Científicos del Lawrence Livermore National Laboratory, en California, han logrado dar un nuevo paso en el objetivo de a búsqueda de energía ilimitada y sin emisiones de carbono al conseguir por primera vez una ganancia neta de energía en una reacción de fusión, según ha anunciado la secretaria de Energía del Gobierno de EE UU.
El Gobierno de EE UU ha confirmado este martes que sus científicos han logrado una fusión nuclear con ganancia neta de energía, lo que posibilita una producción menos costosa y limpia con el medioambiente.
“Esto es solo el comienzo”, dijo la secretaria de Energía de EEUU, Jennifer Granholm, en una rueda de prensa junto a la directora de la Política de Ciencia y Tecnología de la Casa Blanca, Arati Prabhakar, y otros responsables gubernamentales y científicos.
El pasado 5 de diciembre, expertos del Lawrence Livermore National Laboratory de California lograron por primera vez una reacción de fusión nuclear con ganancia neta de energía, es decir, que produjeron más energía que la empleada en el proceso.
Fotografía publicada en Twitter por el Departamento de Energía de EE UU que ha anunciado el logro por primera vez una reacción de fusión nuclear, que ha producido más energía que la empleada, sin causar residuos contaminantes. EFE /Lawrence Livermore National Laboratory / U.S. Department of Energy
La subsecretaria de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA, en inglés) Jill Hruby afirmó en la comparecencia ante los medios que haber logrado fusión nuclear con ganancia neta de energía, “es un hito para la ciencia”.
“Alcanzar la ignición en un experimento de fusión controlada es un logro que viene tras 60 años de investigación global de desarrollo, ingeniería y experimentación”, indicó Hruby.
Explicó que para conseguir esta hazaña los científicos dirigieron 192 láseres contra un objetivo del tamaño de una palomita de maíz, en concreto cápsula con deuterón y tritón, a unos 3 millones de grados Celsius.
De esta manera, «simularon de forma breve las condiciones de una estrella y lograron la ignición», apuntó Hruby.
Aún hay obstáculos científicos y tecnológicos
No obstante, la directora del laboratorio de California, Kim Budil, matizó que todavía hay “obstáculos significativos no solo científicos sino tecnológicos” a la hora de tener fines comerciales.
“Esto ha sido solo una cápsula que ha ardido una vez y para obtener energía de fusión comercial se necesitan muchas cápsulas que consigan producir varios eventos de ignición de fusión por minuto”, detalló Budil.
En ese sentido, calculó que se tardarán aún “unas pocas décadas” con un esfuerzo concertado de inversión para poder construir una planta eléctrica que funcione con fusión nuclear.
Por su parte, el viceadministrador de la NNSA para Programas de Defensa, Marvin Adams, recordó que la fusión “es un proceso esencial en las armas nucleares modernas y que tiene potencial para crear energía limpia en abundancia”.
Aseguró que este hallazgo permitirá experimentos de laboratorio que ayudarán a los programas de NNSA de disuasión de armas, “sin pruebas nucleares explosivas”.
Asimismo, subrayó, “sustenta la credibilidad de nuestra disuasión demostrando al mundo un liderazgo en experiencia y en tecnología armamentística relevante”.
Con entrada libre y gratuita te invitamos a participar de este festival a través de una variada propuesta de juegos y variadas actividades científicas divertidas y para todas las edades.
El viernes 3 de noviembre de 19 a 23 h y el sábado 4 de noviembre de 13 a 19 h. llega una nueva edición del Festival del Ingenio al Centro Cultural de la Ciencia – C3 (Godoy Cruz 2270, CABA). Se trata de dos jornadas que invitan a participar de las más variadas propuestas para todo público y para todas las edades con entrada libre y gratuita. El festival estará atravesado por dos grandes ejes: por un lado las charlas y presentaciones participativas que llevarán a cabo invitadas e invitados especiales, y por otro lado las actividades de ingenio en las que se podrá participar libremente.
Dentro de lo más destacado de esta decimocuarta edición habrá charlas sobre inteligencia artificial y variantes de ajedrez; el campeonato mundial de sudoku y acertijos, desarrollado este año en Canadá; historias de humor y ciencia en un show de stand up de Nadia Chiaramoni; juegos de ingenio y matemática, y acertijos con imágenes, entre otras propuestas que contarán con la presentación de Carolina Chavez.
Además en el salón de actividades se podrá experimentar con acertijos, ajedrez, el juego argentino Amazonas explicado por su inventor, el juego Cabeza; juegos 3D; resolución de códigos secretos, laberintos y cubos mágicos y sus variantes. Asimismo contaremos con la visita desde Guatemala de Erick Reyes que va a mostrar juegos y rompecabezas y se podrá aprender el Go y el Othello, resolver juegos de Ingenio y juegos matemáticos. Habrá juegos de magia, se podrán crear figuras con Origami, jugar al Pasapalabra, resolver rompecabezas mecánicos, jugar al Scrabbel, juegos con lápiz y papel, una olimpiada de palabras, talleres de ciencia y otras propuestas didácticas de juegos con divulgación científica.
En un mundo condicionado por la comida, la valorización de los desechos industriales podría ser otro incentivo de rentabilidad para los productores de alimentos. Investigadores estadounidenses evalúan cómo mejorar la seguridad energética y reducir el impacto ambiental, dándole una segunda vida a la basura orgánica.
“La comida es la fuerza más influyente de nuestra vida y nuestro mundo, esencial para nuestras relaciones con la naturaleza y entre nosotros”, escribe la arquitecta Carolyn Steel en el libro Sitopía, de reciente aparición en español. Por esto, la autora llama a “cambiar con urgencia nuestra manera de comer y producir comida, lo cual significa que debemos volver a valorarla”. En ese valorar lo que ingerimos se incluye, sin dudas, prestar atención a su ciclo completo, es decir, integrando los restos. Y no solo las sobras domésticas, sino los residuos del procesamiento industrial de alimentos.
Hay, por ejemplo, desechos derivados de la extracción del mosto del vino, de la malta de la cebada de la cerveza o del procesamiento de la soja que tienen una segunda vida alimenticia, como sustancias de alto poder antioxidante y protector de las células. El bagazo (lo que queda de las uvas tras extraer su jugo), el orujo, el alperujo de las almazaras (tras la fabricación del aceite de oliva) y la okara (o pulpa de soja) son considerados residuos orgánicos que, por sus propiedades, pueden seguir nutriéndonos, en tanto ingredientes de otros alimentos procesados o de suplementos dietéticos.
Varios estudios han encontrado utilidad a otros restos de la industria alimentaria, que podrían convertirse en neumáticos de coches o en biocombustibles. Son los casos de la piel del tomate y las cáscaras de huevo que han probado su eficacia como sustitutos del caucho, sin ir más lejos. También hay vida extra para las cáscaras de patatas, las migas de masa frita, el suero del queso y otras materias de desecho, procedentes del tratamiento industrial de alimentos, que invariablemente terminan en vertederos, y que podrían servir para obtener biogás y electricidad, o fertilizantes orgánicos.
Los residuos orgánicos pueden tener una segunda vida reciclados en suplementos dietéticos o servir para la obtención de biocombustibles. / OpenIDUser2
Así, junto al valioso reciclaje artesanal para obtener compost que ya practican muchas familias, hay científicos que se han propuesto ir un paso más allá, con el objetivo de estimar los mejores usos a gran escala para los residuos orgánicos del procesamiento de alimentos. Con ese fin, ha sido necesario analizar exhaustivamente su contenido y, basándose en esos hallazgos, proponer oportunidades de producción, que tendrán en cuenta su tasación.
Un estudio desarrollado por un equipo de la Universidad del Estado de Ohio (EE.UU.), y publicado recientemente en la revista Science of the Total Environment, propone formas rentables de utilizar restos industriales, que podrían conseguir que reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) resulte tentador también para los industriales del sector de la alimentación.
En el trabajo, las investigadoras anuncian que hay dinero por recuperar y potencial para contribuir en la lucha contra el calentamiento global, al encontrarle una nueva utilidad, a gran escala, a los millones de toneladas de basura que, anualmente, se vierten en las alcantarillas o se acumulan en los vertederos. Para ello, resulta crucial determinar el valor potencial de lo que, normalmente, se echa a perder.
Se trata de desechos que, «de otra manera, no tendrían valor o incluso representarían un drenaje de recursos para una empresa, que tiene que gastar dinero para deshacerse de ellos», explicaba, en la presentación, Katrina Cornish, autora del estudio y profesora de Horticultura y Ciencia de Cultivos e Ingeniería alimentaria, agrícola y biológica en la Universidad Estatal de Ohio (EE UU).
Esta científica de materiales bioemergentes menciona la bioeconomía como una disciplina indispensable para implementar nuevos modelos de negocio, sobre la base de experiencias de éxito en ese sector industrial.
Lo que ‘se echa a perder’
Para este trabajo, se recolectaron un total de 46 muestras de desechos, incluidas 14 de grandes compañías de procesamiento de alimentos de Ohio, y se dividieron en cuatro categorías amplias: vegetales, restos ricos en grasas, lodos industriales y almidón. Caracterizaron las propiedades físicas y químicas del contenido de la muestra y probaron que algunos desechos con almidón demostraban ser buenos candidatos para la fermentación en plantas de acetona química (que se usa en la fabricación de plásticos, fibras y medicamentos, entre otros).
En términos generales, la densidad de energía de un tipo de desecho –basada en el poder calorífico– y la relación carbono-nitrógeno fueron los principales elementos evaluados para determinar su potencial de reutilización. Por ejemplo, los residuos grasos y los minerales pueden transformarse en biogás, a través del proceso de la digestión anaerobia (o biometanización). Por su parte, los remanentes de soja tienen suficiente densidad de energía como para ser utilizados en la producción de biodiesel.
Queda claro, pues, que las sobras vegetales bajas en calorías no son las más apropiadas para la producción de energía, pero sí resultan abundantes fuentes orgánicas de flavonoides, antioxidantes y pigmentos que podrían extraerse y usarse en compuestos con beneficios para la salud.
En cuanto a otros materiales bioemergentes, la autora principal del estudio e investigadora de la Universidad del Estado de Ohio, Beenish Saba, explica a SINC que “existe un amplio margen para el desarrollo de productos de base biológica”, lo que, por supuesto, incluye “el uso de biorresiduos como componentes de materiales y procesos”. Por otro lado, destaca, “la licuefacción termoquímica y la digestión anaeróbica evitan la necesidad de secar los desechos antes de su uso y deben explorarse en este contexto”.
Este trabajo, que está en la línea del objetivo de la Environmental Protection Agency norteamericana de reducir el 50 % el desperdicio de alimentos, en 2030, según la autora, puede dar una de las claves metodológicas para reducir esa pérdida: la “valorización” de los desechos.
Consultada sobre las mejores oportunidades de aprovechamiento a gran escala de este tipo de residuos, Saba sostiene que “la construcción de una biorrefinería para la fermentación o la electrofermentación de desechos para producir compuestos químicos podría representar esa oportunidad”.
Además, acerca de la posibilidad concreta de que las grandes procesadoras de alimentos tengan sistemáticamente en cuenta su huella ecológica y consideren alargar la vida útil de sus materias primas, la científica asegura que ya hay productores industriales que “están comenzando a rastrear datos de su impacto ambiental, en respuesta a los requerimientos del gobierno federal”. Esta es la razón, detalla, por la que desde el ámbito universitario se alberga la esperanza de que algunos de ellos “estén dispuestos a trabajar conjuntamente con los científicos para desarrollar modelos de datos que puedan resultar útiles”.
La científica insiste en que “la valorización de los desechos es importante para rebajar costes de gestión de residuos y, al mismo tiempo, reducir las emisiones de gases vinculadas al vertido o eliminación de los mismos”. De ahí que, en su criterio, “la industria debería apoyar la investigación universitaria para generar datos primarios en el campo de la valorización de los desechos”. Asimismo, añade que el compromiso con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de Naciones Unidas podrían inspirar a las agencias de protección ambiental a desarrollar planes de financiación para la investigación en esta área por parte de institutos de investigación y universidades”.
El cálculo de los nuevos usos
Si bien este estudio es un punto de partida, como reconocen los autores, la idea es que los productores de alimentos encuentren alicientes para considerar la posibilidad de hacer algo con esos productos de desecho que actualmente se tratan como basura.
El maíz ya se está cultivando para ser transformado en biocombustible, acetona y butanol, por lo que este trabajo, apoyado por el departamento de Agricultura del Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura de EE UU, procura identificar otras fuentes de desechos ya disponibles, que también pueden convertirse en productos con nueva vida.
Así lo expone Saba: “Las tecnologías de conversión propuestas requieren energía para operar y también producen otros desechos secundarios, pero el modelo de valorización sienta las bases para renovados análisis del ciclo de vida completo de los alimentos y sus residuos, que ayudarían a cuantificar los beneficios ambientales de la reducción de desechos a gran escala”.
Lo que esperan desde la Universidad, según confiesa Cornish, es que “los productores realmente analicen sus costos y su huella, y vean cuál de estos enfoques podría funcionar para sus desechos, cuál sería el menos lesivo, en términos financieros (y preferiblemente rentable), y el que también minimizará cualquier huella de carbono”. En cuanto a la aportación a la lucha contra el cambio climático, “cualquier residuo que pueda ser valorizado tiene un impacto directo en las emisiones que producen el calentamiento global y en el ecosistema”, subraya.
Beenish Saba apuesta, finalmente, por la amplia comunicación de los avances científicos a los gestores públicos y a la población en general para “crear conciencia” acerca del rendimiento que puede ofrecer la basura.
De la sal al hidrógeno
Otras fuentes de energía podrían provenir incluso de condimentos baratos y comunes, tales como la sal. Los grandes depósitos subterráneos de este compuesto químico podrían servir como tanques de hidrógeno, conducir el calor a las centrales geotérmicas y aportar soluciones al almacenamiento de CO2, según un reciente estudio dirigido por investigadores de Geología Económica de la Universidad de Texas y publicado en la revista Tektonika.
El saber histórico sobre la sal y sus yacimientos podrían desempeñar, además, otros papeles relevantes en la transición energética hacia fuentes más limpias: “Vemos potencial en la aplicación de los conocimientos y datos obtenidos durante muchas décadas de investigación, exploración de hidrocarburos y minería en cuencas salinas a las tecnologías de transición energética”, afirma el autor principal Oliver Duffy.
El investigador sostiene, asimismo, que “una comprensión más profunda de cómo se comporta la sal contribuirá a optimizar el diseño, reducir el riesgo y mejorar la eficiencia de una serie de tecnologías de transición energética”.
En efecto, la sal influye en la formación de las capas subterráneas de la Tierra. Las fuerzas geológicas la exprimen con facilidad para formar depósitos complejos y masivos y estas estructuras ofrecen una “serie de oportunidades para el desarrollo energético y la gestión de emisiones», según Lorena Moscardelli, coautora del estudio.
Los depósitos de sal pueden albergar cavernas para el almacenamiento de hidrógeno (izquierda) y ayudar a canalizar el calor para la energía geotérmica (derecha). La geología cercana a las formaciones salinas (centro izquierda) puede aprovecharse para el almacenamiento permanente de carbono. / The University of Texas at Austin / Jackson School of Geosciences
Acerca de la posibilidad de almacenar gases o líquidos en el subsuelo, ya hay certezas sobre el comportamiento de las cúpulas de sal como contenedores de probada eficacia, utilizados por las refinerías de petróleo y la industria petroquímica. Según el documento, estas formaciones salinas también podrían aprovecharse como depósitos de hidrógeno destinado a la producción de energía. Es más, la roca porosa que las rodea podría destinarse al almacenamiento permanente de emisiones de CO2.
Finalmente, el trabajo también aborda la forma en que la sal puede contribuir a la adopción de la tecnología geotérmica de nueva generación. Aunque el sector está aún en sus primeras fases, los investigadores muestran cómo puede aprovecharse la capacidad de la sal para conducir fácilmente el calor de las rocas subyacentes más calientes para producir energía geotérmica.
Por SINC.
