el polvo de grafito.
Otra forma de reemplazar o ampliar un recurso es reciclando el material deseado a partir de chatarra o desechos. Esto depende de si el material se disipa o está disponible como un producto duradero que ya no se puede usar. La recuperación del producto duradero depende de su resistencia a la descomposición química y física, las cantidades disponibles, el precio de disponibilidad y la facilidad de extracción del producto original. [13] Por ejemplo, el bismuto en la medicina estomacal se dispersa sin remedio (se disipa) y, por lo tanto, es imposible de recuperar, mientras que las aleaciones de bismuto se pueden recuperar y reciclar fácilmente. Un buen ejemplo en el que el reciclaje marca una gran diferencia es la situación de disponibilidad de recursos para el grafito, donde el grafito en escamas se puede recuperar de un recurso renovable llamado kish, un residuo de fabricación de acero que se crea cuando el carbono se separa como grafito dentro del kish del metal fundido junto con la escoria. Una vez que se enfría, el kish se puede procesar. [14]
Hay que introducir otros tipos de recursos. Si los materiales estratégicos y críticos son el peor caso de recursos, a menos que se mitiguen con la sustitución y/o el reciclaje, uno de los mejores es un recurso abundante. Un recurso abundante es aquel cuyo material hasta ahora ha encontrado poco uso, como el uso de arcillas con alto contenido de aluminio o anortosita para producir alúmina y magnesio antes de que se recuperara del agua de mar. Un recurso abundante es bastante similar a un recurso perpetuo. [15] La base de reservas es la parte de un recurso identificado que tiene un potencial razonable de volverse económicamente disponible en un momento posterior al de la tecnología actualmente probada y la economía actual. Los recursos identificados son aquellos cuya ubicación, grado, calidad y cantidad se conocen o se estiman a partir de evidencia geológica específica. Las reservas son la parte de la base de reservas que se puede extraer económicamente en el momento de la determinación; [16] las reservas no deben usarse como sustituto de los recursos porque a menudo están distorsionadas por los impuestos o las necesidades de relaciones públicas de la empresa propietaria.
Harrison Brown y sus asociados afirmaron que la humanidad procesará "mineral" de menor calidad. El hierro provendrá de material que contenga hierro de menor calidad, como roca bruta de cualquier parte de una formación de hierro , no muy diferente del insumo utilizado para hacer pellets de taconita en América del Norte y en otros lugares en la actualidad. A medida que disminuyan las reservas de carbón de coque, la producción de arrabio y acero utilizará procesos que no utilicen coque (es decir, acero eléctrico). La industria del aluminio podría pasar de utilizar bauxita a utilizar anortosita y arcilla . El consumo de magnesio metálico y magnesia (es decir, en refractarios), que actualmente se obtiene del agua de mar, aumentará. El azufre se obtendrá de las piritas , luego del yeso o la anhidrita. Los metales como el cobre , el zinc , el níquel y el plomo se obtendrán de los nódulos de manganeso o de la formación Phosphoria (¡sic!). Estos cambios podrían ocurrir de manera irregular en diferentes partes del mundo. Mientras que Europa y América del Norte pueden utilizar anortosita o arcilla como materia prima para el aluminio, otras partes del mundo pueden utilizar bauxita, y mientras que América del Norte puede utilizar taconita, Brasil puede utilizar mineral de hierro. Aparecerán nuevos materiales (nota: ya han aparecido), resultado de los avances tecnológicos, algunos actuando como sustitutos y otros con nuevas propiedades. El reciclaje se volverá más común y más eficiente (nota: ¡ya lo ha hecho!). En última instancia, los minerales y metales se obtendrán procesando roca "promedio". Roca, 100 toneladas de roca ígnea "promedio", rendirán ocho toneladas de aluminio, cinco toneladas de hierro y 0,6 toneladas de titanio. [17] [18]
El modelo del USGS basado en datos de abundancia de la corteza y la relación reserva-abundancia de McKelvey, se aplica a varios metales en la corteza terrestre (en todo el mundo) y en la corteza estadounidense. Los recursos potenciales actualmente recuperables (tecnología actual, economía) que más se acercan a la relación de McKelvey son aquellos que se han buscado durante más tiempo, como el cobre, el zinc, el plomo, la plata , el oro y el molibdeno . Los metales que no siguen la relación de McKelvey son los que son subproductos (de los principales metales) o no han sido vitales para la economía hasta hace poco ( titanio , aluminio en menor grado). El bismuto es un ejemplo de un metal subproducto que no sigue muy bien la relación; las reservas de plomo del 3% en el oeste de EE. UU. tendrían solo 100 ppm de bismuto, claramente de grado demasiado bajo para una reserva de bismuto. El potencial mundial de recursos recuperables es de 2.120 millones de toneladas de cobre, 2.590 millones de toneladas de níquel, 3.400 millones de toneladas de zinc, 3.519 billones de toneladas de aluminio y 2.035 billones de toneladas de hierro. [19]
Diversos autores han aportado más datos. Algunos piensan que el número de sustitutos es casi infinito, sobre todo con el flujo de nuevos materiales procedentes de la industria química; se pueden fabricar productos finales idénticos a partir de materiales y puntos de partida diferentes. Como todos los materiales son cien veces más débiles de lo que teóricamente deberían ser, debería ser posible eliminar las zonas de dislocación y reforzarlas en gran medida, lo que permitiría utilizar cantidades menores. En resumen, las empresas "mineras" tendrán productos cada vez más diversos, la economía mundial se está alejando de los materiales hacia los servicios y la población parece estar estabilizándose, todo lo cual implica una disminución del crecimiento de la demanda de materiales; gran parte de los materiales se recuperarán de rocas poco comunes, habrá muchos más coproductos y subproductos de una operación determinada y habrá más comercio de minerales y materiales. [20]
A medida que la nueva tecnología radical impacta cada vez más poderosamente en el mundo de los materiales y minerales, es cada vez más probable que los materiales utilizados tengan recursos perpetuos. Ya hay cada vez más materiales que tienen recursos perpetuos y cada vez menos materiales que tienen recursos no renovables o son materiales estratégicos y críticos. Algunos materiales que tienen recursos perpetuos como la sal , la piedra, el magnesio y la arcilla común se mencionaron anteriormente. Gracias a la nueva tecnología, los diamantes sintéticos se agregaron a la lista de recursos perpetuos, ya que pueden fabricarse fácilmente a partir de un trozo de otra forma de carbono. El grafito sintético se fabrica en grandes cantidades (electrodos de grafito, fibra de grafito) a partir de precursores de carbono como el coque de petróleo o una fibra textil. Una empresa llamada Liquidmetal Technologies, Inc. está utilizando la eliminación de dislocaciones en un material con una técnica que supera las limitaciones de rendimiento causadas por debilidades inherentes en la estructura atómica cristalina. Fabrica aleaciones de metal amorfas , que conservan una estructura atómica aleatoria cuando el metal caliente se solidifica, en lugar de la estructura atómica cristalina (con dislocaciones) que normalmente se forma cuando el metal caliente se solidifica. Estas aleaciones amorfas tienen propiedades de rendimiento mucho mejores que las habituales; por ejemplo, sus aleaciones Liquidmetal de circonio-titanio son un 250% más resistentes que una aleación de titanio estándar. Las aleaciones Liquidmetal pueden suplantar a muchas aleaciones de alto rendimiento. [21]
La exploración del fondo oceánico en los últimos cincuenta años reveló nódulos de manganeso y nódulos de fosfato en muchos lugares. Más recientemente, se han descubierto depósitos de sulfuro polimetálico y actualmente se están depositando "lodos negros" de sulfuro polimetálico a partir de "fumadores negros" [22]. La situación de escasez de cobalto de 1978 tiene ahora una nueva opción: recuperarlo de los nódulos de manganeso. Una empresa coreana planea comenzar a desarrollar una operación de recuperación de nódulos de manganeso en 2010; Los nódulos de manganeso recuperados tendrían un promedio de 27% a 30% de manganeso , 1,25% a 1,5% de níquel, 1% a 1,4% de cobre y 0,2% a 0,25% de cobalto (calidad comercial) [23] Nautilus Minerals Ltd. está planeando recuperar material de calidad comercial con un promedio de 29,9% de zinc, 2,3% de plomo y 0,5% de cobre de depósitos masivos de sulfuro polimetálico del fondo del océano utilizando un dispositivo similar a una aspiradora submarina que combina algunas tecnologías actuales de una manera nueva. En asociación con Nautilus están Tech Cominco Ltd. y Anglo-American Ltd., firmas internacionales líderes a nivel mundial. [24]
Existen también otras técnicas de minería robótica que podrían aplicarse bajo el océano. Rio Tinto está utilizando enlaces satelitales para permitir que trabajadores a 1.500 kilómetros de distancia operen plataformas de perforación, carguen mercancías, extraigan mineral y lo viertan en cintas transportadoras, y coloquen explosivos para posteriormente hacer estallar rocas y tierra. De esta manera, la empresa puede mantener a los trabajadores fuera de peligro y también utilizar menos trabajadores. Esta tecnología reduce los costos y compensa las disminuciones en el contenido de metal de las reservas de mineral. [25] De esta manera, se puede obtener una variedad de minerales y metales de fuentes no convencionales y los recursos están disponibles en enormes cantidades.
Por último, ¿qué es un recurso perpetuo? La definición de la ASTM para un recurso perpetuo es "aquel que es virtualmente inagotable en una escala de tiempo humana". Los ejemplos que se dan incluyen la energía solar, la energía de las mareas y la energía eólica, [26] a las que se deben agregar la sal, la piedra, el magnesio, los diamantes y otros materiales mencionados anteriormente. Un estudio sobre los aspectos biogeofísicos de la sostenibilidad llegó a una regla de práctica prudente según la cual una reserva de recursos debe durar 700 años para lograr la sostenibilidad o convertirse en un recurso perpetuo, o en el peor de los casos, 350 años. [27]
Si un recurso que dura 700 años o más es perpetuo, uno que dura entre 350 y 700 años puede considerarse un recurso abundante, y así se define aquí. El tiempo durante el cual se puede recuperar el material de su recurso depende de la necesidad humana y de los cambios en la tecnología desde la extracción hasta el ciclo de vida del producto y su eliminación final, además de la reciclabilidad del material y la disponibilidad de sustitutos satisfactorios. En concreto, esto demuestra que la agotabilidad no se produce hasta que estos factores se debilitan y se manifiestan: la disponibilidad de sustitutos, el grado de reciclaje y su viabilidad, una fabricación más eficiente del producto de consumo final, productos de consumo más duraderos y de mayor duración, e incluso una serie de otros factores.
La información y orientación más reciente sobre los recursos y los tipos de recursos que se deben considerar se encuentran en la Guía de recursos actualizada [1].
Los recursos perpetuos pueden convertirse en paleorrecursos. Un paleorrecurso es aquel que tiene poca o ninguna demanda del material extraído de él; un material obsoleto, los humanos ya no lo necesitan. El paleorrecurso clásico es un recurso de sílex de calidad para puntas de flecha ; ya nadie fabrica puntas de flecha o de lanza de sílex; fabricar un trozo afilado de acero de desecho y utilizarlo es mucho más sencillo. Los productos obsoletos incluyen las latas, el papel de aluminio, la pizarra de las escuelas y el radio en la tecnología médica. El radio ha sido reemplazado por cobalto-60 mucho más barato y otros radioisótopos en el tratamiento de radiación. El plomo no corrosivo como revestimiento de cables ha sido reemplazado por plásticos.
La antracita de Pensilvania es otro material en el que se puede demostrar estadísticamente la tendencia a la obsolescencia y a convertirse en un paleorecurso. La producción de antracita fue de 70,4 millones de toneladas en 1905, 49,8 millones de toneladas en 1945, 13,5 millones de toneladas en 1965, 4,3 millones de toneladas en 1985 y 1,5 millones de toneladas en 2005. La cantidad utilizada por persona fue de 84 kg por persona en 1905, 7,1 kg en 1965 y 0,8 kg en 2005. [28] [29] Compárese esto con las reservas de antracita del USGS de 18,6 mil millones de toneladas y los recursos totales de 79 mil millones de toneladas; [30] la demanda de antracita ha disminuido tanto que estos recursos son más que perpetuos.
Dado que los recursos de antracita están tan lejos de su rango de recurso perpetuo y la demanda de antracita ha disminuido tanto, ¿es posible ver cómo la antracita podría convertirse en un paleorecurso? Probablemente, si los clientes continúan desapareciendo (es decir, si se convierten a otros tipos de energía para la calefacción de espacios), la red de suministro se atrofia, ya que los distribuidores de carbón de antracita no pueden retener suficientes negocios para cubrir los costos y cierran, y las minas con un volumen demasiado pequeño para cubrir los costos también cierran. Este es un proceso que se refuerza mutuamente: los clientes se convierten a otras formas de energía más limpias que producen menos contaminación y dióxido de carbono, luego el distribuidor de carbón tiene que cerrar debido a la falta de suficiente volumen de ventas para cubrir los costos. Los demás clientes del distribuidor de carbón se ven obligados a convertirse a menos que puedan encontrar otro distribuidor de carbón cercano. Finalmente, la mina de antracita cierra porque no tiene suficiente volumen de ventas para cubrir sus costos.
