Siguiendo las corrientes de agua dulce tierra adentro, la trucha arcoiris puede nadar regreso a su lugar de origen a pesar de haber pasado hasta 3 años en el mar y haber viajado a 300 km de distancia de su casa. Además de utilizar sentidos como la vista y el olfato, parece que las truchas se basan en los campos magneticos de la tierra para encontrar la dirección correcta. Se llegó a esta conclusión tras un estudio al respecto, que fue dirigido por Michael Winklhofer, cientifico de la tierra en la Universidad Ludwig Maximilians de Munich en Alemania; en el cual se demostró que varias especies de peces, así como algunas aves migratorias, son capaces de identificar las diferentes intensidades de los campos magnéticos, que varian en el planeta.
Lo anterior se atruibuye a que los cientificos, han encontrado incrustados en los tejidos de estas especies magnetita, que de entre los distintos minerales es el de mayor magnetismo, nunca antes habían sido capaces de aislar de forma individual las células que contuvieran magnetita. Al analizar el tejido olfativo de las truchas, llegaron a descubrir que es probable que los peces sean capaces de identificar no solo el rumbo de Norte basado en el magnetismo, sino que con las pequeñas diferencias en la intensidad del campo magentico, adquieren información precisa de su latitud y longitud.
Michael Walker ecologista de la Universidad de Auckland en Nueva Zelanda, considera que este resultado va un paso más alla de lo que habían logrado antes, “Lo que creo que se debe hacer ahora es demostrar que estas células son en realidad células sensoriales” dijo el acologista. Mientras que Winklhofer espera poder analizar los tejidos de aves, para determinar en donde se encuentran los sensores magnéticos de esta especie.
Imagen: La magnetita (en blanco), que se encuentra en las células de la nariz de la trucha arco iris, se agrupó cerca de la membrana de la célula, no cerca del núcleo celular (azul).
Investigadores encuentran que el escape de autos causa más muertes prematuras que los accidentes de autos.
Jennifer Chu, MIT News Office. Original (en inglés).
En un estudio que aparecerá este mes en el diario Ciencia Ambiental y Tecnología, investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) reportan que las emisiones de autos, camiones, aviones y plantas de energía causan 13,000 muertes prematuras en el Reino Unido cada año.
Los investigadores analizaron datos del 2005, el año más reciente del cual la información se encuentra disponible. Encontraron que entre diversas fuentes de emisiones en el país, el escape de autos y camiones fue el más grande contribuyente a las muertes prematuras, afectando a alrededor de 3,000 personas por año. En comparación, notan los investigadores, menos de 3,000 británicos murieron en accidentes de camino en el año 2005.
Los investigadores encontraron que las emisiones originándose en otros lugares de Europa causan 6,000 muertes adicionales en el Reino Unido anualmente; las emisiones del Reino Unido que migran fueran del país, a su vez, causan 3,100 muertes prematuras por año en otras naciones de la Unión Europea. En algunas áreas en la periferia del Reino Unido – como al norte de Escocia – casi toda la contaminación del aire viene del resto de Europa, dicen los investigadores.
Steven Barrett del MIT y su coautor Steve Yim comenzaron el estudio a raíz de eventos recientes en el Reino Unido: Londres está actualmente en violación de los estándares de calidad del aire impuestos por la Unión Europea, y el gobierno británico podría enfrentar multas significativas de la Unión Europea si falla en abordar su contaminación del aire.
“Queríamos saber si la responsabilidad de mantener la calidad del aire era igualada por una habilidad de actuar o hacer algo al respecto”, dice Barrett, el profesor de Aeronáutica y Astronáutica en el MIT. “Los resultados del estudio indican que no hay una simetría ahí”.
Polvo en el viento
Barrett trabajó con el posdoctorado del MIT Steve Yim para analizar los datos de emisiones provistos por el gobierno británico. El equipo dividió las emisiones del país en sectores, incluyendo transporte por carreteras; generación de energía; fuentes comerciales, residenciales y agrícolas; y otros transportes como envíos y aviación.
El grupo simuló entonces los campos de temperatura y viento a través del país usando una investigación del clima y un modelo de predicciones similar a esos usados para predecir el clima a corto plazo. Barrett y Yim introdujeron los datos de emisiones en el modelo para ver cómo el clima podría dispersar las emisiones. Ejecutaron otra simulación – un modelo de transporte químico – para ver cómo las emisiones de los diferentes sectores interactuaron.
Finalmente, el grupo sobrepuso sus resultados de la simulación en mapas de densidad de población para ver que lugares tenían la mayor exposición a largo plazo a las emisiones de combustión. Barrett observó que la mayoría de las emisiones estudiadas estaban compuestas de partículas de menos de 2.5 micrones en diámetro, un tamaño que los epidemiólogos han asociado con la muerte prematura.
Panorama borroso
Después del transporte por carretera, los investigadores encontraron que las emisiones de envíos y aviación eran el segundo mayor contribuyente a las muertes prematuras, causando 1,800 muertes tempranas anualmente, seguido por emisiones de plantas de energía, que causan un estimado de 1,700 muertes prematuras cada año.
Barrett y Yim encontraron que las emisiones de plantas de energía tienen mayor impacto en la salud en el norte de Inglaterra, donde las emisiones de cinco plantas grandes tienden a congregarse. En Londres, los investigadores encontraron que las emisiones por envíos y aviación tenían un mayor impacto en la salud, posiblemente debido a la proximidad de grandes aeropuertos a la ciudad.
Emisiones de las plantas de energía del país, que están principalmente al norte de las ciudades más grandes y emiten la contaminación muy por arriba del nivel del suelo, son menos dañinas a la población general que otras fuentes de contaminación, dice Barrett. En contraste, dice que las emisiones de autos y camiones, que ocurren más de cerca a donde la gente vive y trabaja, poseen un riesgo más serio a la salud humana.
“La gente tiene un gran número de factores de riesgo en su vida”, dice Barrett. “La contaminación del aire es otro factor de riesgo. Y puede ser significativo, especialmente para la gente que vive en ciudades”.
Fintan Hurley, director científico del Instituto de Medicina Ocupacional en Edimburgo, Escocia, dice que los hallazgos del grupo proveen un análisis detallado de las fuentes de contaminación del aire en el país. Hurley lideró un estudio similar por el Comité sobre los Efectos Médicos de la Contaminación del Aire, y dice que los resultados de Barrett están en línea con ese análisis. Las implicaciones, añade, van más allá de la frontera de Inglaterra.
“Es de ayuda tener un análisis detallado de los efectos en el Reino Unido, pero la contaminación del aire en el exterior de fuentes de combustión es un importante problema mundial de salud pública”, dice Hurley. “Con la contaminación exterior del aire todos están expuestos, porque las finas partículas y gases también penetran los interiores. Es posible que los individuos hagan algunas cosas para limitar su exposición personal, pero la necesidad principal es actuar juntos para reducir las emisiones”.
El estudio fue patrocinado por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas.
Obtener acceso a la suficiente agua para beber en un entorno desértico puede ser algo difícil, pero Eole Water quizá haya resuelto el problema. Ha creado una turbina de viento que puede extraer hasta 1,000 litros de agua por día del aire.
Todo lo que requiere es un viento a 24 kilómetros por hora para generar los 30 kilowatts requeridos para que el proceso ocurra. El resultado final es un tanque lleno de agua purificada lista para beberse en la base de cada turbina.
Image: Michael Szulczewski, of the Juanes Research Group, MIT
Un nuevo análisis del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) muestra que hay suficiente espacio para guardar seguramente al menos un siglo de emisiones de combustibles fósiles de los Estados Unidos
David L. Chandler, MIT News Office. Original (en inglés).
Un nuevo estudio por investigadores del MIT muestra que hay la suficiente capacidad en acuíferos salinos profundos en los Estados Unidos para guardar al menos un siglo de emisiones de dióxido de carbono de las plantas eléctricas que queman carbón. Aunque quedan preguntas sobre la economía de sistemas para capturar y guardar dichos gases, este estudio se enfoca en un problema principal que ha dejado en la sombra dichas propuestas.
El análisis del equipo del MIT – liderado por Ruben Juanes, un profesor asociado en Estudios Energéticos en el Departamento de Ingeniería Civil y del Entorno, y parte del trabajo de tesis doctoral de los estudiantes graduados Christopher MacMinn y Michael Szulczewski – será publicado esta semana en el Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Las plantas eléctricas que queman carbón generan alrededor del 40% de las emisiones de carbono en el mundo, entonces el cambio climático “no será abordado a menos que se lidie con las emisiones de dióxido de carbono de plantas de carbón”, dice Juanes. “Debemos hacer muchas cosas diferentes” como desarrollar alternativas nuevas y más limpias, dice, “pero una cosa que no va a irse es el carbón”, por que es una fuente de poder barata y ampliamente disponible.
Esfuerzos para reducir los gases de invernadero se han enfocado principalmente en la búsqueda de fuentes de energía prácticas y económicas, como el viento o energía solar. Pero las emisiones humanas son ahora tan vastas que muchos analistas piensan que es improbable que estas tecnologías solas puedan resolver el problema. Algunos han propuesto sistemas para capturar emisiones – principalmente dióxido de carbono del quemado de combustibles fósiles – entonces comprimirlas y guardar el desecho en formaciones geológicas profundas. Este acercamiento es conocido como captura y almacenaje de carbón, o CSS (carbon capture and storage).
Uno de los lugares más prometedores para almacenar el gas es en los profundos acuíferos salinos: aquellos más de una milla debajo de la superficie, muy por debajo de las fuentes de agua dulce usadas para consumo humano y agricultura. Pero los estimados de la capacidad de dichas formaciones en los Estados Unidos han variado desde guardar solo algunos años de emisiones de plantas de carbón hasta muchos miles de años de emisiones.
La razón para la enorme disparidad en las estimaciones es por dos causas. Primera, por que los acuíferos salinos profundos no tienen valor comercial, ha habido poca exploración para determinar su extensión. Segunda, la dinámica de fluidos de cómo el dióxido de carbono concentrado y licuado se esparciría a través de dichas formaciones es muy compleja y difícil de modelar. La mayoría de los análisis simplemente estimaron el volumen promedio de las formaciones, sin considerar la dinámica de cómo el CO2 las infiltraría.
El equipo del MIT modeló cómo el dióxido de carbono se filtraría a través de la roca, tomando en cuenta no solo la capacidad final de las formaciones sino la tasa de inyección que podría sustentarse en el tiempo. “La clave es capturar las físicas esenciales del problema”, dice Szulczewski, “pero simplificándolo lo suficiente para poder aplicarlo al país entero”. Eso significó ver los detalles de los mecanismos de captura en la roca porosa a la escala de los micrones, entonces aplicando ese entendimiento a formaciones en un espacio de cientos de millas.
“Comenzamos con el grupo complicado completo de ecuaciones para el flujo fluídico, y entonces lo simplificamos”, dice MacMinn. Otros estimados han tendido a sobresimplificar el problema, “perdiendo algunas de las sutilezas de la física”, dice. Mientras que este análisis se enfocó en los Estados Unidos, MacMinn dice que capacidades de almacenamiento similares seguramente existen alrededor del mundo.
Howard Herzog, un investigador ingeniero principal con la Iniciativa de Energía del MIT y co-autor de la revista académica del PNAS, dice que este estudio “demuestra que la tasa de inyección de CO2 en una reserva es un parámetro crítico al hacer estimados de almacenamiento”.
Cuando está licuado el dióxido de carbono es disuelto en el agua salada, el fluido resultante es más denso que cualquiera de los componentes, así que se hunde naturalmente. Es un proceso lento, pero “una vez que el dióxido de carbono está disuelto, has ganado el juego”, dice Juanes, por que la mezcla densa y pesado es casi seguro que nunca volverá a escapar de vuelta a la atmósfera.
Mientras que este estudio no tomó en consideración el costo de los sistemas CCS, muchos analistas han concluido que podrían agregar de un 15 a un 30 por ciento al costo de la electricidad generada con carbón, y no sería viable a menos que un impuesto al carbono o un límite a las emisiones de carbono fuera implementado.
Franklin Orr Jr., un profesor de ciencias de la tierra y director del Instituto Precourt para la Energía en la Universidad de Stanford, dice, “La contribución importante de este trabajo es que agrega consideración de la tasa de inyección de CO2, por que puede ser restringido por el aumento de la presión en los acuíferos salinos profundos. Esta revista académica provee evidencia que aún cuando esas restricciones son consideradas hay mucha capacidad de almacenamiento. Esa es una contribución muy útil”.
James J. Dooley, un científico principal en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico quien no estuvo involucrado en el estudio del MIT, lo llamó “un muy buen análisis que demuestra que dadas las condiciones regulatorias y económicas apropiadas, las tecnologías de captura y almacenamiento del dióxido de carbono pueden ser la base de reducciones de gases de invernadero profundas y sostenidas en los Estados Unidos y alrededor del mundo”.
Mientras que quedan incertidumbres, “Realmente pienso que CSS tiene un papel que jugar”, dice Juanes. “No es la última salvación, es un puente, pero podría ser esencial por que realmente puede afrontar las emisiones de carbón y gas natural”.
La investigación fue apoyada por fondos del Departamento de Energía de los Estados Unidos, la Iniciativa de Energía del MIT, el Fondo de Investigación Reed, la Sociedad de Becarios de la Familia Martin para la Sustentabilidad y la Cátedra de Estudios de Energía ARCO.
Los niveles atmosféricos de dióxido de carbono en la atmósfera son ahora más altos que en cualquier otro punto en los últimos 800,000 años, mientras que en Australia la última década ha sido la más calurosa registrada, dicen científicos de CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation – Organización de Investigación de la Comunidad Científica e Industrial).
Las temperaturas en Australia se espera que se eleven entre 1°C y 5°C para el año 2070 “cuando se compara con el clima de las décadas recientes”. El Doctor Paul Fraser, científico investigador principal de CSIRO, dice que la cantidad de carbono en la atmósfera alcanzó las 390 partes por millón. “No encontramos evidencia de niveles de carbono en la atmósfera por encima de las 300 partes por millón en los últimos 800,000 años”, dijo.
El reporte dice que los incrementos proyectados en la temperatura conducirán a inundaciones, sequías y ciclones extremos.
Un nuevo estudio examina maneras de prevenir la acumulación de impurezas en el reciclaje de aluminio.
David L. Chandler, MIT News Office. Original (en inglés)
El Aluminio ha sido por mucho tiempo el ejemplo del reciclaje. Alrededor de la mitad de todo el aluminio utilizado en los Estados Unidos ahora es reciclado, y este reciclaje tiene beneficios claros y dramáticos: Libra por libra, toma de nueve a 18 veces más energía producir aluminio de materiales en bruto que de material reciclado.
Por que ahorra tanta energía – y por lo tanto dinero – el reciclaje de aluminio continua expandiéndose. Pero un nuevo análisis del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) encuentra que esta expansión podría encontrarse con problemas a menos que se tomen medidas para reducir las impurezas que pueden acumularse conforme el aluminio es reciclado una y otra vez: todo desde la pintura y las etiquetas en las latas a otros metales que accidentalmente son mezclados. Dichas impurezas continuarán acumulándose, dicen los investigadores del MIT, pero pueden ser manejadas para mantener la acumulación a niveles aceptables y se toman algunos pasos extras mientras los bienes reciclados son organizados, o durante el proceso de fundido.
Los investigadores del MIT Randolph Kirchain y Elsa Olivetti, del Laboratorio de Sistemas Materiales, junto con Gabrielle Gaustad del Instituto de Tecnología Rochester, publicaron sus hallazgos en el diario Resources, Conservation and Recycling (Recursos, Conservación y Reciclaje).
Un productor mayor de aluminio solicitó este análisis para ayudarlo a decidir si instalar sistemas mejorados de separación para prepararse para impurezas que podrían volverse más serias con el paso del tiempo. “No podían justificar esto en su negocio basado en lo que está sucediendo hoy”, dijo Kirchain – pero los análisis de su equipo mostraron que tendría sentido instalar dichos sistemas en anticipación de cambios futuros.
Por ahora, el problema sigue siendo manejable, dice Kirchain, por que los diferentes usos requieren de diferentes grados de aluminio. Por ejemplo, bloques de motor de aluminio (una parte de los motores de autos), uno de los mayores mercados para el material reciclado, pueden hacerse de metal con niveles de impurezas relativamente altos sin sufrir ninguna pérdida en rendimiento o durabilidad. Pero aplicaciones más especializadas, como circuitos electrónicos o materiales aeroespaciales, requieren de pureza mucho más alta.
“Hay un gran rango de tolerancia a impurezas”, dice Olivetti. “La pregunta es, ¿Cómo será el balance de dichos mercados en el futuro comparado con los tipos de materiales que están saliendo a través del flujo de reciclaje?”.
El estudio encontró muchas técnicas disponibles para reducir las impurezas en el aluminio reciclado. En algunos casos, estas tecnologías son simplemente extensiones de aquellas ya en uso en la separación inicial de aluminio de menes (mineral del que se puede extraer un elemento) en bruto; otras son extensiones de procesos utilizados para separar diferentes materiales del flujo siendo reciclado. La mayoría de estos sistemas son difíciles de agregar a plantas ya existentes, encontró el estudio, así que tiene más sentido económico agregarlos conforme nuevas plantas sean construidas, incluso si aún no son necesitados.
“Continuamos recolectando más y más chatarra,” dice Kirchain, quien sugiere que “probablemente tendremos más y más problemas” con la acumulación de impurezas. Hasta ahora, los operadores de plantas fundidoras de aluminio han podido acomodar variaciones en la calidad. “Si el material que entra está más contaminado, tendrán que desviarlo hacia aplicaciones menos estrictas,” dijo. El material más limpio está reservado para las aplicaciones más especializadas, como las partes de aviones.
Kirchain dice que el análisis de su equipo, aunque dirigido específicamente al aluminio – también es un intento de desarrollar métodos para analizar el ciclo vital de otros materiales que se están volviendo partes significativas del flujo de reciclaje. E incluye análisis de factores sociales gobernando las decisiones de la gente sobre la eliminación de materiales, que puede afectar cuanto material contaminante termina en cierto flujo de desperdicios – o si algún material potencialmente útil termina en un vertedero de basura en vez de ser re-usado.
Para maximizar la utilidad del aluminio reciclado, así como el de otros materiales reciclados, hay una necesidad de más investigación sobre reducir contaminantes acumulados, dice Kirchain. “Esta es un área tecnológica en la que se ha invertido muy poco”. dijo. “La tecnología para lidiar con basura no es un campo emocionante, de alto perfil, pero hay valor real en invertir en esto”.
David Leon, un ingeniero en la división de tecnología de fundición de Alcoa Technology, quien no estuvo involucrado en este estudio, dice, “Desarrollando metodologías para incrementar el uso de chatarra que va disminuyendo en calidad es de mayor importancia para la industria. Igualmente importante es el desarrollo de herramientas para hacer las decisiones correctas con respecto a la implementación de estas tecnologías”.
Un equipo del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) progresa hacia la meta de baterías económicas a escala de redes eléctricas que podrían volver viables las fuentes de energía renovable intermitentes.
Por David L. Chandler, MIT News Office. Original (en inglés).
El más grande inconveniente de muchas fuentes de energía limpia y renovable es su intermitencia: El viento no siempre sopla, el sol no siempre brilla, y así el poder que estos producen podría no estar disponible en momentos cuando es necesario. Una gran meta de la investigación de energía ha sido encontrar maneras de ayudar a suavizar estas fuentes erráticas.
Nuevos resultados de un programa de investigación en curso en el MIT, reportado en el Diario de la Sociedad Química Americana, muestra una prometedora tecnología que podría proveer esa manera de nivelar la carga que por tanto tiempo ha sido buscada – a un costo mucho menor y con una mayor duración que los métodos previos. El sistema utiliza baterías de alta temperatura cuyos componentes líquidos, como novedosos cócteles, se ajustan naturalmente en distintas capas debido a sus distintas densidades.
Los tres materiales fundidos forman los polos positivo y negativo de la batería, así como una capa de electrolito – un material que partículas cargadas atraviesan según la batería sea cargada o descargada – en medio. Las tres capas están compuestas de materiales que son abundantes y baratos, explica Donald Sadoway, el profesor de Química de Materiales del MIT y autor principal de la nueva revista académica.
“Exploramos muchos materiales”, dijo Sadoway, buscando la combinación correcta de propiedades eléctricas, la abundante disponibilidad y diferencias en la densidad que permitieran que las capas se mantuvieran separadas. Su equipo encontró un número de prometedores candidatos, dijo, y está publicando su análisis detallado de una de dichas combinaciones: magnesio para el electrodo negativo (capa superior), una mezcla de sales que contiene cloruro de magnesio para el electrolito (capa media) y antimonio para el electrodo positivo (capa inferior). El sistema operaría a una temperatura de 700 grados Celsius, o a 1,292 grados Fahrenheit.
En esta formulación, explica Sadoway, la batería entrega corriente conforme los átomos de magnesio pierden dos electrones, convirtiéndose en iones de magnesio que migran a través del electrolito hacia el otro electrodo. Ahí, re-adquieren dos electrones y se revierten a átomos ordinarios de magnesio, que forman una aleación con el antimonio. Para recargarla, la batería es conectada a una fuente de electricidad, que saca al magnesio de la aleación y a través del electrolito, donde se vuelve a unir al electrodo negativo.
La inspiración para el concepto vino del trabajo previo de Sadoway sobre el proceso electroquímico de la separación del aluminio de su óxido alúmina, que es conducido en celdas electroquímicas que operan a temperaturas altas similares. Muchas décadas de operación han probado que dichos sistemas operan confiablemente durante largos períodos de tiempo a una escala industrial, produciendo metal a un muy bajo costo. En efecto, dice, que lo que encontró fue “una manera de invertir el proceso”.
Durante los últimos tres años, Sadoway y su equipo – incluyendo el Centro Afiliado de Investigación sobre el Procesado de Materiales del MIT David Bradwell, el autor líder de la nueva revista académica – han escalado gradualmente sus experimentos. Sus pruebas iniciales usaron baterías del tamaño de un vaso de tragos cortos (shots); entonces procedieron a celdas del tamaño de discos de hockey, 7.6 centímetros de diámetro y 25 milímetros de grosor. Ahora, han comenzado pruebas en una versión de 15.2 centímetros, con 200 veces la capacidad de la versión inicial.
Las compañías de energía eléctrica podrían finalmente ser los usuarios de esta tecnología, dice Sadoway, “no importa de que estén hechas, o cual sea el tamaño. La única pregunta es cual es el costo de almacenaje” para una determinada cantidad de energía. “Puedo construir una hermosa batería al precio de la NASA”, dijo – pero cuando el costo es la motivación principal, “eso cambia la búsqueda” para el mejor material. Solo basado en la rareza y en el costo de algunos elementos, “largas secciones de la tabla periódica están fuera de los límites”.
El equipo continua su trabajo en optimizar todos los aspectos del sistema, incluyendo los contenedores utilizados para sostener los materiales fundidos y las maneras de aislarlos y calentarlos, así como maneras de reducir la temperatura de operación para ayudar a cortar los costos de energía. “Hemos descubierto maneras de reducir la temperatura operacional sin sacrificar rendimiento eléctrico o costo”, dijo Sadoway.
Mientras que otros han investigados sistemas de baterías líquidas similares, Sadoway dice que él y su equipo son los primeros en producir un sistema de almacenamiento funcional y práctico utilizando esta aproximación. Le atribuye parcialmente su éxito en esto a la mezcla única de experiencia en un lugar como MIT: “La gente en la industria de las baterías no sabe nada sobre la separación electrolítica en sales derretidas. La mayoría piensa que la operación a altas temperaturas sería ineficiente”.
Robert Huggins, un profesor emérito de ciencia de materiales e ingeniería en la Universidad de Stanford, dijo, “Para cada aproximación radicalmente diferente, hay un número de nuevos problemas prácticos a resolver para que se vuelva una alternativa práctica a usarse en el almacenamiento de energía a gran escala, [incluyendo] evaporación electrolítica, y corrosión y oxidación de componentes, así como la cuestión siempre presente del costo”. Sin embargo, dijo, este es “un acercamiento muy innovativo al almacenamiento electroquímico de energía, y está siendo explorado con un alto grado de sofisticación”.
Sadoway, junto con Bradwell, ha fundado una compañía para llevar esta tecnología a la comercialización, y estar en un año sabático trabajando con la compañía, Liquid Metal Battery Corp. (Corporación de Baterías de Metal Líquido). “Si esta tecnología tiene éxito”, dijo, “podría cambiar el juego” para la energía renovable.
El trabajo ha sido patrocinado por el Centro Deshpande de Innovación Tecnológica en el MIT, la Fundación de la Familia Chesonis, el programa ARPA-E del Departamento de Energía de los Estados Unidos, y Total, S.A.
Un nuevo estudio analizó extensivamente el impacto de la humanidad sobre el agua en el planeta. Este estudio ilustra la dimensión global del consumo de agua y la contaminación al mostrar que varios países dependen mucho de recursos acuíferos extranjeros y que muchos países tienen un impacto significativo en el consumo de agua y la contaminación en otras partes.
El estudio fue publicado en la edición del 14 de Febrero de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Fue llevado a cabo por Arjen Y. Hoekstra y Mesfin M. Mekonnen, para el Departamento de Ingeniería y Manejo del Agua, en la Universidad de Twen.
Este estudio analizó y reportó el consumo de agua de lluvia, de agua en la tierra y en la superficie y el volumen de agua contaminada. El promedio del impacto en el agua global anual en el periodo de 1996 al 2005 fue de 9,087 Gm3 por año (Gigametros cúbicos), de estos, un 73% fue de agua de lluvia, un 11% de agua en la superficie y en la tierra, y un 15% de agua contaminada. La agricultura contribuye con un 92%. Alrededor de un quinto del impacto sobre el agua está relacionado con la producción agrícola e industrial para exportación.
El impacto promedio global de los consumidores sobre el agua fue de 1,385 m3 por año. El consumidor promedio en los Estados Unidos tuvo un impacto sobre el agua de 2,842 m3 por año, lo suficiente para llenar una alberca olímpica, mientras que el promedio de los habitantes en China y la India tuvieron un impacto de 1,071 y 1,089 m3 por año, respectivamente.
El consumo de productos de cereal fue el principal contribuyente al impacto sobre el agua del consumidor promedio (27%), seguido por la carne (22%) y los productos lácteos (7%). El volumen, el patrón de consumo y el impacto sobre el agua por tonelada de producto, de los productos consumidos son los principales factores que se usaron para determinar el impacto sobre el agua de un consumidor. El estudio ilustra la dimensión global del consumo de agua y la contaminación al mostrar que varios países dependen altamente de los recursos extranjeros de agua y que muchos países tienen un impacto significativo en el consumo de agua y la contaminación en otras partes.
Este estudio no solo trata sobre cuanta agua se consume sino que toma en consideración algo que llama “corrientes internacionales de agua virtual”. Cuando algo es cultivado y esto es exportado, el estudio ve esto como si el agua fluyera virtualmente entre un país y otro, ya que aunque un país utilizó su agua para producir el alimento, en realidad éste es consumido por otro país.
Flujo del agua. Imagen: PNAS
Esta imagen muestra el balance de agua por país y los más grandes flujos de agua virtual. Los países en verde son países que tienen un balance negativo, lo cual significa que exportan lo que producen con su agua. Los países en amarillo a rojo en cambio importan los productos creados con el agua de otros países.
El volumen total de corrientes internacionales de agua virtual relacionados con el comercio de productos industriales y de agricultura fue de 2,320 Gm3 por año (68% agua de lluvia, 13% agua del suelo, 19% agua contaminada).
Los más grandes exportadores de agua virtual son encontrados en Norteamérica y Sudamérica (Estados Unidos, Canadá, Brasil y Argentina), Sur Asia (India, Pakistán, Indonesia y Tailandia) y Australia. Los más grandes importadores de agua son el Norte de África y el Medio Este, México, Europa, Japón y Corea del Sur.
Los países con una gran huella sobre el agua aparentemente son países que dependen de otros países para su sustento. Países con mucha escasez de agua y que dependen en gran medida de las fuentes de agua de otros países son Malta (92%), Kuwait (90%), Jordán (86%), Israel (82%), Emiratos Árabes Unidos (76%), Yemen (76%), Mauritania (74%), Líbano (73%), y Chipre (71%).
En la estimación de la huella sobre el agua de los productos al consumidor, se consideraron grandes cantidades de diferentes bienes agrícolas de forma separada, mientras que los bienes industriales fueron tratados como una categoría entera. En esta forma el estudio no detalla dentro de la estimación la huella sobre el agua de la producción y el consumo de productos industriales, pero esto está basado en que la mayoría de la huella sobre el agua de la humanidad está dentro del sector agrícola.
Una nueva aleación hecha de papel y polipropileno llamada Paper PP Alloy, es capaz de reemplazar el plástico en los dispositivos electrónicos. La nueva aleación está siendo utilizada para crear el cuerpo de la primer computadora de papel (solo el cuerpo, los circuitos siguen siendo de silicio). El diseñador, PEGA Design and Engineering (Diseño e Ingeniería), la llama “fuerte, robusta, amigable con el entorno y barata de hacer”.
El polipropileno es necesario para darle al papel la dureza necesaria, aunque utilizado en la proporción correcta le permite degradarse a la luz del sol o en un vertedero de basura, lo cual sería más benéfico que el plástico que actualmente se tira y que puede tardar hasta 4,000 años en degradarse. Sin embargo, para que esto realmente haga una diferencia en el entorno los fabricantes de productos electrónicos necesitarían adoptarlo en masa. PEGA dice que creó el proceso de fabricación de esta aleación tan cercana a la utilizada actualmente por el plástico.
A pesar de mejoras en la calidad del aire, el impacto económico de la contaminación atmosférica en China se ha incrementado dramáticamente, muestra un nuevo estudio del MIT.
Por Vicki Ekstrom, Joint Program on the Science and Policy of Global Change (Programa Conjunto sobre la Ciencia y la Política del Cambio Global). Original (en inglés).
Aunque China ha progresado sustancialmente en limpiar la contaminación de su aire, un nuevo estudio del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) muestra que el impacto económico del ozono y partículas en su aire se han incrementado dramáticamente.
En décadas recientes, China ha experimentado un crecimiento sin precedentes. Pero ese crecimiento viene con un alto costo, de acuerdo al estudio, que apareció en la edición de febrero del diario Global Environmental Change (Cambio del Entorno Global). El estudio, por investigadores de un programa conjunto del MIT sobre la Ciencia y la Política del Cambio Global, analiza los costos asociados con impacto en la salud del ozono y partículas, que pueden llevar a enfermedades respiratorias y cardiovasculares.
Cuantificar los costos en labor perdida y el incremento en la necesidad por cuidado de la salud, el estudio encuentra que esta contaminación atmosférica de aire le costó a la economía China $112 mil millones de dólares en el 2005. Eso es comparado a los $22 miles de millones por dichos daños en 1975.
“Los resultados indican claramente que el ozono y las partículas han impactado sustancialmente la economía China durante los últimos 30 años”, aunque ha habido mejoras significativas en la calidad del aire detectadas en este período de tiempo, dijo Noelle Selin, una profesora asistente de sistemas de ingeniería y química atmosférica en el MIT.
Los investigadores descubrieron este gran impacto económico por que observaron los efectos a largo plazo de la contaminación atmosférica sobre la salud, no solamente el costo inmediato. Al hacerlo, encontraron que las dos principales causas del incremento del costo de la contaminación atmosférica: rápida urbanización en conjunto con un crecimiento de la población incrementó el número de personas expuestas a la contaminación atmosférica, y sueldos más altos incrementaron el costo asociado con la pérdida de productividad.
“Esto sugiere que los métodos convencionales estáticos niegan el impacto acumulativo del daño al bienestar causado por contaminación atmosférica, y otras distorsiones del mercado sustancialmente subestiman el costo en la salud de la contaminación atmosférica, particularmente las economías que crecen rápidamente como China”, dijo Kyung-Min Nam, uno de los autores del estudio y un postdoctorado en el programa conjunto Ciencia y la Política del Cambio Global.
Nam da un ejemplo del estudio mostrando que la contaminación llevó a una pérdida de $64 mil millones de dólares en el producto interno bruto en 1995. Eso comparado a un estimado estático del Banco Mundial que encontró que la pérdida era de solo $34 mil millones de dólares.
De esta manera, dijo Selin, “este estudio representa una imagen más precisa que los estudios previos”.
Kelly Sims Gallagher, una profesora asociada de política ambiental y energética en la escuela Fletcher de la Universidad Tufts, concuerda: “Este importante estudio confirma estimados anteriores de daños mayores a la economía China por su contaminación del aire, y de hecho, encuentra que los daños son aún mayores de lo que se pensaba anteriormente”.
Los investigadores calcularon estos impactos de largo término usando herramientas de modelado atmosférico y un modelado económico global extenso. Estos modelos probaron ser de especial importancia cuando se trató de medir el impacto acumulativo del ozono, el cual China comenzó a monitorear muy recientemente. Usando sus modelos, los investigadores del MIT pudieron simular los niveles históricos de ozono.
China se ha convertido en el emisor más grande del mundo de mercurio, dióxido de carbono y otros contaminantes. En los 80s, las concentraciones de partículas suspendidas de China eran al menos de 10 a 16 veces más grandes que los lineamientos anuales de la Organización Mundial de la Salud. Aún después de mejoras significativas alrededor del 2005, las concentraciones seguían siendo cinco veces más altas de lo que es considerado seguro. Estos altos niveles de contaminación atmosférica han llevado a 656,000 muertes prematuras en China cada año por enfermedades causadas por contaminación atmosférica interior y exterior, de acuerdo a los estimados de la Organización Mundial de la Salud del 2007.
“El estudio es evidencia de que un control más estricto de la contaminación del aire podría ser justificado en China”, dijo Gallagher – por que no son solo los efectos de la contaminación en la salud, sino también los efectos económicos.
China está tomando medidas para responder a estas preocupaciones de salud y económicas. En enero, la nación puso como meta limitar la intensidad del carbón (la cantidad de carbón emitida por unidad de producto interno bruto) en 17 por ciento para el 2015, comparado con los niveles del 2010.
Mientras que el estudio del MIT observó los beneficios de las medidas de control de la contaminación en la salud en China, no calculó el costo de implementar dichas medidas. Ese es un trabajo que el programa conjunto de Ciencia y la Política del Cambio Global espera alcanzar.
“Apenas vamos comenzando el emocionante programa de trabajo que involucrará modelado de los impactos energéticos, ambientales y económicos de las políticas del clima y la calidad del aire en China”, dijo Valerie Karplus, directora del proyecto Clima y Energía China. “El estudio actual ha provisto una visión inicial y una fuerte base para que esta investigación avance”.
El proyecto Clima y Energía China analizará el impacto de políticas energéticas y climáticas propuestas en China sobre la tecnología, el uso de energía el medio ambiente y el bienestar económico.
