PROCESO DE OBTENCIÓN DE CEPAS
viernes
POTENCIAL DE CULTIVO DE MICROALGAS PARA COMBUSTIBLE EN EL PERÚ
Las siguientes diapositivas son una recopilacion del evento realizado los dias 16 17 y 18 de setiembre en Petroperu (Nuevos Recursos para la ampliacion de la Matriz Energetica en el Peru)Expuesto por la Doctora M.Sc. Carla Aquilar Samanamud (Perú):
PROCESO DE OBTENCIÓN DE CEPAS
PROCESO DE OBTENCIÓN DE CEPAS
LA FOTOSÍNTESIS COMO CLAVE EN LA SOLUCIÓN ENERGÉTICA
1.Los organismos fotosintéticos (terrestres y marinos) se pueden asemejar a transformadores continuos de energía solar, en constante renovación.
2.La fotosíntesis es un proceso biológico GLOBAL, FUNDAMENTAL Y ÚNICO por la transformación directa de la energía solar en energía química en su fase luminosa.
Los organismos fotosintéticos (generalmente conocidos como autótrofos):
-Asimilan anualmente 3,5·1014 kg de CO2
-Liberan a la atmósfera 2,5·1014 kg de O2
-Sintetizan más de 2,3·1014 kg de materia orgánica (BIOMASA)
-Energéticamente almacenan más de 1018 Kcal/año de las 7,0·1022 Kcal anuales de energía solar que recibe la superficie terrestre.
3.Hasta ahora existían tres direcciones principales para conseguir provisiones de biomasa, basadas normalmente en la explotación agrícola e industrial del vegetales macrófitos, tanto de porte herbáceo como arbóreo.
a.Cultivo de cosechas energéticas
b.Explotación de la vegetación natural
c.Utilización de desechos orgánicos (principalmente de origen agrícola).
4.Actualmente ya estamos en condiciones de presentar un sistema para la obtención de BIOMASA A PARTIR DE CULTIVOS DE MICROALGAS PLANCTÓNICAS.
¿Por qué el uso de microalgas fitoplanctónicas como fuente de biomasa y energía?
Si observamos a los seres vivos según su grado de organización celular:
1.UNICELULARES
2.PLURICELULARES
Si consideramos que, dependiendo del modo en el que los seres vivos obtienen la energía que necesitan para vivir y reproducirse pueden clasificarse en:
3.AUTÓTROFOS (productores de compuestos energéticos)
4.HETERÓTROFOS (consumidores de compuestos energéticos)
No resulta muy difícil comprender que la totalidad de los seres vivos del planeta pueden clasificarse en 4 grandes grupos:
1.UNICELULARES AUTÓTROFOS (microalgas en general y fitoplancton en particular, bacterias quimiótrofas, etc)
2.UNICELULARES HETERÓTROFOS (protistas: amebas,paramecios, etc)
3.PLURICELULARES AUTÓTROFOS (vegetales visibles:girasol, soja, pino etc)
4.PLURICELULARES HETERÓTROFOS (animales en general macroscópicos o visibles)
¿Dónde se concentran los compuestos energéticos en los seres vivos?, o ¿Por qué almacenan compuestos energéticos los seres vivos?:
Fundamentalmente la acumulación de compuestos energéticos por parte de los seres vivos tiene como función principal el garantizar la supervivencia de la especie. La supervivencia depende directamente la estrategia reproductiva, y esta sólo puede ser de dos tipos:
1.REPRODUCCIÓN SEXUAL
2.REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Los seres vivos que optan por una ESTRATEGIA REPRODUCTIVA SEXUADA (tipo 1) acumulan compuestos energéticos para:
a) ALCANZAR LA MADUREZ (dar tiempo), poder reproducirse y
b) GARANTIZARLE ENERGÍA AL “GÉRMEN” O SEMILLA
De las dos posibilidades reproductivas, el más raro. La totalidad estructural del individuo está destinada a sostener, proteger y dar energía al sistema reproductivo.
Cuando la ESTRATEGIA REPRODUCTIVA ES DE TIPO ASEXUADA (2):
no es necesario crear una serie de estructuras (con su consecuente gasto energético) para garantizar la viabilidad de la especie en el tiempo, basta con acumular la energía necesaria para alcanzar el tamaño necesario y, directamente dividirse en dos. Cada uno de estos dos nuevos ejemplares repetirá esta pauta sin fin. No existe concepto de “cadáver”.
La mejor expresión del desarrollo teórico anterior que recogida en lo que en ecología se conoce como pirámide trófica o cadena trófica:
La energía entrante es la electromagnética y su conductor principal en el medio marino es el fitoplancton.
El 90% de la energía se pierde como calor al ambiente en el paso a cada nivel trófico superior.
De un escalón a otro de la cadena trófica solo pasa un 10% de la energía.
2.La fotosíntesis es un proceso biológico GLOBAL, FUNDAMENTAL Y ÚNICO por la transformación directa de la energía solar en energía química en su fase luminosa.
Los organismos fotosintéticos (generalmente conocidos como autótrofos):
-Asimilan anualmente 3,5·1014 kg de CO2
-Liberan a la atmósfera 2,5·1014 kg de O2
-Sintetizan más de 2,3·1014 kg de materia orgánica (BIOMASA)
-Energéticamente almacenan más de 1018 Kcal/año de las 7,0·1022 Kcal anuales de energía solar que recibe la superficie terrestre.
3.Hasta ahora existían tres direcciones principales para conseguir provisiones de biomasa, basadas normalmente en la explotación agrícola e industrial del vegetales macrófitos, tanto de porte herbáceo como arbóreo.
a.Cultivo de cosechas energéticas
b.Explotación de la vegetación natural
c.Utilización de desechos orgánicos (principalmente de origen agrícola).
4.Actualmente ya estamos en condiciones de presentar un sistema para la obtención de BIOMASA A PARTIR DE CULTIVOS DE MICROALGAS PLANCTÓNICAS.
¿Por qué el uso de microalgas fitoplanctónicas como fuente de biomasa y energía?
Si observamos a los seres vivos según su grado de organización celular:
1.UNICELULARES
2.PLURICELULARES
Si consideramos que, dependiendo del modo en el que los seres vivos obtienen la energía que necesitan para vivir y reproducirse pueden clasificarse en:
3.AUTÓTROFOS (productores de compuestos energéticos)
4.HETERÓTROFOS (consumidores de compuestos energéticos)
No resulta muy difícil comprender que la totalidad de los seres vivos del planeta pueden clasificarse en 4 grandes grupos:
1.UNICELULARES AUTÓTROFOS (microalgas en general y fitoplancton en particular, bacterias quimiótrofas, etc)
2.UNICELULARES HETERÓTROFOS (protistas: amebas,paramecios, etc)
3.PLURICELULARES AUTÓTROFOS (vegetales visibles:girasol, soja, pino etc)
4.PLURICELULARES HETERÓTROFOS (animales en general macroscópicos o visibles)
¿Dónde se concentran los compuestos energéticos en los seres vivos?, o ¿Por qué almacenan compuestos energéticos los seres vivos?:
Fundamentalmente la acumulación de compuestos energéticos por parte de los seres vivos tiene como función principal el garantizar la supervivencia de la especie. La supervivencia depende directamente la estrategia reproductiva, y esta sólo puede ser de dos tipos:
1.REPRODUCCIÓN SEXUAL
2.REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Los seres vivos que optan por una ESTRATEGIA REPRODUCTIVA SEXUADA (tipo 1) acumulan compuestos energéticos para:
a) ALCANZAR LA MADUREZ (dar tiempo), poder reproducirse y
b) GARANTIZARLE ENERGÍA AL “GÉRMEN” O SEMILLA
De las dos posibilidades reproductivas, el más raro. La totalidad estructural del individuo está destinada a sostener, proteger y dar energía al sistema reproductivo.
Cuando la ESTRATEGIA REPRODUCTIVA ES DE TIPO ASEXUADA (2):
no es necesario crear una serie de estructuras (con su consecuente gasto energético) para garantizar la viabilidad de la especie en el tiempo, basta con acumular la energía necesaria para alcanzar el tamaño necesario y, directamente dividirse en dos. Cada uno de estos dos nuevos ejemplares repetirá esta pauta sin fin. No existe concepto de “cadáver”.
La mejor expresión del desarrollo teórico anterior que recogida en lo que en ecología se conoce como pirámide trófica o cadena trófica:
La energía entrante es la electromagnética y su conductor principal en el medio marino es el fitoplancton.
El 90% de la energía se pierde como calor al ambiente en el paso a cada nivel trófico superior.
De un escalón a otro de la cadena trófica solo pasa un 10% de la energía.
CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE ESPECIES DE MICROALGAS
Universalidad. Utilizamos especies fitoplanctónicas de amplia distribución geográfica.
Particularidad. En áreas geográficas con climas extremos (muy cálidos o muy fríos, en general climas homeotérmicos)
r-estrategas. Normalmente utilizamos especies oportunistas con estrategia de supervivencia en ecología conocida como tipo r.
Eurihalinidad. Preferentemente se seleccionan especies eurihalinas, con alto grado de tolerancia a las oscilaciones de salinidad.
Amplia tolerancia a la fotoinhibición. Especies heliófilas ni umbrófilas.
Relación Superficie/Volumen (S/V o r2/r3). Eficiencia en la captación de luz y nutrientes.
Holoplanctónicas. El fouling
Relación calorimétrica mínima 4000 cal/gr.
Tasa de división 0.5 – 1.5 div/dia.
Resistencia a los sistemas físicos del cultivo:
Sistemas de Bombeo/Impulsión
Sistemas antifouling
Sistemas de filtración
Sistemas de extracción
Alta tolerancia a concentraciones de O2 elevadas.
Alta tolerancia a concentraciones elevadas de CO2 y NOx.
ECONOMICAMENTE VIABLE
BFS es pionera en su sistema de obtención de biocombustibles energéticos
Obtiene los recursos energéticos de la base de la cadena trofica., donde esta el 100 % de la energía entrante
Los organismos utilizados son los mas eficientes (en términos energéticos) del planeta.
Prioriza el uso de especies fitoplanctónicas con la relación mas favorable superficie/volumen. Su eficiencia captadora de luz, nutrientes + CO2 es mayor.
Es el único proceso de producción de energía que reduce el CO2 de la atmósfera.
Todos los sub-productos obtenidos en el proceso de BFS son aprovechables, sostenibles, y no contaminantes. Nuestro residuo final es “ 0 “.
BFS ha desarrollado una tecnología capaz de hacernos pasar del estado de baja densidad a un estado de alta densidad energética.
Nuestro objetivo fue encontrar un combustible similar, que funcione con los motores actuales y que sea: :
-No contaminante
-Inagotable
NO CONTAMINANTE
INAGOTABLE
La fotosíntesis es la principal entrada de energía en el planeta. Fija, aproximadamente, unos 200.000 millones de toneladas de carbono al año, equivalente a 10 veces el consumo mundial anual.
Según diferentes cálculos, entre el 50-70% de esta transformación energética (electromagnética a química) se realiza en el mar.
Las plantas utilizan solo el 45 % de la luz para transformar la energía. El sistema no necesita luz directa como las placa solares para producir energía.
El mejor ejemplo es un árbol. No es una antena situada sobre un tronco; al contrario: recibe luz difusa por todos sus lados y las ramas y hojas se expanden por toda su periferia. La unidad de superficie cambia al ser tridimensional la superficie de captación.
El proceso de conversión energética a través de la fotosíntesis es lento y BFS ha desarrollado herramientas para acelerarlo.
TECNICAMENTE VIABLE
El objetivo de BFS ha sido desarrollar una tecnología que permita pasar de este estado de baja densidad energética a un estado de alta densidad, a través de un sistema de captación solar y CO2 para convertirlos en una fuente continua de energía química de alta concentración utilizando fotobioreactores verticales de alto rendimiento (catalizador) y consiguiendo un sistema no contaminante verdaderamente sostenible en el tiempo.
El método BFS es:
-SOSTENIBLE * * Producción de bajo consumo y alta eficiencia.
-NO CONTAMINANTE * * Absorbe CO2
-EFICIENTE * * 6,000 to 7,000 Kcal / Kg
-INAGOTABLE * * DIVISION CELULAR
-REDUCE LOS EFECTOS DEL CAMBIO CLIMATICO * * Reduce las emisiones de CO2
1. La reserva mundial económicamente recuperable (utilizando la tecnología actual y asumiendo los niveles actuales de consumo) de los tres principales combustibles fósiles son el: CARBÓN, GAS NATURAL y el PETRÓLEO.
2. Según las fuentes más optimistas, en 1000, 35 y 16 años, respectivamente (a fecha de 2005, y de acuerdo con la premisa anterior (1)) se habrían agotado: CARBÓN, GAS NATURAL y el PETRÓLEO.
3. Aproximadamente el 93,0 % del COMBUSTIBLE FÓSIL es para la producción de energía, el 7,0 % restante es para la producción de solventes, plásticos y otros productos químicos orgánicos.
4. El CAMBIO CLIMÁTICO es un hecho claramente vinculado al uso de los COMBUSTIBLES FÓSILES como fuente prioritaria de energía.
5. Los daños ambientales y socioeconómicos relacionados directamente con el CAMBIO CLIMÁTICO son un hecho.
Ambientalmente REPARABLES? o IRREPARABLES?.
Económicamente ASUMIBLES? o INASUMIBLES?
6. El agotamiento progresivo de los COMBUSTIBLES FÓSILES hace necesario el buscar FUENTES ALTERNATIVAS DE ENERGÍA:
Eficientes y eficaces
Sostenibles
Que no afecten, y a ser posible palien, al medioambiente.
Económicamente accesibles a todo el mundo.
Particularidad. En áreas geográficas con climas extremos (muy cálidos o muy fríos, en general climas homeotérmicos)
r-estrategas. Normalmente utilizamos especies oportunistas con estrategia de supervivencia en ecología conocida como tipo r.
Eurihalinidad. Preferentemente se seleccionan especies eurihalinas, con alto grado de tolerancia a las oscilaciones de salinidad.
Amplia tolerancia a la fotoinhibición. Especies heliófilas ni umbrófilas.
Relación Superficie/Volumen (S/V o r2/r3). Eficiencia en la captación de luz y nutrientes.
Holoplanctónicas. El fouling
Relación calorimétrica mínima 4000 cal/gr.
Tasa de división 0.5 – 1.5 div/dia.
Resistencia a los sistemas físicos del cultivo:
Sistemas de Bombeo/Impulsión
Sistemas antifouling
Sistemas de filtración
Sistemas de extracción
Alta tolerancia a concentraciones de O2 elevadas.
Alta tolerancia a concentraciones elevadas de CO2 y NOx.
ECONOMICAMENTE VIABLE
BFS es pionera en su sistema de obtención de biocombustibles energéticos
Obtiene los recursos energéticos de la base de la cadena trofica., donde esta el 100 % de la energía entrante
Los organismos utilizados son los mas eficientes (en términos energéticos) del planeta.
Prioriza el uso de especies fitoplanctónicas con la relación mas favorable superficie/volumen. Su eficiencia captadora de luz, nutrientes + CO2 es mayor.
Es el único proceso de producción de energía que reduce el CO2 de la atmósfera.
Todos los sub-productos obtenidos en el proceso de BFS son aprovechables, sostenibles, y no contaminantes. Nuestro residuo final es “ 0 “.
BFS ha desarrollado una tecnología capaz de hacernos pasar del estado de baja densidad a un estado de alta densidad energética.
Nuestro objetivo fue encontrar un combustible similar, que funcione con los motores actuales y que sea: :
-No contaminante
-Inagotable
NO CONTAMINANTE
INAGOTABLE
La fotosíntesis es la principal entrada de energía en el planeta. Fija, aproximadamente, unos 200.000 millones de toneladas de carbono al año, equivalente a 10 veces el consumo mundial anual.
Según diferentes cálculos, entre el 50-70% de esta transformación energética (electromagnética a química) se realiza en el mar.
Las plantas utilizan solo el 45 % de la luz para transformar la energía. El sistema no necesita luz directa como las placa solares para producir energía.
El mejor ejemplo es un árbol. No es una antena situada sobre un tronco; al contrario: recibe luz difusa por todos sus lados y las ramas y hojas se expanden por toda su periferia. La unidad de superficie cambia al ser tridimensional la superficie de captación.
El proceso de conversión energética a través de la fotosíntesis es lento y BFS ha desarrollado herramientas para acelerarlo.
TECNICAMENTE VIABLE
El objetivo de BFS ha sido desarrollar una tecnología que permita pasar de este estado de baja densidad energética a un estado de alta densidad, a través de un sistema de captación solar y CO2 para convertirlos en una fuente continua de energía química de alta concentración utilizando fotobioreactores verticales de alto rendimiento (catalizador) y consiguiendo un sistema no contaminante verdaderamente sostenible en el tiempo.
El método BFS es:
-SOSTENIBLE * * Producción de bajo consumo y alta eficiencia.
-NO CONTAMINANTE * * Absorbe CO2
-EFICIENTE * * 6,000 to 7,000 Kcal / Kg
-INAGOTABLE * * DIVISION CELULAR
-REDUCE LOS EFECTOS DEL CAMBIO CLIMATICO * * Reduce las emisiones de CO2
1. La reserva mundial económicamente recuperable (utilizando la tecnología actual y asumiendo los niveles actuales de consumo) de los tres principales combustibles fósiles son el: CARBÓN, GAS NATURAL y el PETRÓLEO.
2. Según las fuentes más optimistas, en 1000, 35 y 16 años, respectivamente (a fecha de 2005, y de acuerdo con la premisa anterior (1)) se habrían agotado: CARBÓN, GAS NATURAL y el PETRÓLEO.
3. Aproximadamente el 93,0 % del COMBUSTIBLE FÓSIL es para la producción de energía, el 7,0 % restante es para la producción de solventes, plásticos y otros productos químicos orgánicos.
4. El CAMBIO CLIMÁTICO es un hecho claramente vinculado al uso de los COMBUSTIBLES FÓSILES como fuente prioritaria de energía.
5. Los daños ambientales y socioeconómicos relacionados directamente con el CAMBIO CLIMÁTICO son un hecho.
Ambientalmente REPARABLES? o IRREPARABLES?.
Económicamente ASUMIBLES? o INASUMIBLES?
6. El agotamiento progresivo de los COMBUSTIBLES FÓSILES hace necesario el buscar FUENTES ALTERNATIVAS DE ENERGÍA:
Eficientes y eficaces
Sostenibles
Que no afecten, y a ser posible palien, al medioambiente.
Económicamente accesibles a todo el mundo.
BIODIESEL A PARTIR DE ALGAS
EXTRACTORAS DE ACEITE BIODIESEL MAQUINAS PROCESOS LLENADORASLos biocombustibles son un tema que está generando considerable atención últimamente. En EEUU se están invirtiendo grandes sumas en el desarrollo de los mismos. El bioetanol a partir de granos o celulosa, y el biodiesel a partir de aceites vegetales son los más conocidos, pero hay muchos otros. Uno de estos es el biodiesel a partir de algas. El cultivo de algas se estudiá al principio en la NASA como una forma de generar productos químicos en el espacio usando fotosíntesis y reciclando el CO2. El Departamento de Energía de EEUU llevó a cabo un programa de investigacion desde 1978 que se dio por terminado en 1996. En la actualidad el aumento del precio del petróleo y los problemas ambientales hicieron resurgir el interés en el tema.
Los principales productores de bioetanol son Estados Unidos y Brasil, generalmente a partir de la fermentación del azúcar de productos agrícolas como maíz, caña de azúcar o cereales como trigo o cebada. El biodiesel es producido principalmente por la Unión Europea y Estados Unidos en su mayor parte a partir de la esterificación y transesterificación de aceites de plantas oleaginosas, como el girasol, la palma o la soja.Podemos notar la similitud entre biodiesel y bioetanol, pero... Cual generaria un mejor rendimiento a un menor costo y ademas que no genere competitividad con la produccion para el consumo alimentario?
Algunas especies de algas contienen aproximadamente 50% de su peso en aceite, lo cual supera las plantas oleaginosas como la soja. En teoria usando algas se podría obtener un rendimiento mayor que usando plantas como se puede ver en la siguiente tabla:
Planta , Litros/hectárea
------------------------
Castor, 1413
Girasol, 952
Sasafras, 779
Palma, 5950
Soja, 446
Coco, 2689
Algas, 100000
Es evidente que biodiesel generado por algas marinas puede ser la opcion mas inmediata para acabar con la dependencia de los combustibles fósiles. Otras ventajas radican en que el biodiesel procedente de algas, no contienen sulfuros, ni sulfatos, no es tóxico, y es altamente biodegradable.
Para generar biodiesel se require una esterificación con alcoholes, los mismos podrían generarse a partir de residuos agrícolas celulósicos, un área de gran potencial que tambien se está investigando de manera intensiva.
HIDRATOS DE METANO
Hidratos de Metano: Solución energética o catástrofe climática.
Los hidratos de metano, con apariencia de hielo sucio y oscuro, pertenecen a una familia de compuestos moleculares denominados clatratos. El hidrato de metano no es un compuesto químico porque el metano no tiene ningún tipo de enlace con las moléculas de agua. Simplemente está encerrada en la malla como en una jaula, por lo que en su formación y descomposición sólo interviene la entalpía (energia, ya sea por calor o presión) de la malla de hielo y del metano.
"hidrato de metano: hielo que arde"
El hidrato de metano lo conforman un reticulo cristalino de moleculas de agua (hielo) que "secuestra" en sus poros moleculas de gas metano o “gas natural”. Cuando el hielo se funde, el gas natural atrapado se libera. Se calcula que en promedio un litro de hidrato de metano solido libera 170 litros de gas natural en condiciones estandar de presion y temperatura.
El estimado global de reservas para el planeta se estima hasta ahora en 3 trillones de toneladas de hidratos de metano, equivalentes al consumo anual actual de gas natural para los proximos 1000 años, o si se tratase hipoteticamente de la unica reserva de combustible fosil disponible en el mundo alcanzaria para mas de 100 años de explotacion a los niveles actuales de consumo de energia total del planeta.
Pero su complicada forma de explotación no ha logrado encantar a los inversionistas internacionales menos al gobierno.
Los ecologistas, sin embargo, ven futuro en los hidratos de metano ya que, aunque todavia se encuentran bajo investigacion los metodos mas adecuados para extraer el gas de los hidratos subterraneos, se preve la explotacion con una combinacion de despresurizacion mediante pozos y con la inyeccion de dioxido de carbono que libere el metano y lo sustituya en los yacimientos, contribuyendo asi a retirar el CO2 atmosferico y mitigando el impacto ambiental que puede significar la liberacion de metano a la atmosfera, que dicho sea de paso es veinte veces mas potente que el dioxido de carbono como gas invernadero.
El doctor en geofísica Juan Díaz, de la Universidad Católica de Valparaíso (Chile), dirige el único estudio en Sudamerica (Extracción del metano por despresurización) en los fondos de las aguas del litoral sureño; pretendiendo determinar dónde sería mejor explotar el gas y confía en que, tarde o temprano, su país se decidirá a hacerlo.
El problema radica en las controversias ambientales sobre la conveniencia de explotar este recurso; ya que apuntan a un efecto catastrofico mundial debido a un supuesto crecimiento acelerado en la liberacion incontrolada de metano en los alrededores de los pozos de explotacion, al desestabilizarse los mantos al despresurizarlos. Esta liberacion de metano incontrolada podria a su vez calentar aun mas la atmosfera y el oceano, liberandose entonces mayores cantidades de metano en el permahielo polar o en los lechos marinos, creando un proceso irreversible de consecuencias incalculables.
Solo la experiencia futura una vez iniciada la explotacion comercial confirmara estas visiones catastrofistas como reales o no, aunque de antemano se preve un aumento en las concentraciones de metano atmosferico causadas por efectos naturales del calentamiento global en proceso.
Aqui resumimos el texto leido mediante el siguiente video:
Los hidratos de metano, con apariencia de hielo sucio y oscuro, pertenecen a una familia de compuestos moleculares denominados clatratos. El hidrato de metano no es un compuesto químico porque el metano no tiene ningún tipo de enlace con las moléculas de agua. Simplemente está encerrada en la malla como en una jaula, por lo que en su formación y descomposición sólo interviene la entalpía (energia, ya sea por calor o presión) de la malla de hielo y del metano.
"hidrato de metano: hielo que arde" El hidrato de metano lo conforman un reticulo cristalino de moleculas de agua (hielo) que "secuestra" en sus poros moleculas de gas metano o “gas natural”. Cuando el hielo se funde, el gas natural atrapado se libera. Se calcula que en promedio un litro de hidrato de metano solido libera 170 litros de gas natural en condiciones estandar de presion y temperatura.
El estimado global de reservas para el planeta se estima hasta ahora en 3 trillones de toneladas de hidratos de metano, equivalentes al consumo anual actual de gas natural para los proximos 1000 años, o si se tratase hipoteticamente de la unica reserva de combustible fosil disponible en el mundo alcanzaria para mas de 100 años de explotacion a los niveles actuales de consumo de energia total del planeta.Pero su complicada forma de explotación no ha logrado encantar a los inversionistas internacionales menos al gobierno.
Los ecologistas, sin embargo, ven futuro en los hidratos de metano ya que, aunque todavia se encuentran bajo investigacion los metodos mas adecuados para extraer el gas de los hidratos subterraneos, se preve la explotacion con una combinacion de despresurizacion mediante pozos y con la inyeccion de dioxido de carbono que libere el metano y lo sustituya en los yacimientos, contribuyendo asi a retirar el CO2 atmosferico y mitigando el impacto ambiental que puede significar la liberacion de metano a la atmosfera, que dicho sea de paso es veinte veces mas potente que el dioxido de carbono como gas invernadero.
El doctor en geofísica Juan Díaz, de la Universidad Católica de Valparaíso (Chile), dirige el único estudio en Sudamerica (Extracción del metano por despresurización) en los fondos de las aguas del litoral sureño; pretendiendo determinar dónde sería mejor explotar el gas y confía en que, tarde o temprano, su país se decidirá a hacerlo.El problema radica en las controversias ambientales sobre la conveniencia de explotar este recurso; ya que apuntan a un efecto catastrofico mundial debido a un supuesto crecimiento acelerado en la liberacion incontrolada de metano en los alrededores de los pozos de explotacion, al desestabilizarse los mantos al despresurizarlos. Esta liberacion de metano incontrolada podria a su vez calentar aun mas la atmosfera y el oceano, liberandose entonces mayores cantidades de metano en el permahielo polar o en los lechos marinos, creando un proceso irreversible de consecuencias incalculables.
Solo la experiencia futura una vez iniciada la explotacion comercial confirmara estas visiones catastrofistas como reales o no, aunque de antemano se preve un aumento en las concentraciones de metano atmosferico causadas por efectos naturales del calentamiento global en proceso.
Aqui resumimos el texto leido mediante el siguiente video:
BIOCOMBUSTIBLES Y BIOELECTRICIDAD
Los biocombustibles, biogasóleos y bioetanol, han supuesto una esperanza para la sustitución del modelo energético basado en los fósiles, con lo que ello conlleva. Por una parte la disminución de gases contaminantes (no sólo de efecto invernadero) y por otra la deslocalización del combustible, pues una gran cantidad de regiones en el mundo pueden convertirse en productoras, lo cual tiene entre otros efectos positivos, la posibilidad de que países pobres se reactiven.El biogasoil se obtiene básicamente de la misma forma que nuestras abuelas (y algunos de nosotros aún) fabricaban jabón a partir de aceite usado y sosa cáustica. Se trata de una reacción química entre un ácido orgánico y una base fuerte, que da lugar a un éster (el jabón) y a un subproducto que ellas tiraban y que es la base del biogasoil.
El bioetanol se obtiene a partir de la fermentación de los azúcares naturales presentes en multitud de plantas (caña de azúcar, maíz, etc.) y da como resultado un alcohol (etílico) susceptible de ser usado como combustible.
Brasil ha demostrado que pueden ser incorporados a la economía del país ventajosamente, aunque no faltan opiniones contrarias a su desarrollo:Balance energético pobre, empobrecimiento de grandes superficies de tierra por los modos de cultivo, encarecimiento de los alimentos (por competencia), etc.
Por otra parte los recursos vegetales tienen otro modo de aprovechamiento energético igualmente ventajoso, esto es, la producción de bioelectricidad. Consiste en la quema de biomasa y con el calor mover una turbina con la que generar electricidad. Este procedimiento posee el inconveniente de la emisión de CO2, que es común a la quema en general de biomasa para obtener calor, aunque es un problema que se resuelve plantando, al menos, tanta masa vegetal como se queme, pues los balances en emisión-absorción serán favorables.
El siguiente artículo, aunque algo farragoso, viene a comparar ambos procedimientos, asegurando que el segundo es energéticamente más ventajoso para la automoción, a cambio de utilizar vehículos eléctricos. Lamentablemente no entra en la peliaguda cuestión de las baterías de dichos coches, ni en otras consideraciones técnicas de interés que no se pueden obviar en un análisis riguroso.
En el debate general de los biocombustibles opinan mucho los técnicos en energías y los economistas, pero se oye poco a los ingenieros agrónomos y ecólogos (que no ecologistas radicales) y son precisamente sus opiniones las que yo echo en falta para analizar racionalmente los contras, pues los puntos a favor de estas tecnologías son innumerables.
El siiguiente video muestra la fabricacion de biodiesel con algunos materiales sencillos de laboratorio:
sábado
PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA VERDE
La química orgánica en el siglo XX cambio al mundo, al darnos nuevos medicamentos, insecticidas, adhesivos, textiles, tintes, materiales de construcción, compuestos y todo tipo de polimeros. Pero todos estos avances no vinieron sin un costo: todo proceso químico produce desechos que deben tratarse, incluyendo los disolventes de la reacción y productos secundarios tóxicos que pueden evaporarse en el aire o filtrarse en aguas subterráneas, si no se disponen de forma apropiada. Aun productos secundarios aparentemente inofensivos, deben enterrarse de forma segura o de lo contraio aislarse. Como siempre, no existe tal cosa como una comida gratis, con lo bueno también viene lo malo.
Desastre toxico
Puede que nunca sea posible hacer que la química orgánica sea completamente benigna, pero el conocimiento de que los problemas ambientales ocasionados por varios procesos químicos han aumentado dramáticamente en años recientes, ha dado lugar al surgimiento del movimiento llamado química verde, la cual es el diseño e implementación de productos y procesos químicos que reducen los desechos e intentan eliminar la generación de sustancias peligrosas.
Existen 12 principios de la química verde:
Prevenir los desechos. Los desechos deben prevenirse en lugar de tratarse o limpiarse después de que se han generado.
Maximizar la economía atómica. Los métodos sintéticos deben maximizar la incorporación de todos los materiales utilizados en un proceso, en el producto final, de tal manera que se reduzcan al mínimo los residuos.
Utilizar menos procesos peligrosos. Los métodos sintéticos deben utilizar reactivos y generar desechos con una toxicidad mínima para la salud y el ambiente.
Diseñar sustancias químicas más seguras. Los productos químicos deben diseñarse para tener una toxicidad mínima.
Utilizar disolvente más seguros. Se debe hacer uso mínimo de disolventes, de agentes de separación y de otras sustancias auxiliares en una reacción.
Diseñar para la eficiencia energética. Deben minimizarse los requerimientos energéticos para los procesos químicos, si es posible con reacciones realizadas a temperatura ambiente.
Utilizar materias primas renovables. Las materias primas deben provenir de fuentes renovables cuando sea factible.
Minimizar derivados. La síntesis debe diseñarse con el uso mínimo de grupos protectores para evitar pasos extras y reducir los desechos.
Utilizar catalizadores. Las reacciones deben ser catalíticas en lugar de estequiométricas.
Diseñar para la degradación. Los productos deben diseñarse para ser biodegradables al final de su tiempo de vida útil.
Monitorear la contaminación en tiempo real. Los procesos deben monitorearse en tiempo real por la formación de sustancias peligrosas.
Prevenir accidentes. Las sustancias y los procesos químicos deben minimizar el potencial de incendios, explosiones y otros accidentes.
No siempre se cumplirán los 12 principios en la mayor parte de las aplicaciones en el mundo real, pero proveen un objetivo loable para tratar de conseguirla y pueden hacer que los químicos piensen con más cuidado acerca de las implicaciones ambientales de su trabajo. Las historias de éxito ya están ocurriendo y otras más están en proceso. Ahora se producen aproximadamente 7 millones de libras por año de ibuprofeno a través de un proceso "verde" que produce aproximadamente 99% menos desperdicios que el proceso al que reemplaza.
martes
IMPACTO AMBIENTAL
Actualmente, ante el enorme deterioro ambiental, en los países más desarrollados se ha introducido la exigencia mediante leyes del estudio del impacto ambiental.
EL ESTUDIO DEL IMPACTO AMBIENTAL
Los seres humanos, dotados de un mayor grado evolutivo que el resto de los seres vivos, forman la única especie del planeta con capacidad de analizar, reflexionar, evaluar el efecto y las repercusiones que sus acciones causan sobre los ecosistemas en los que ejercen una cierta presión. Debido a la gran cantidad de problemas ambientales que han provocado estas acciones, se ha impuesto la necesidad de realizar estudios previos de los efectos sobre el medio ambiente que pueden causar, además de tener en cuenta que una actuación sea técnicamente posible, económicamente rentable y socialmente positiva.
Los estudios de impacto ambiental pueden ser realizados:
Antes de la actuación humana sobre el medio; osea con un carácter preventivo.
Después de que se haya producido dicha actuación. En este caso, se valora el efecto que se haya producido para adoptar medidas de restauración.
La evaluación de impacto ambiental es un proceso largo y complejo en el que participan especialistas de distintos campos de conocimiento, y que debe incluir, además del análisis de las características del impacto, un estudio del medio natural y social sobre el que se van a realizar una identificación y una valoración de las repercusiones de dicha actuación, como:
*La superficie de terreno a la que afecta.
*La duración de la actuación.
*El tipo de repercusiones que puede provocar.
*La posibilidad de recuperación del medio.
Los estudios y evaluación de impacto ambiental no solucionan los problemas ambientales, pero ayudan a reducir los efectos negativos de la actuación humana sobre el medio, además de proponer alternativas y mejoras a ciertos impactos.
DEFINICIÓN
La Química Orgánica es una ciencia que aporta una incuestionable contribución a la mejora de la calidad de vida y al bienestar del hombre, ideando soluciones en campos tan diferentes como la salud, la higiene, o la preparación de nuevos materiales.
Según el código de conducta de la American Chemical Society:
"Los químicos tienen como responsabilidad profesional servir al interés público, al bienestar y al avance del conocimiento científico, preocuparse de la salud y el bienestar de sus compañeros, consumidores y la comunidad, comprender y anticiparse a las consecuencias medioambientales de su trabajo, evitar la polución y de proteger el medioambiente".
Esta preocupación por las cuestiones mediambientales ha hecho que en los últimos años surja todo un enfoque dentro de la Química, en general, y de la Química Orgánica, en particular que tiene por objetivo prevenir o minimizar la contaminación desde su origen, tanto a escala industrial como en los laboratorios de investigación o de caracter docente. Es lo que se denomina Química Verde. Esto supone un paso mucho más allá de lo que sería el mero hecho de un correcto tratamiento de los residuos potencialmente contaminantes que puedan generarse si no algo mucho mas improtante: evitar la formación de desechos contaminantes y propiciar la economía de tiempo y recursos.
La Química Verde o Química beneficiosa para el medio ambiente se ocupa del diseño de productos y procesos químicos que reducen o eliminan el uso y producción de sustancias peligrosas.
Desde su concepción y definitivo impulso, en torno a 1991, la Química Verde ha crecido a nivel internacional como un enfoque especial en la Química. Se han creado organismos, redes, instituciones, revistas y programas educativos relacionados con la Química Verde.
La Química Verde es :
-Lógica desde el punto de vista científico
-Más segura que los procesos convencionales
-De menor coste
-Compatible con un desarrollo sostenible.
-De menor coste
-Compatible con un desarrollo sostenible.
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