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Aguas Residuales Recicladas Para convertirlas Nuevamente en Potables.

aguas residuales recicladas

El suministro de agua a los habitantes de la ciudad puede ser mucho más eficiente, según los investigadores de la Universidad de Rice que dicen que debería involucrar un nivel saludable de aguas residuales recicladas.

Utilizando a Houston como modelo, los investigadores de la Escuela de Ingeniería Brown de Rice han desarrollado un plan que podría reducir la necesidad de aguas superficiales (de ríos, embalses o pozos) en un 28% mediante aguas residuales recicladas para que sea potable nuevamente.

Si bien el costo de la energía necesaria para futuros sistemas avanzados de purificación sería significativo, dicen que los ahorros realizados al complementar el agua dulce enviada desde la distancia con la “reutilización directa de agua potable” de las aguas residuales municipales compensarían con creces el gasto.

Y el agua sería mejor para arrancar.

Investigadores de Rice desarrollaron un modelo integral del impacto y los beneficios ambientales y económicos de dicho sistema, asociados con el Centro de Investigación de Ingeniería de Nanosistemas respaldado por la Fundación Nacional de Ciencias para el Tratamiento de Agua con Tecnología de Nanotecnología (NEWT).

El ingeniero ambiental de arroz Qilin Li es el autor correspondiente y la investigación posdoctoral Lu Liu, autor principal del estudio que aparece en Nature Sustainability .

Muestra cómo la reconfiguración planificada de Houston de su actual sistema de tratamiento de aguas residuales, mediante el cual eventualmente consolidará el número de plantas de tratamiento de 39 a 12, puede mejorarse para una distribución de agua “a prueba de futuro” en la ciudad.

“Todas las tecnologías necesarias para que las aguas residuales recicladas puedan ser tratadas para transformarla el agua potable están disponibles”, dijo Li. “El problema es que hoy en día siguen siendo bastante caros. Por lo tanto, una parte muy importante del documento es analizar qué tan barata debe ser la tecnología para que todo tenga sentido desde el punto de vista financiero y energético”.

El tratamiento avanzado del agua es objeto de un intenso estudio por parte de científicos e ingenieros en muchas instituciones, incluida Rice, asociadas con NEWT.

“Otra forma de mejorar el agua potable sería reducir el tiempo de viaje”, dijo. El agua suministrada por un sistema con muchos puntos de distribución recogería menos contaminantes químicos y biológicos en el camino. Houston, señaló, ya tiene un tratamiento de aguas residuales bien distribuido, y hacer que el agua sea potable facilitaría tiempos de viaje más cortos a los hogares.

El modelo muestra que siempre habrá una compensación entre la adquisición de agua potable, la energía requerida para tratarla, el costo de transportarla sin afectar su calidad e intenta encontrar un equilibrio razonable entre esos factores. El estudio evaluó estos objetivos en conflicto y examinó exhaustivamente todas las posibilidades para encontrar sistemas que logren un equilibrio.

“En última instancia, queremos saber cómo debería ser nuestro sistema de suministro de agua de próxima generación”, dijo Li. “¿Cómo afecta la escala del sistema a la distribución? ¿Debería ser una fuente de agua centralizada gigantesca o varias fuentes distribuidas más pequeñas?

“En ese caso, ¿cuántas fuentes debería haber, qué tamaño de área debería suministrar cada una y dónde deberían ubicarse? Estas son todas las preguntas que estamos estudiando”, dijo. “Mucha gente ha hablado sobre esto, pero se ha hecho muy poco trabajo cuantitativo para mostrar los números”.

Li admitió que Houston puede no ser el más representativo de los principales sistemas de infraestructura municipal porque el sistema de aguas residuales de la ciudad ya está altamente distribuido, pero su sistema de suministro de agua no lo es. El desafío de tener un suministro de agua altamente centralizado fue demostrado por un dramático corte de agua de 96 pulgadas en febrero que cortó gran parte del suministro de la ciudad.

“Ese fue un ejemplo extraordinario, pero hay muchas pequeñas fugas que pasan desapercibidas bajo tierra y que potencialmente permiten la entrada de contaminantes en los hogares”, dijo.

El estudio solo analizó la reutilización potable directa, que el modelo muestra como una opción más económica para las ciudades establecidas, pero dijo que la mejor opción para un nuevo desarrollo, es decir, construir un sistema de distribución por primera vez, podría ser tener entrega por separado de agua potable y no potable.

“Eso sería prohibitivo en cuanto a costos en un lugar como Houston, pero sería más barato para una nueva comunidad, donde el efluente de aguas residuales puede tratarse mínimamente, no del todo potable pero es suficiente para el riego o la descarga de inodoros”, dijo Li.

“Aunque tal vez sería una ventaja para Houston usar estanques de detención que ya existen en toda la ciudad para almacenar aguas pluviales y tratarlas para uso no potable”.

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Energía a base de la biomasa del nopal

biomasa de nopal

Con tanto desgaste económico y cambios ambientales es necesario sentarse a revisar las ideas que disminuyen los efectos de estos problemas mundiales, principalmente con el calentamiento global. Entre las ideas más destacables, se hace referencia a continuación al uso de la biomasa del nopal como generador de energía renovable.

Idea que fue llevada a cabo por un grupo de Mexicanos agricultores e ingenieros que sintieron la necesidad de estudiar el nopal como fuente de energía. Tras años de investigación de la diversidad de las biomasas como la que se encuentra en el maíz, la jatropha, la yuca, la caña de azúcar, la cebada, entre otros, se dió el descubrimiento del poder energético que concentra.

biomasa de nopal

El nopal es considerado como un alimento básico en la dieta de los Mexicanos, además de cubrir gran parte de la vegetación de sus tierras, hoy en día representa una opción más importante dentro de la biomasa regeneradora de energía. Una opción, donde la biomasa del nopal origina materia orgánica mediante un proceso biológico, espontáneo – provocado, que puede utilizarse como combustible.

Descrita como el “oro verde de México” así es tomada literalmente por una compañía mexicana Nopalmex, que aprovecha su poder para producir biocombustible de nopal, su productividad energética tiene un alto contenido de metano al igual que el gas natural, no obstante su producción no requiere maquinaria o dispositivos de alta complejidad, a diferencia del gas natural.

Desde el 2015, esta empresa mexicana Nopalmex, se ha dedicado a procesar alrededor de ocho toneladas diarias de nopal para alimentar una máquina llamada biodigestor, que impulsa su producción.

Procesamiento

Su procesamiento se trata de una mezcla purificada con estiércol, que se deja descomponer produciendo así el metano. El biogás del nopal contiene básicamente metano, dióxido de carbono y otros gases menores, por lo cual presenta ventajas en su manejo. Desde entonces este descubrimiento ha permitido realizar ciertas pruebas con la mezcla sobrante en vehículos del gobierno local.

La planta vegetal de nopal puede llegar a utilizarse en aproximadamente 90% para transformarlo en biogás y el restante es utilizado en sedimentación para liberar las células de más nopales. Es decir, mientras los nopales se replanten regularmente, el proceso es casi completamente sostenible, produciendo solo agua y desechos de nopal que se pueden usar para fertilizar los cultivos.

Por medio de la lombricultura se genera el proceso sedimentario de forma orgánica. Con la inclusión de agua, que se logra obtener humus para su incorporación al suelo y nutrición de los cultivos.

El agua nitrogenada que se obtiene del reactor puede ser incorporada nuevamente en las plantaciones de nopal como fertilizante reinyectado en el sistema de riego tecnificado.

Datos relevantes del nopal como base de energía  

  • La capacidad es equivalente a 1 megavatio por hora
  • La energía que genera equivale a la iluminación de 12 mil casas.
  • Sus costos en consumo de energía es 50% más barato que la tarifa genérica.
  • No produce efecto invernadero, ni emisiones contra el ambiente.
  • Los costos de operación son bajos y sencillos.
  • Se obtiene biogás que contiene: Metano en un 75 % – Dióxido De carbono 24 % Gases Como nitrógeno e hidrógeno – 1% SU Poder caloríficos de 7.000 kcal/m3.
  • La contribución es cualificada en biogás, electricidad con biomasa de nopal.
  • Por cada 70 hectáreas plantadas producen 150 toneladas de nopal.
  • Genera 3 mil empleos por mil hectáreas así logrando proporcionar trabajo a quién lo necesita.
  • A largo plazo mejora la salud de la población debido a la reducción de emisión de gases de efecto invernadero, realizando así un modelo equitativo en conjunto con la sociedad y la economía.

En el transcurso del tiempo se ha experimentado la creación de nuevas fuentes de energías limpias con la intención de dar prioridad al medio ambiente, no generando residuos tóxicos. Los procesos en sí tienden a lograr generar de una u otra forma energía, pero en su totalidad resulta no tan orgánica, se puede decir que su procesamiento no cumplen con su propósito en un ciento por ciento, caso contrario a lo que sucede con la generación de energía a través del nopal.

La nueva energía, a base de nopal resulta ser una alternativa redituable en el desarrollo de México, ya que en el proceso de obtención es totalmente orgánico; lo que provoca que no se generen elementos tóxicos que dañen al ambiente. Siendo una de las principales ventajas la extracción de dióxido de carbono de medio ambiente.

Definitivamente, es una nueva alternativa que puede sacarse el máximo provecho. Para México puede resultar una gran potencia para proyectarse en su máximo nivel dentro del panorama de país generador de energía sustentable.

México, es una tierra grande y la energía del nopal es limpia, dentro de todas sus ventajas esta es la de mayor fuerza para este país, su cultivo y agricultura puede generar empleos permanentes y solucionar tanto el problema energético en forma sustentable a corto, mediano y largo plazo; como también puede contribuir con el mejoramiento de la economía.

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Biodigestores, más que una herramienta son una gran alternativa

biodigestores

Transformar los desechos para generar energía a través de biodigestores es una oportunidad que se debe aprovechar al máximo nivel. Además de representar una mejora de la calidad de vida de todos los seres vivientes del planeta, también resultan ser una alternativa ecológica.

Los desechos orgánicos son numerosos, a medida que aumente el consumo los desechos se multiplican extendiéndose como, estiércol de ganado, desechos agrícolas, aguas residuales y desechos de alimentos no comestibles. Estos desperdicios son potencialmente nocivos.

Cuando estos desechos se manejan de manera inadecuada, representan un riesgo significativo para el medio ambiente y la salud. Los patógenos, productos químicos, antibióticos y nutrientes presentes en los desechos pueden contaminar las aguas superficiales y subterráneas a través de la escorrentía o al lixiviar en los suelos.

biodigestores

El biodigestor se crea en función de evitar estos efectos nocivos que van dejando los residuos animales (los excrementos), que con el transcurso del tiempo tienden a contaminar el agua, la tierra y el ambiente en general

Civilizaciones antiguas identificaron hace más de 900 años que el proceso de fermentación de la materia orgánica podía ser una fuente de energía. Desde entonces los primeros intentos de construcción de plantas de biogás modernas se iniciaron, y fue en India donde la tecnología del biodigestor se difundió a nivel mundial.

¿Qué es un biodigestor y cómo funciona?

Prácticamente un biodigestor es un dispositivo que varía según su tamaño, formado generalmente por un contenedor hermético, diseñado para aprovechar los desechos orgánicos de los animales y vegetales, para obtener energía renovable o también para obtener abono para la tierra.

Los desechos orgánicos a medida que se descomponen generan grandes cantidades de metano, el cual resulta ser un poderoso gas de efecto invernadero que atrapa el calor en la atmósfera de manera más eficiente que el dióxido de carbono.

Los biodigestores se aprovechan para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y el riesgo de contaminación en las vías fluviales, los desechos orgánicos se deben eliminar, utilizándolo para producir biogás, una fuente renovable de energía limpia, que más del 90% de las poblaciones rurales lo pueden utilizar para cubrir hasta el 70% de sus necesidades domésticas.Al desplazar los combustibles fósiles, el biogás crea más reducciones de emisiones.

En pocas palabras un biodigestor soluciona dos problemas a la vez, disponer de desperdicios que son potencialmente nocivos y obtener recursos necesarios.

Los biodigestores convierten el costo de la gestión de residuos en una oportunidad de ingresos que pueden aprovecharse en granjas, lecherías e industrias o cualquier sector relacionado.

Beneficios del uso de biodigestores

Si todos los países se inclinaran más en la conversión de residuos para generar electricidad, calor o combustible para vehículos se obtuvieran más beneficios como los siguientes:

  • Se incrementará proporcionalmente la fuente de energía renovable.
  • Reducir la dependencia de las importaciones extranjeras de petróleo.
  • Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
  • Mejorar la calidad ambiental y aumentar los empleos locales.
  • Reducción de las emisiones de CO2
  • Son aptos para zonas en desarrollo y con menos recursos
  • Reduce la carga de trabajo
  • Reciclar nutrientes en el suministro de alimentos, reduciendo la necesidad de fertilizantes petroquímicos y minados.
  • Los biodigestores son una solución de gestión de residuos que resuelve múltiples problemas y crea múltiples beneficios, incluidas las fuentes de ingresos.
  • Otro de los beneficios es que al tratar estos desechos de manera adecuada se eliminan los focos de contaminación, no sólo en las granjas, sino también los desechos que terminaban en los pozos de agua, contaminando este recurso vital para las poblaciones que rodeaban las granjas.

Es necesario resaltar que las emisiones de metano por el manejo de estiércol se incrementaron a partir del año 2000 y presentaron una tendencia en aumento, de esta manera, los bovinos de carne son los que emiten la mayor cantidad de metano, seguidos de bovinos de leche y porcinos. Siendo así el estiércol de estos animales los más usados en la generación de biogás.

Bajo este contexto, se simplifica la generación de energía renovable por medio de desechos orgánicos que proporciona energía de bajo costo, además de generar ingresos adicionales a los agricultores, oportunidades de empleo, energía descentralizada y protección al ambiente, reduciendo la huella de emisiones de GEI.

Los restos de cultivos se reaprovechan, sirviendo de abono para nuevas cosechas. Además, proporciona energía en entornos rurales o remotos, ofreciendo así practicidad, movilidad  con medios tradicionales, como instalaciones eléctricas.

Referidos a la generación de abono se encuentra un beneficio más, tras la actuación de las bacterias, la parte no gaseosa de los desechos se convierte en un abono natural, rico en nutrientes y muy apreciado por la agricultura. Este abono regenerado no suele oler tanto y no requiere tratamiento adicional por ello.

Así que bien, realmente los biodigestores no sólo producen energía renovable, es mucho más que eso, por lo cual es de vital importancia resaltar que por medio de su uso se logra un potente fertilizante orgánico que nutre el suelo de manera natural, regresandole de esta forma, las propiedades que los animales tomaron de ella para poder producir alimentos sanos y abundantes, prácticamente convertidos en ciclo. ¿Sus resultados…?, Mejorar la salud de la familia al consumirlos y también de quienes los compran en los mercados locales.

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Los Sistemas de Energía Podrían ser Alterados por El futuro Incierto del Clima

sistemas de energía

Los científicos han publicado un nuevo estudio que propone una metodología de optimización para diseñar sistemas de energía resistentes al clima y para ayudar a garantizar que las comunidades puedan satisfacer las necesidades energéticas futuras dada la variabilidad climática.

Se ha pronosticado que los eventos climáticos extremos, como sequías severas, tormentas y olas de calor, se volverán más comunes y ya están comenzando a ocurrir. Lo que se ha estudiado menos es el impacto en los sistemas de energía y cómo las comunidades pueden evitar interrupciones costosas, como apagones parciales o totales.

Estudio Publicado Sobre La Optimización de los Sistemas De Energía

Ahora, un equipo internacional de científicos ha publicado un nuevo estudio que propone una metodología de optimización para diseñar sistemas de energía resistentes al clima y para ayudar a garantizar que las comunidades puedan satisfacer las necesidades energéticas futuras dada la variabilidad climática. Sus hallazgos fueron publicados recientemente en Nature Energy.

“Por un lado está la demanda de energía: existen diferentes tipos de necesidades de construcción, como calefacción, refrigeración e iluminación. Debido al cambio climático a largo plazo y los fenómenos meteorológicos extremos a corto plazo, el entorno exterior cambia, lo que conduce a cambios en la construcción de la demanda de energía “, dijo Tianzhen Hong, un científico de Berkeley Lab que ayudó a diseñar el estudio. “Por otro lado, el clima también puede influir en el suministro de energía, como la generación de energía a partir de turbinas hidráulicas, solares y eólicas. También podrían cambiar debido a las condiciones climáticas”.

Trabajando con colaboradores de Suiza, Suecia y Australia, y dirigido por un científico de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), el equipo desarrolló un método de optimización robusto y estocástico para cuantificar los impactos y luego usar los datos para diseñar energía resistente al clima. Los métodos de optimización estocástica se usan a menudo cuando las variables son aleatorias o inciertas.

“Los sistemas de energía están diseñados para funcionar durante 30 años o más. La práctica actual es asumir condiciones climáticas típicas hoy en día; los planificadores y diseñadores urbanos no suelen tener en cuenta las incertidumbres futuras”, dijo Hong, un científico computacional que lidera el modelado de energía a gran escala. y simulación en Berkeley Lab. “Hay mucha incertidumbre sobre el clima y el clima futuros”.

Los “sistemas de energía”, tal como se definen en el estudio, satisfacen las necesidades de energía y, a veces, el almacenamiento de energía para un grupo de edificios. La energía suministrada podría incluir gas o electricidad de fuentes convencionales o renovables. Dichos sistemas de energía comunitarios no son tan comunes en los EE. UU., Pero se pueden encontrar en algunos campus universitarios o en parques empresariales.

Los investigadores investigaron una amplia gama de escenarios para 30 ciudades suecas. Descubrieron que, en algunos escenarios, los sistemas de energía en algunas ciudades no podrían generar suficiente energía. En particular, la variabilidad climática podría crear una brecha del 34% entre la generación y demanda de energía total y una caída del 16% en la confiabilidad del suministro de energía, una situación que podría provocar apagones.

Observación a los Sistemas de Energía Actuales

“Observamos que los sistemas de energía actuales están diseñados de una manera que los hace altamente susceptibles a eventos climáticos extremos como tormentas y olas de calor”, dijo Dasun Perera, científico del Laboratorio de Energía Solar y Física de Edificios de EPFL y autor principal del estudio. “También descubrimos que la variabilidad climática,dará como resultado fluctuaciones significativas en la energía renovable que alimenta a las redes eléctricas, así como la demanda de energía. Esto hará que sea difícil igualar la demanda de energía y la generación de energía. Hacer frente a los efectos del cambio climático va a resultar más difícil de lo que pensábamos anteriormente “.

Los autores señalan que 3.500 millones de personas viven en zonas urbanas, los cuales consumen dos tercios de la energía mundial, y para 2050 se espera que las zonas urbanas tengan más de dos tercios de la población mundial. “Los sistemas de energía distribuida que apoyan la integración de tecnologías de energía renovable apoyarán la transición energética en el contexto urbano y desempeñarán un papel vital en la adaptación y mitigación del cambio climático”, escribieron.

Hong lidera un grupo de investigación en ciencias urbanas en Berkeley Lab que estudia los problemas energéticos y ambientales a escala de la ciudad. El grupo es parte de la División de Tecnología de Construcción y Sistemas Urbanos de Berkeley Lab, que durante décadas ha estado a la vanguardia de la investigación para avanzar en la eficiencia energética en el entorno construido.

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¿Qué esta pasando en el Núcleo Interno de la Tierra?

núcleo interno de la tierra

Los exhaustivos datos sísmicos de los terremotos repetidos y los nuevos métodos de procesamiento de datos han dado la mejor evidencia hasta la fecha de que el núcleo interno de la Tierra está girando, revelando una mejor comprensión de los procesos cada vez más debatidos que controlan el campo magnético del planeta.

El nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign se publica en la revista Earth and Planetary Science Letters.

Los geólogos no entienden completamente cómo funciona el generador de campo magnético de la Tierra, pero sospechan que está estrechamente relacionado con procesos dinámicos cerca del área límite del núcleo interno-exterior, dijeron los investigadores. Los cambios en la ubicación de los polos magnéticos, los cambios en la fuerza de campo y los datos sísmicos anómalos han llevado a los investigadores a echar un vistazo más de cerca.

“En 1996, nuestro grupo detectó por primera vez un pequeño pero sistemático cambio de ondas sísmicas que pasaban por el núcleo interno, que interpretamos como evidencia de rotación diferencial del núcleo interno en relación con la superficie de la Tierra”, dijo el profesor de geología y coautor del estudio Xiaodong Song, que ahora está en la Universidad de Pekín. “Sin embargo, algunos estudios creen que lo que interpretamos como movimiento es en cambio el resultado de ondas sísmicas que reflejan un límite central interno alternativamente creciente y reducido, como el crecimiento de montañas y el corte de cañones”.

Los investigadores presentan datos sísmicos de una serie de ubicaciones geográficas y terremotos repetidos, llamados dobletes, que ocurren en el mismo lugar a lo largo del tiempo.

“Tener datos de la misma ubicación pero tiempos diferentes nos permite diferenciar entre señales sísmicas que cambian debido a la variación localizada en el alivio de las que cambian debido al movimiento y la rotación”, dijo Yi Yang, estudiante de posgrado y autora principal del estudio.

El equipo descubrió que algunas de las ondas sísmicas generadas por terremotos penetran a través del cuerpo de hierro por debajo del límite interno del núcleo y cambian con el tiempo, lo que no sucedería si el núcleo interno estuviera estacionario, dijeron los investigadores.

“Es importante destacar que estamos viendo que estas ondas refractadas cambian antes de que las ondas reflejadas reboten en el límite interno del núcleo, lo que implica que los cambios provienen del interior del núcleo interno”, dijo Song.

La base del debate radica en el hecho de que los estudios previos examinaron un conjunto relativamente pequeño de datos algo ambiguos generados a partir de un método que depende en gran medida de la hora exacta del reloj, dijeron los investigadores.

“Lo que hace que nuestro análisis sea diferente es nuestro método preciso para determinar exactamente cuándo se producen los cambios en las señales sísmicas y llegar a las diversas estaciones sísmicas de todo el mundo”, dijo Yang. “Utilizamos una onda sísmica que no alcanzó el núcleo interno como una onda de referencia en nuestros cálculos, lo que elimina gran parte de la ambiguedad”.

Este preciso análisis de la hora de llegada, una extensa colección de los datos de mejor calidad y un cuidadoso análisis estadístico realizado por Yang, son los que dan a este estudio su poder, dijo Song.

“Este trabajo confirma que los cambios temporales provienen principalmente, si no todos, del cuerpo del núcleo interno, y la idea de que los cambios en la superficie del núcleo interno son la única fuente de los cambios de señal ahora se puede descartar”, dijo.

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Las Chimeneas Solares ayudan a la Seguridad contra Incendios

chimeneas solares

Un elemento imprescindible en el diseño de edificios ecológicos, las chimeneas solares pueden reducir los costos de energía hasta en un 50%. Ahora la investigación revela que también podrían ayudar a salvar vidas en un incendio en un edificio.

En una primicia mundial, los investigadores diseñaron una chimenea solar optimizada para el ahorro de energía y la seguridad contra incendios, como parte de las características sostenibles de un nuevo edificio en Melbourne, Australia.

El modelado muestra que la chimenea solar especialmente diseñada aumenta radicalmente la cantidad de tiempo que las personas tienen para escapar del edificio durante un incendio, extendiendo el tiempo de evacuación segura de aproximadamente dos minutos a más de 14 minutos.

Una chimenea solar es un sistema pasivo de calentamiento y enfriamiento solar que aprovecha la ventilación natural para regular la temperatura de un edificio.

Con un estimado del 19% de los recursos energéticos del mundo destinados a calefacción, ventilación y refrigeración de edificios, la integración de chimeneas solares en nuevas construcciones y la modernización de las estructuras existentes ofrece un gran potencial para reducir este enorme costo ambiental.

En el nuevo proyecto, una colaboración entre la Universidad RMIT y la ciudad de Kingston, los investigadores diseñaron una chimenea solar para maximizar su eficiencia para ventilar aire fresco y aspirar humo de un edificio en caso de incendio.

El investigador Dr. Long Shi dijo que las chimeneas solares tienen credenciales ambientales bien establecidas, pero su potencial para mejorar la seguridad contra incendios no había sido explorado.

“En una situación de emergencia en la que cada segundo cuenta, es fundamental dar a las personas más tiempo para escapar de manera segura”, dijo Shi.

“Nuestra investigación demuestra que las chimeneas solares ofrecen poderosos beneficios para la seguridad de las personas y el medio ambiente.

“Cumplir con dos funciones importantes podría impulsar la ya rentable rentabilidad de esta tecnología sostenible.

“Esperamos que nuestros hallazgos inspiren más inversión y desarrollo de chimeneas solares en Australia y en todo el mundo”.

La alcaldesa de Kingston, Georgina Oxley, dijo que el Consejo estaba emocionado de ser parte del innovador proyecto.

“Crear formas nuevas e innovadoras para reducir el consumo de energía en el diseño de nuestro edificio es una prioridad para el Consejo”, dijo Oxley.

“La chimenea solar que se instaló en el nuevo y moderno Pabellón de Reserva Mentone no solo nos permite aprovechar la energía verde limpia para calentar y enfriar el edificio, ayudando al Consejo a lograr sus objetivos ambientales, sino que también tiene potencial para salvar vidas en caso de incendio. Este es un diseño verdaderamente notable “.

Si bien los cálculos en torno al aumento de 6 veces en el tiempo de evacuación segura fueron específicos del nuevo edificio, una investigación previa realizada por el equipo de la Escuela de Ingeniería de RMIT ha confirmado que las chimeneas solares pueden lograr con éxito ambas funciones: ventilación y agotamiento del humo.

El aire caliente sube: como funciona una chimenea solar

El enfoque de diseño pasivo detrás de las chimeneas solares funciona según el conocido principio de que el aire caliente siempre sube.

Las chimeneas solares modernas generalmente presentan una pared de vidrio junto a una pared pintada de negro, para maximizar la absorción de la radiación solar. Las ventilas en la parte superior e inferior controlan el flujo de aire dentro y fuera de la chimenea para calentar o enfriar.

A medida que el sol calienta la chimenea, esto calienta el aire dentro de ella.

El aire caliente se eleva y sale por la parte superior de la chimenea, lo que atrae más aire en la parte inferior, impulsando la ventilación a través de un edificio para enfriarlo naturalmente.

Cuando hace frío afuera, la chimenea se puede cerrar, para dirigir el calor absorbido de vuelta al edificio y mantenerlo caliente.

Es un concepto ingeniosamente simple que es relativamente barato de actualizar y no agrega casi ningún costo adicional a una nueva construcción, pero puede reducir el consumo de energía.

Reduce el humo, aumenta la seguridad

Durante un incendio, el mismo principio, el aire caliente se eleva, permite que la chimenea solar aspire el humo del edificio.

Menos humo significa mejor visibilidad, temperaturas más bajas y monóxido de carbono reducido, todo lo cual contribuye a aumentar la cantidad de tiempo que las personas tienen para evacuar de manera segura.

Para comprender exactamente cuánto tiempo de evacuación podría proporcionar una chimenea solar para un edificio específico, debe modelar para ese diseño exacto, dijo Shi.

“Esto diferirá de un edificio a otro, pero sabemos que cualquier tiempo extra es valioso y mejora la seguridad contra incendios, lo que en última instancia podría ayudar a salvar vidas”, dijo.

La nueva investigación ofrece una guía técnica para optimizar el diseño y la ingeniería de chimeneas solares en edificios reales, para ampliar su aplicación en las dos funciones.

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Producción de Biobutanol: Nuevos Avances Científicos

biobutanol

Una colaboración internacional de investigación ha dado un paso importante hacia la fabricación comercialmente viable de biobutanol, un alcohol cuyo fuerte potencial como combustible para motores de gasolina podría allanar el camino lejos de los combustibles fósiles.

El avance clave es el desarrollo de un nuevo marco orgánico de metal, o MOM, que puede separar eficientemente el biobutanol del caldo de biomasa fermentada necesaria para la producción del combustible. Los hallazgos se publicaron hoy en el Journal of the American Chemical Society .

Los investigadores ahora buscan asociarse con la industria para tratar de ampliar el método de separación utilizando el nuevo marco orgánico de metal, dice el correspondiente Kyriakos Stylianou del estudio de la Universidad Estatal de Oregón.

Si se escala bien, podría ser un hito importante en el camino hacia la no dependencia de los combustibles fósiles.

“Los biocombustibles son una alternativa de combustible sostenible y renovable, y el biobutanol ha surgido recientemente como una opción atractiva en comparación con el bioetanol y el biodiesel”, dijo Stylianou, investigador de química en la Facultad de Ciencias de la OSU. “Pero separarlo del caldo de fermentación ha sido un obstáculo significativo en el camino hacia una fabricación económicamente competitiva”.

El butanol, también conocido como alcohol butílico, está más estrechamente relacionado con la gasolina que el etanol y puede sintetizarse a partir del petróleo o fabricarse a partir de biomasa. El bioetanol (alcohol etílico) es un aditivo común para biocombustibles, pero contiene significativamente menos energía por galón que la gasolina y también puede ser dañino para los componentes del motor.

El proceso de creación de biobutanol se conoce como fermentación ABE: acetona-butanol-etanol. Produce un caldo acuoso que alcanza un máximo del 2% en peso de butanol. De ahí la necesidad de una herramienta de separación que pueda funcionar bien en un ambiente acuoso y también en presencia de solventes orgánicos, en este caso acetona, que es un ingrediente clave en productos como quitaesmaltes y diluyentes de pintura.

Stylianou y sus colegas en universidades de Suiza, China, Reino Unido y España sintetizaron un nuevo marco orgánico de metal, basado en iones de cobre y ligandos de carborano-carboxilato, conocido como mCB-MOF-1. El MOM puede extraer butanol del caldo de fermentación, mediante adsorción, con mayor eficiencia que la destilación o cualquier otro método existente.

El MOM es estable en solventes orgánicos, en agua caliente y en soluciones acuosas ácidas y básicas.

“Los biocombustibles pueden aumentar la seguridad y el suministro de energía y también pueden ser una gran parte de un plan de energía que realmente captura y almacena carbono, lo que sería enorme para cumplir los objetivos de lucha contra el cambio climático”, dijo Stylianou. “El biobutanol es mejor que el bioetanol por una variedad de razones, incluyendo que es casi tan denso en energía como la gasolina y se mezcla bien con la gasolina. Y el biobutanol también puede potencialmente reemplazar al butanol sintético como un precursor esencial para una gama de químicos industriales”.

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La Gestión de Residuos También nos Defiende del COVID-19

La gestión de residuos es un servicio de salud pública invaluable, especialmente durante la actual pandemia de coronavirus (COVID-19). Aquellos de nosotros que tenemos el privilegio de tener servicios de gestión de residuos formales o informales en este momento nos estamos beneficiando enormemente al evitar los riesgos para la salud de la acumulación de residuos.

Si bien los trabajadores de residuos en todo el mundo están protegiendo a sus comunidades, aquellos en el sector informal enfrentan un mayor riesgo para su propia salud y medios de vida a medida que los países cierran y las economías se desaceleran.

La Organización Internacional del Trabajo estima que solo 4 millones de los 19 a 24 millones de personas en el sector de gestión y reciclaje de residuos están formalmente empleados.

La peligrosa realidad del sector es que los recicladores a menudo no usan equipo de seguridad, lo cual es particularmente crítico en la crisis de salud actual, dados los riesgos si los materiales infectados se mezclan en el flujo de desechos en general.

Reaccionando a la situación en rápida evolución, las organizaciones de recicladores como La Asociación Nacional de Recicladores en Colombia y SWACH en India están promoviendo guantes y máscaras para evitar el contacto físico con la basura y mantener una distancia de las personas y de los desechos que se sabe que han sido generados por las víctimas de COVID-19.

La Alianza Global para Recicladores de Residuos ha brindado orientación global y compartiendo las mejores prácticas para los recicladores en su sitio . La Asociación Sudafricana de Recicladores de Desechos está pidiendo a las personas que separen sus desechos a nivel doméstico y que también envuelvan los pañuelos desechables o los desechos contaminados en otra capa de bolsas para limitar la exposición a los trabajadores de desechos.

Desde una perspectiva económica, los recicladores se ven aún más afectados por la dinámica global que afecta los mercados de reciclaje. La menor demanda de petróleo y los precios bajarán aún más el precio de los plásticos vírgenes, perjudicando la competitividad del plástico reciclado.

Y con los límites al movimiento transfronterizo, los países sin procesos de reciclaje desarrollados probablemente eliminarán sus desechos en lugar de reciclarlos. Las perturbaciones en los mercados mundiales de reciclaje parecen afectar los precios que reciben los recicladores por material reciclable, lo que limita aún más sus ganancias en estos tiempos difíciles.

Paralelamente, los países están retrocediendo los esfuerzos para alentar la separación de desechos a nivel de los hogares debido a problemas de salud. Algunos lugares con instalaciones de reciclaje están optando por suspender las operaciones durante la pandemia para minimizar la cantidad de trabajadores que entran en contacto con materiales que podrían estar infectados.

Italia solicita que todos los materiales reciclables de los hogares en cuarentena se recojan como residuos residuales . Los esfuerzos para proteger la salud pública podrían, sin acciones correctivas, tener impactos significativos no deseados en los trabajadores de residuos en todo el mundo.

Los recicladores se encuentran en una situación frágil, amenazando tanto su salud como sus medios de vida. Su trabajo incluso está prohibido en algunos casos, lo que les impide ganar un salario digno y servir a sus comunidades.

Algunas comunidades han comenzado a proporcionar ayuda. Por ejemplo, aunque el municipio de Ankara ha prohibido la recolección de residuos, proporciona vivienda y alimentos.a los recolectores de residuos que de otra manera quedarían sin hogar y con hambre. Sin embargo, con los bloqueos globales, la naturaleza informal de la recolección de residuos y los mercados de reciclaje volátiles, el desempleo probablemente sea la realidad para muchos. Ahora es más urgente que nunca que los países y las ciudades protejan el trabajo de los recicladores de manera segura, para que puedan continuar sirviendo a las comunidades, o que estos gobiernos brinden una red de seguridad a esta población vulnerable.

Incluso cuando termine esta crisis, la gestión de residuos seguirá siendo una herramienta crucial para salvaguardar la salud pública y proporcionar medios de vida. Y los nuevos enfoques en una crisis pueden traer beneficios a más largo plazo. Vea cómo las inversiones en gestión de residuos que ayudan a detener el Zika en Jamaica y el ébola en Liberia también dieron como resultado sistemas mejorados de gestión de residuos sólidos.

¿Qué estrategias han sido útiles para proteger a los trabajadores y empleos de residuos en sus comunidades, y cómo pueden sus gobiernos tomar medidas?

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La Diversidad Funcional y La Extinción de la Megafauna Marina

diversidad funcional

Según una nueva investigación, la extinción de las especies amenazadas de megafauna marina podría provocar pérdidas de diversidad funcional mayores a las esperadas.

En un artículo publicado en Science Advances, un equipo internacional de investigadores ha examinado los rasgos de las especies de megafauna marina para comprender mejor las posibles consecuencias ecológicas de su extinción en diferentes escenarios futuros.

Definidos como los animales más grandes en los océanos, con una masa corporal que excede los 45 kg, los ejemplos incluyen tiburones, ballenas, focas y tortugas marinas.

Estas especies cumplen funciones clave en los ecosistemas, incluido el consumo de grandes cantidades de biomasa, el transporte de nutrientes a través de los hábitats, la conexión de los ecosistemas oceánicos y la modificación física de los hábitats.

Los rasgos, como cuán grandes son, qué comen y qué tan lejos se mueven, determinan las funciones ecológicas de las especies. Como resultado, medir la diversidad de rasgos permite a los científicos cuantificar las contribuciones de la megafauna marina a los ecosistemas y evaluar las posibles consecuencias de su extinción.

El equipo de investigadores, liderado por la Dra. Catalina Pimiento de la Universidad de Swansea, compiló primero un conjunto de datos de rasgos a nivel de especie para toda la megafauna marina conocida para comprender el alcance de las funciones ecológicas que realizan en los sistemas marinos.

Luego, después de simular futuros escenarios de extinción y cuantificar el impacto potencial de la pérdida de especies en la diversidad funcional, introdujeron un nuevo índice (FUSE) para informar las prioridades de conservación.

Los resultados mostraron una amplia gama de rasgos funcionales que posee la megafauna marina, así como también cómo la actual crisis de extinción podría afectar su diversidad funcional.

Si se mantienen las trayectorias actuales, en los próximos 100 años podríamos perder, en promedio, el 18% de las especies de megafauna marina, lo que se traducirá en la pérdida del 11% del alcance de las funciones ecológicas. Sin embargo, si todas las especies actualmente amenazadas se extinguieran, podríamos perder el 40% de las especies y el 48% del alcance de las funciones ecológicas.

Se predice que los tiburones son los más afectados, con pérdidas de riqueza funcional muy superiores a las esperadas en extinciones aleatorias.

La Dra. Catalina Pimiento, quien dirigió la investigación de la Universidad de Swansea, dijo:

“Nuestro trabajo anterior mostró que la megafauna marina había sufrido un período de extinción inusualmente intenso a medida que el nivel del mar oscilaba hace varios millones de años. Nuestro nuevo trabajo muestra que, hoy, sus roles ecológicos únicos y variados enfrentan una amenaza aún mayor por las presiones humanas”.

Dada la crisis de extinción global, una pregunta crucial es en qué medida la naturaleza tiene un sistema de respaldo. En caso de extinción, ¿habrá especies restantes que puedan desempeñar un papel ecológico similar?

El Dr. John Griffin, coautor del estudio de la Universidad de Swansea agrega:

“Nuestros resultados muestran que, entre los animales más grandes de los océanos, esta llamada” redundancia “es muy limitada, incluso cuando se enrollan en grupos de mamíferos a moluscos. Si perdemos especies, perdemos funciones ecológicas únicas. Esto es una advertencia de que debemos actuar ahora para reducir las crecientes presiones humanas sobre la megafauna marina, incluido el cambio climático, al tiempo que fomentamos la recuperación de la población “.

La métrica de conservación recientemente introducida, FUSE (funcionalmente única, especializada y en peligro) identifica especies amenazadas de particular importancia para la diversidad funcional. Las especies FUSE de mayor puntuación incluyen la tortuga verde, el dugong y la nutria marina. Un enfoque renovado en estas y otras especies FUSE altamente calificadas ayudará a asegurar el mantenimiento de las funciones ecológicas proporcionadas por la megafauna marina.

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