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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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El Nivel de Mar Podría Aumentar mas de 1 metro para 2100

nivel del mar

Un estudio internacional dirigido por científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur), encontró que el aumento medio mundial del nivel del mar podría superar 1 metro en 2100 y 5 metros para 2300 si no se alcanzan los objetivos mundiales en emisiones.

El estudio utilizó proyecciones de más de 100 expertos internacionales para los cambios medios mundiales del nivel del mar en dos escenarios climáticos: bajas y altas emisiones. Al examinar una amplia gama de líderes en el campo, el estudio ofrece una garantía más amplia sobre sus proyecciones para los rangos de aumento futuro del nivel del mar.

En un escenario en el que el calentamiento global está limitado a 2 grados centígrados por encima de los niveles preindustriales, los expertos estimaron un aumento de 0,5 metros en 2100 y de 0,5 a 2 metros en 2300. En un escenario de altas emisiones con 4,5 grados Celsius de calentamiento, los expertos estimaron un aumento mayor de 0,6 a 1,3 metros para 2100 y de 1,7 a 5,6 metros para 2300.

El profesor Benjamin Horton, Presidente interino de la Escuela Asiática de Medio Ambiente de la NTU, quien dirigió la encuesta, dijo que las proyecciones de aumento del nivel del mar y el conocimiento de sus incertidumbres son vitales para tomar decisiones informadas de mitigación y adaptación.

nivel del mar

El profesor Horton dijo: “La complejidad de las proyecciones a nivel del mar y la gran cantidad de publicaciones científicas pertinentes hacen que sea difícil para los responsables de la formulación de políticas obtener una visión general del estado de la ciencia.

Para obtener esta visión general, es útil encuestar a los principales expertos sobre el aumento esperado del nivel del mar, que proporciona un panorama más amplio de los escenarios futuros e informa a los responsables políticos para que puedan preparar las medidas necesarias.”

Publicado en Nature Partner Journals Climate and Atmospheric Science el 8 de mayo, las proyecciones de aumento del nivel del mar superan las estimaciones anteriores del Panel Internacional sobre el Cambio Climático (IPCC).

El estudio internacional dirigido por NTU fue una colaboración con investigadores de la Universidad de Hong Kong, la Universidad Maynooth (Irlanda), la Universidad de Durham (Reino Unido), la Universidad Rowan (EE.UU.), la Universidad de Tufts (EE.UU.) y el Instituto Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (Alemania).

“Sabemos que el planeta verá un aumento adicional del nivel del mar en el futuro”, dice la coautora, la Dra. Andra Garner, Profesora Asistente de Ciencias Ambientales de la Universidad Rowan en los Estados Unidos de América. “Pero hay marcadas diferencias en la cantidad de expertos en aumento del nivel del mar para las bajas emisiones en comparación con las altas emisiones. Esto proporciona una gran esperanza para el futuro, así como una fuerte motivación para actuar ahora para evitar los impactos más graves del aumento del nivel del mar”.

“Este estudio internacional se basa en las opiniones informadas de 106 expertos en el nivel del mar y subraya la importancia crítica de aplicar una política de bajas emisiones para limitar el aumento del nivel del mar”, dice el Dr. Niamh Cahill, Profesor Asistente en el Departamento de Matemáticas y Estadísticas de la Universidad Maynooth en Irlanda.

Los 106 expertos que participaron en la encuesta fueron elegidos como uno de los editores más activos de estudios científicos a nivel del mar (al menos seis artículos publicados en revistas revisadas por pares desde 2014) identificados a partir de una base de datos de publicaciones líder.

En respuesta a preguntas abiertas, los expertos en cambio climático identificaron las fichas de hielo de Groenlandia y la Antártida como las mayores fuentes de incertidumbre. Estas capas de hielo son un indicador importante del cambio climático y el motor del aumento del nivel del mar.

Las mediciones basadas en satélites muestran que las capas de hielo se están derritiendo a un ritmo acelerado. Sin embargo, los expertos también observaron que la magnitud y el impacto del aumento del nivel del mar pueden limitarse mediante la reducción exitosa de las emisiones.

El Dr. Andrea Dutton, Profesor del Departamento de Geociencia de la Universidad de Wisconsin-Madison, quien no participa en este estudio, dice: “Una de las claves de este estudio es que nuestras acciones de hoy pueden marcar una profunda diferencia en cuanto a cuánto se retirarán nuestras costas en el futuro. Ese conocimiento es empoderador porque significa que podemos elegir un mejor resultado a través de nuestras acciones”.

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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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La Plantación de Árboles No es la “Cura” del Cambio Climático

plantación de árboles

La ecologista de restauración Karen Holl tiene un mensaje simple para cualquiera que piense que la plantación de árboles revertirá el daño del cambio climático.

“No podemos salir del cambio climático“, dice Holl, profesor de estudios ambientales de UC Santa Cruz y experto líder en restauración forestal. “Es sólo una pieza del rompecabezas.”

En un comentario que aparece en Ciencia, Holl y coautor Pedro Brancalion, profesor del Departamento de Ciencias Forestales de la Universidad de Sao Paulo, avalan los beneficios de los árboles, pero advierten contra una visión simplista de la plantación de árboles como una panacea para la degradación ambiental.

“Los árboles están profundamente arraigados en la psique humana”, dijo Holl, un ecologista de restauración que ha preparado a cientos de estudiantes para carreras en la administración ambiental. “Es muy satisfactorio salir y poner un árbol en el suelo. Es algo concreto y tangible”.

Sin embargo, las iniciativas de plantación de árboles a gran escala, como 1t.org y la Campaña del Trillion Tree, deben emprenderse cuidadosamente y con un compromiso con la gestión a largo plazo, para que los beneficios se materialen plenamente.

“Plantar árboles no es una solución simple”, dijo Holl. “Es complicado, y tenemos que ser realistas sobre lo que podemos y no podemos lograr. Tenemos que ser reflexivos y planificar a largo plazo”.

En el lado positivo, plantar árboles puede mejorar la biodiversidad, la calidad del agua y aumentar la sombra. Pero dependiendo de dónde y cómo se hace, la plantación de árboles también puede dañar los ecosistemas y especies nativas, reducir el suministro de agua y desposeer a los terratenientes locales y aumentar la inequidad social.

En su comentario, Holl y Brancalion presentan cuatro principios que deben guiar las iniciativas de mejora forestal:

Reducir la limpieza y degradación de los bosques: 

Proteger y mantener los bosques intactos es más eficiente, ecológicamente racional y menos costoso que plantar árboles o replantarlos.

Ver la plantación de árboles como una parte de las soluciones ambientales multifacéticas:

La cubierta de árboles mejorada es una de las mejores opciones para compensar una parte de las emisiones de gases de efecto invernadero impulsadas por las actividades humanas, pero representan sólo una pequeña parte de las reducciones de carbono que se necesitan — y las estimaciones varían en más de diez veces dependiendo de las variables utilizadas en el modelado.

Equilibrar los objetivos ecológicos y sociales:

Reconocer los usos de la tierra que compiten y enfocarse en paisajes con el potencial de generar beneficios a gran escala, como la Selva Atlántica en Brasil, donde la planificación regional de las iniciativas de plantación de árboles puede conducir a tres veces las ganancias de conservación a la mitad del costo.

Planificar, coordinar y supervisar:

Trabaje con las partes interesadas locales para resolver los objetivos de uso de la tierra en conflicto y garantizar la máxima eficacia a largo plazo. Plantar árboles no garantiza que sobrevivan; una revisión de los esfuerzos de restauración de los bosques de manglares en Sri Lanka después del tsunami de 2004 mostró que menos del 10 por ciento de los árboles sobrevivieron en el 75 por ciento de los sitios.

Para tener éxito, las iniciativas de plantación de árboles deben involucrar a las partes interesadas locales y hacer frente a objetivos contradictorios para el uso de la tierra. “Gran parte de la tierra propuesta para la plantación de árboles ya se está utilizando para cultivar cultivos, cosechar madera y otras actividades de subsistencia, por lo que las iniciativas de plantación de árboles deben considerar cómo los terratenientes obtendrán ingresos”, dijo Holl. “De lo contrario, actividades como la agricultura o la tala simplemente se trasladarán a otras tierras”

Holl elige sus palabras cuidadosamente cuando dice que aplaude el entusiasmo generalizado por “aumentar la cobertura forestal”, que no es lo mismo que plantar más árboles.

“Lo primero que podemos hacer es mantener los bosques existentes en pie, y la segunda es permitir que los árboles se regeneren en áreas que antes eran bosques”, dijo Holl, quien se especializa en la restauración de bosques tropicales. “En muchos casos, los árboles se recuperarán por sí solos, basta con mirar todo el este de los Estados Unidos que fue deforestado hace 200 años.

Gran parte de eso ha vuelto sin plantar activamente árboles. Sí, en algunas tierras altamente degradadas tendremos que plantar árboles, pero esa debería ser la última opción ya que es la más cara y a menudo no tiene éxito. He pasado mi vida en esto. Tenemos que ser considerados acerca de cómo traemos el bosque de vuelta.

Críticamente, reducir el ritmo del cambio climático requiere una estrategia integral que comience con la quema de menos combustible fósil, dijo Holl.

“Los árboles son una pequeña parte de lo que debe ser una estrategia más amplia”, dijo Holl. “Es mejor que no liberemos gases de efecto invernadero para empezar”

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La Actividad Volcánica Ayudo a Ocasionar el Cambio Climático del Triásico

la actividad volcánica

Un nuevo estudio revela que la actividad volcánica desempeñó un papel directo en la activación del cambio climático extremo al final del período Triásico hace 201 millones de años, acabando con casi la mitad de todas las especies existentes.

La cantidad de dióxido de carbono liberado a la atmósfera de estas erupciones volcánicas es comparable a la cantidad de CO2 toda actividad humana en el siglo XXI.

Durante mucho tiempo se ha pensado que la extinción del Triásico final ha sido causada por el cambio climático dramático y el aumento del nivel del mar. Si bien hubo actividad volcánica a gran escala en ese momento, conocida como las erupciones de la Provincia Magmática del Atlántico Central, se debatió el papel que desempeñó para contribuir directamente al evento de extinción.

En un estudio para Nature Communications, un equipo internacional de investigadores, incluido el profesor don Baker de McGill, encontró evidencia de burbujas de dióxido de carbono atrapadas en rocas volcánicas que datan del final del Triásico, apoyando la teoría de que la actividad volcánica contribuyó al devastador cambio climático que se cree que causa la extinción masiva.

Los investigadores sugieren que los cambios ambientales del triásico final impulsados por las emisiones de dióxido de carbono volcánico pueden haber sido similares a los previstos para el futuro cercano.

Al analizar pequeñas burbujas de exolución de gas conservadas dentro de las rocas, el equipo estima que la cantidad de emisiones de carbono liberadas en una sola erupción — comparable a 100.000 km3 de lava arrojada durante 500 años- es probablemente equivalente al total producido por toda la actividad humana durante el siglo XXI, suponiendo un aumento de 2C en la temperatura global por encima de los niveles preindustriales.

“Aunque no podemos determinar con precisión la cantidad total de dióxido de carbono liberado a la atmósfera cuando estos volcanes entraron en erupción, la correlación entre esta inyección natural de dióxido de carbono y la extinción del Triásico final debería ser una advertencia para nosotros.

Incluso una ligera posibilidad de que el dióxido de carbono que estamos poniendo ahora en la atmósfera pueda causar un gran evento de extinción es suficiente para que me preocupe”, dice don Baker, profesor de ciencias de la tierra y planetarios.

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Radar Para Desechos Plásticos: Crean Mapa Para Rastrear Emisiones

desechos plásticos

Los desechos plásticos a menudo terminan en cuerpos fluviales y océanos, lo que representa una seria amenaza para el ecosistema marino. Para evitar la acumulación de residuos plásticos, debemos averiguar dónde es frecuente la emisión de plástico.

Con este fin, los científicos han elaborado un nuevo método para rastrear las emisiones de plástico de las zonas interiores al mar. Este método es útil para identificar los “puntos críticos” de la emisión de plástico e incluso puede ayudar a implementar medidas apropiadas para evitar la contaminación plástica.

El plástico puede ser una parte indispensable de nuestra vida cotidiana, pero su robustez y abundancia han llevado a su uso excesivo, poniendo una enorme carga para el medio ambiente. Las grandes emisiones de desechos plásticos dan lugar a su acumulación en las masas de agua: de hecho, estudios recientes han estimado alrededor de 0,27 millones de toneladas de plástico flotando en los océanos del mundo.

Debido a que el plástico no se descompone en el agua, es un peligro grave para la vida marina. Por lo tanto, para prevenir la contaminación plástica, es crucial entender exactamente cómo se emite el plástico en los océanos. Estudios anteriores han tratado de analizar las emisiones de plástico, pero tenían algunas limitaciones: se centraron en la mayoría de los desehos plásticos mal gestionados y no en cómo se originan realmente estas emisiones de plástico.

Con este fin, un grupo de científicos de la Universidad de Ciencias de Tokio, liderados por el profesor Yasuo Nihei, desarrollaron un nuevo método para combatir las emisiones plásticas. En un estudio publicado generaron un “mapa de alta resolución de cuadrículas de 1 km de emisiones de plástico en todo Japón. El profesor Nihei explica: “Si los residuos plásticos siguen fluyendo hacia el mar, la cantidad de residuos plásticos aumentará. Para evitarlo, es necesario indicar claramente dónde y cómo se generan actualmente”.

Para empezar, los científicos se centraron en los diferentes tipos de plásticos: microplástico (MicP), que tiene un tamaño inferior a 5 mm, y macroplástico (MacP), que es superior a 5 mm. Entendieron que controlar el MicP era crucial porque -debido a su pequeño tamaño- es particularmente difícil de recuperar una vez que entra en el océano.

Además, puede ser fácilmente ingerido por organismos marinos, lo que puede afectar negativamente a los ecosistemas de todo el mundo. Para evitar la emisión de MicP en las masas de agua, era importante averiguar exactamente de dónde venían estas emisiones.

Los científicos siguieron un proceso de tres pasos para mapear las emisiones de plástico. En primer lugar, midieron la concentración de MicP a través de 70 ríos y 90 sitios en Japón y examinaron la relación entre la concentración de MicP y las características de la tierra.

Recogieron la proporción de concentraciones de MacP/MicP para evaluar la concentración de MacP a partir de la concentración de MicP. A continuación, para obtener la descarga de flujo de salida a redes de 1 km, realizaron un “análisis de equilibrio hídrico” en el que midieron la precipitación de agua, distribuido en tres categorías: evaporación, escorrenca superficial e infiltración subterránea. Por último, calculan la emisión total de plástico, que es el producto de las concentraciones de MicP y MacP y la descarga de salida.

Sus hallazgos revelaron que las concentraciones de MicP y las características de la cuenca estaban significativamente correlacionadas, lo que significa que las características físicas de los cuerpos de agua dictan la cantidad de desechos plásticos acumulados. No sólo esto, su análisis ayudó a los científicos a estimar la emisión anual de plástico en Japón, que osciló entre 210 y 4.776 toneladas/año de plástico total.

Los científicos evaluaron entonces un mapa de alta resolución de emisiones de plástico a través de redes de 1 km en todo Japón. Identificaron las áreas críticas donde las emisiones de plástico eran las más altas. Su análisis mostró que estas emisiones eran altas en los ríos cercanos a las zonas urbanizadas, con una alta densidad de población.

Entre ellos, ciudades como Tokio, Nagoya y Osaka se encontraron como puntos críticos para las emisiones de plástico. Por lo tanto, este método era útil para comprender exactamente dónde debían aplicarse las contramedidas estrictas.

A diferencia de estudios anteriores, este estudio no supone que los residuos plásticos sólo sean proporcionales a los residuos plásticos mal gestionados, sino que, de hecho, tenga en cuenta el origen de las emisiones de plástico. Esto facilita la implementación de medidas y la reducción de las emisiones de plástico en áreas específicas.

El profesor Nihei concluye: “Nuestros hallazgos proporcionan nuevos conocimientos que pueden utilizarse para redactar contramedidas contra las emisiones de plástico, reduciendo así la salida de contaminantes marinos de Japón. También introducimos un nuevo método que se puede utilizar para evaluar los insumos plásticos en otras regiones del mundo”.

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Propulsión a Chorro de Plasma: Eliminando Combustibles Fósiles

propulsión a chorro de plasma

Los humanos dependen de los combustibles fósiles como su principal fuente de energía, especialmente en el transporte. Sin embargo, los combustibles fósiles son insostenibles e inseguros, ya que sirven como la mayor fuente de emisiones de gases de efecto invernadero y provocan efectos respiratorios adversos y devastación debido al calentamiento global. Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias Tecnológicas de la Universidad de Wuhan ha demostrado un dispositivo prototipo que utiliza aire de microondas para propulsión a chorro de plasma.

“La motivación de nuestro trabajo es ayudar a resolver los problemas del calentamiento global debido al uso que hacen los humanos de motores de combustión de combustibles fósiles para impulsar maquinaria, como automóviles y aviones”, dijo el autor Jau Tang, profesor de la Universidad de Wuhan. “No hay necesidad de combustibles fósiles con nuestro diseño y, por lo tanto, no hay emisión de carbono que cause efectos de efecto invernadero y calentamiento global”.

Más allá de sólidos, líquidos y gases, el plasma es el cuarto estado de la materia, que consiste en un agregado de iones cargados. Existe naturalmente en lugares como la superficie del sol y los rayos de la Tierra, pero también se puede generar. Los investigadores crearon una propulsión a chorro de plasma al comprimir el aire a altas presiones y usar un microondas para ionizar la corriente de aire a presión.

Este método difiere de los intentos anteriores para crear propulsores de chorro de plasma de una manera clave. Otros propulsores de chorro de plasma, como la sonda espacial Dawn de la NASA, usan plasma de xenón, que no puede superar la fricción en la atmósfera de la Tierra y, por lo tanto, no son lo suficientemente potentes para su uso en el transporte aéreo. En cambio, el propulsor de chorro de plasma de los autores genera el plasma de alta temperatura y alta presión in situ utilizando solo aire inyectado y electricidad.

El prototipo de dispositivo de propulsión a chorro de plasma puede levantar una bola de acero de 1 kilogramo sobre un tubo de cuarzo de 24 milímetros de diámetro, donde el aire de alta presión se convierte en un chorro de plasma al pasar a través de una cámara de ionización de microondas. A escala, la presión de empuje correspondiente es comparable a la de un motor de avión comercial.

Al construir una gran variedad de estos propulsores con fuentes de microondas de alta potencia, el diseño del prototipo se puede ampliar a un jet de tamaño completo. Los autores están trabajando para mejorar la eficiencia del dispositivo hacia este objetivo.

“Nuestros resultados demostraron que dicho motor a reacción basado en plasma de aire de microondas puede ser una alternativa potencialmente viable al motor a reacción convencional de combustible fósil”, dijo Tang.

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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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Encuentran el Nivel Más Alto de Microplásticos en el Fondo Marino

microplásticos en el fondo marino

Un proyecto de investigación internacional ha revelado los niveles más altos jamas registrados de microplásticos en el fondo marino, con hasta 1,9 millones de piezas en una capa delgada que cubre solo 1 metro cuadrado.

Más de 10 millones de toneladas de desechos plásticos ingresan a los océanos cada año. Los desechos plásticos flotantes en el mar han captado el interés del público gracias a los movimientos de ‘efecto del planeta azul’ para desalentar el uso de pajitas de plástico y bolsas de transporte. Sin embargo, tales acumulaciones representan menos del 1% del plástico que ingresa a los océanos del mundo.

En cambio, se cree que el 99% faltante ocurre en las profundidades del océano, pero hasta ahora no estaba claro dónde terminó realmente. Publicado esta semana en la revista Science , la investigación realizada por la Universidad de Manchester (Reino Unido), el Centro Nacional de Oceanografía (Reino Unido), la Universidad de Bremen (Alemania), IFREMER (Francia) y la Universidad de Durham (Reino Unido) mostró cómo las corrientes de aguas profundas actúan como cintas transportadoras, transportando pequeños fragmentos de plástico y fibras a través del fondo marino.

Estas corrientes pueden concentrar microplásticos dentro de grandes acumulaciones de sedimentos, que denominaron ‘puntos calientes de microplásticos’. Estos puntos críticos parecen ser los equivalentes en el fondo marino de los llamados “parches de basura” formados por las corrientes en la superficie del océano.

El autor principal del estudio, el Dr. Ian Kane, de la Universidad de Manchester, dijo: “Casi todo el mundo ha oído hablar de los infames ‘parches de basura’ de plástico flotante en el océano, pero nos sorprendió la alta concentración de microplásticos que encontramos en las profundidades. fondo marino

“Descubrimos que los microplásticos no están distribuidos uniformemente en el área de estudio; en cambio, están distribuidos por poderosas corrientes del fondo marino que los concentran en ciertas áreas”.

Los microplásticos en el fondo marino se componen principalmente de fibras de textiles y prendas de vestir. Estos no se filtran de manera efectiva en las plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas y entran fácilmente en ríos y océanos.

En el océano, se asientan lentamente o pueden ser transportados rápidamente por corrientes de turbidez episódicas, poderosas avalanchas submarinas, que viajan por los cañones submarinos hasta el fondo marino profundo (vea la investigación anterior del grupo en Ciencia y Tecnología Ambiental). Una vez en las profundidades del mar, los microplásticos se recogen y transportan fácilmente mediante corrientes de fondo marino que fluyen continuamente (‘corrientes de fondo’) que pueden concentrar preferentemente fibras y fragmentos dentro de grandes corrientes de sedimentos.

Estas corrientes oceánicas profundas también transportan agua y nutrientes oxigenados, lo que significa que los puntos calientes de microplásticos del fondo marino también pueden albergar ecosistemas importantes que pueden consumir o absorber los microplásticos. Este estudio proporciona el primer vínculo directo entre el comportamiento de estas corrientes y las concentraciones de microplásticos del fondo marino y los hallazgos ayudarán a predecir la ubicación de otros puntos críticos de microplásticos en aguas profundas e investigar directamente el impacto de los microplásticos en la vida marina.

El equipo recolectó muestras de sedimentos del fondo marino del mar Tirreno (parte del mar Mediterráneo) y las combinó con modelos calibrados de corrientes oceánicas profundas y mapeo detallado del fondo marino. En el laboratorio, los microplásticos se separaron del sedimento, se contaron bajo el microscopio y se analizaron adicionalmente mediante espectroscopía infrarroja para determinar los tipos de plástico. Con esta información, el equipo pudo mostrar cómo las corrientes oceánicas controlaban la distribución de microplásticos en el fondo marino.

El Dr. Mike Clare, del Centro Nacional de Oceanografía, que fue co-líder de la investigación, declaró: “Nuestro estudio ha demostrado cómo los estudios detallados de las corrientes del fondo marino pueden ayudarnos a conectar las vías de transporte de microplásticos en las profundidades del mar y encontrar los ‘desaparecidos “microplásticos. Los resultados resaltan la necesidad de intervenciones políticas para limitar el flujo futuro de plásticos en ambientes naturales y minimizar los impactos en los ecosistemas oceánicos”.

El Dr. Florian Pohl, Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad de Durham, dijo: “Es lamentable, pero el plástico se ha convertido en un nuevo tipo de partícula de sedimento, que se distribuye a través del fondo marino junto con arena, lodo y nutrientes. Por lo tanto, los procesos de transporte de sedimentos ya que las corrientes del fondo marino concentrarán partículas de plástico en ciertos lugares del fondo marino, como lo demuestra nuestra investigación “.

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Las Ventas de Bicicletas Eléctricas aumentaron Durante La Cuarentena

ventas de bicicletas eléctricas

A medida que los bloqueos impuestos por el gobierno se extendieron por todo Estados Unidos a raíz de la pandemia de COVID-19, las pequeñas empresas han estado sufriendo. Con la gente atrapada en casa y apretando los cordones de sus bolsos, muchos temían que las dolencias de las compañías por las ventas de bicicletas eléctricas que han surgido en los últimos años hayan sentido las dificultades.

Pero resulta que lo contrario es cierto. De hecho, las ventas de bicicletas eléctricas parecen haber explotado recientemente.

Las cifras de ventas de bicicletas eléctricas ya se habían reducido a fines del año pasado, y han aumentado constantemente año tras año a medida que la industria ha crecido.

Ahora tenemos noticias de compañías de bicicletas eléctricas en los EE. UU. Y Europa que informan cifras récord de ventas durante el bloqueo de COVID-19.

VanMoof, un fabricante holandés de bicicletas eléctricas que comercializa bicicletas eléctricas en todo el mundo, informó el mes pasado que sus ventas ya habían aumentado desde que comenzó la pandemia de COVID-19. Incluso en febrero, la compañía vio su mayor tráfico peatonal en sus tiendas emblemáticas de todo el mundo en lugares como París y la ciudad de Nueva York. Luego, en marzo, la compañía registró ventas en línea récord que aumentaron casi un 50% en comparación con el mismo período del año anterior, y los visitantes de su sitio web aumentaron más del 80%.

Desde entonces, VanMoof ha aprovechado el impulso, lanzando dos nuevas bicicletas eléctricas: la VanMoof S3 y X3. Los detalles de la bicicleta se habían filtrado una semana antes , lo que podría haber ayudado a aumentar los visitantes del sitio. Pero de todos modos, la marca de bicicletas eléctricas bastante premium, cuyas nuevas bicicletas comienzan en alrededor de $ 2,000, ciertamente ha visto un aumento significativo en las ventas. 

Y el hecho de que las bicicletas eléctricas lanzadas recientemente por la compañía tengan puntos de precio de más de $ 1,000 por debajo de los modelos de la generación anterior ciertamente ha ayudado a continuar la tendencia positiva de ventas observada durante la pandemia de coronavirus.

Si las bicicletas eléctricas de mayor precio se venden bien, es mejor que creas que las bicicletas electrónicas más económicas están viendo un aumento aún mayor en las cifras de ventas.

En Estados Unidos, el minorista de bicicletas eléctricas en línea con sede en Arizona Lectric eBikes ha informado un aumento del 140% en las ventas desde el 15 de marzo, lo que corresponde al período en que muchos estados comenzaron los bloqueos. A medida que los gobiernos estatales han alentado el distanciamiento social, muchos ciclistas han optado por las bicicletas eléctricas como una forma de mantenerse activos mientras se mantienen alejados de los demás.

Como explicó Levi Conlow, cofundador de Lectric eBikes, en una declaración proporcionada:

Nuestros clientes han estado diciendo que las bicicletas eléctricas son una excelente opción para la nueva forma de vida de la era del coronavirus. El aumento dramático en las ventas muestra que a nivel nacional, las personas buscan cambiar la forma en que se mueven. También es una opción fantástica para aquellos que buscan aislarse socialmente mientras obtienen aire fresco al aire libre.

Lectric eBikes vende la bicicleta eléctrica Lectric XP, una bicicleta eléctrica plegable de 28 mph (45 km / h) con neumáticos gruesos, lo que la hace capaz de desplazarse tanto en carretera como fuera de ella. Con un precio de solo $ 899 , es una de las bicicletas eléctricas más asequibles en los EE. UU. Que todavía es capaz de conducir a alta potencia y alta velocidad. Tuvimos la oportunidad de revisar el Lectric XP recientemente , y puede ver nuestro video de revisión a continuación.

El cofundador de Lectric eBikes, Robby Deziel, explicó más adelante:

Además de la comodidad y la conveniencia, queremos ofrecer a nuestros clientes un producto que no renuncie a la calidad a un precio devastador de la industria y sin tarifas ocultas. Ahora más que nunca, creemos que conseguir una bicicleta eléctrica debería ser accesible para todos.

La compañía incluso ha utilizado su éxito reciente para ayudar a retribuir a su comunidad local, donando 8,000 máscaras KN95 a los trabajadores de salud locales en su estado natal de Arizona.

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