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Bajan costos en biorreactores de algas

 
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01 de junio de 2015

Medellín, jun. 01 de 2015 – Agencia de Noticias UN- A través del uso de modelos matemáticos se han reducido en un 60 % los costos en la etapa de agitación de los fotobiorreactores de microalgas.

El avance, realizado por el Grupo de Automática de la U.N. (Gaunal), fue expuesto en la Facultad de Minas durante el seminario que se adelantó en la Sede Medellín, en la línea de Matemáticas Avanzada para el Control y los Sistemas Dinámicos. En dicho encuentro se afirmó que el logro del grupo aportaría al desarrollo de un método de generación de energía alternativa.

“Con maíz y caña de azúcar hoy se produce biomasa para combustibles; pero se considera que las microlagas pueden ser más eficientes, pues absorben una mayor cantidad de luz solar y capturan de mejor manera el CO2. Sin embargo, se trata de tecnologías no viables desde el punto de vista económico”, destaca el director del grupo, Jairo José Espinosa Oviedo. Continue reading Bajan costos en biorreactores de algas

Lagos del Amazonas emiten gases de efecto invernadero

 
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El IRD de Francia y la UN desarrollaron una iniciativa sobre la cuenca amazónica para estudiar la cuantificación en los lagos de Yahuarcaca, en inmediaciones de Leticia (Amazonas).
El IRD de Francia y la UN desarrollaron una iniciativa sobre la cuenca amazónica para estudiar la cuantificación en los lagos de Yahuarcaca, en inmediaciones de Leticia (Amazonas).

14 de Agosto de 2012

Expertos de la UN encontraron, por primera vez, emisiones de dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4) en los lagos de Yahuarcaca en el Amazonas.

Según los tradicionales modelos globales del ciclo del carbono, propuestos por el Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC), los ríos son los principales ecosistemas acuáticos que actúan como drenajes naturales del elemento químico (en sus formas orgánica e inorgánica) al llevarlo desde los continentes hasta los océanos.

Sin embargo, diversos estudios han mostrado que los lagos, ciénagas, represas y zonas inundadas también podrían almacenar y liberar gran cantidad de carbono en sus formas de CO2 (dióxido de carbono) y CH4 (metano), pero, por el momento, estos cuerpos de agua no son considerados dentro de los balances propuesto por el IPCC.

“Teniendo en cuenta que estos modelos subestiman el aporte de CO2 y CH4 en ecosistemas acuáticos diferentes a los ríos, se buscó aportar información adicional para contribuir a los esfuerzos internacionales para cuantificar sus emisiones en zonas húmedas tropicales”, dice el profesor Juan Gabriel León, doctor en Dominio de las Ciencias de la Tierra y el Medioambiente y profesor de la UN en Palmira.

Toma de muestras

Por esta razón, el Institut de Recherche pour le Développement (IRD) de Francia y la UN desarrollaron una iniciativa sobre la cuenca amazónica que se centró en efectuar dicha cuantificación en los lagos de Yahuarcaca, en inmediaciones de Leticia (Amazonas).

En la actualidad, según los investigadores, estos son alimentados por el arroyo del mismo nombre, que no representa más del 10% de las aguas que ingresan al sistema, las cuales dependen del régimen de precipitación local. El aumento del nivel del río Amazonas inunda todo el sistema lagunar durante casi cuatro meses al año.

Según Dora Martín, magíster en Estudios Amazónicos de la UN: “esta dinámica les confiere a los lagos una característica esencial, que tiene que ver con la enorme variación del nivel del agua con respecto al régimen hidrológico propio del cauce principal, es decir, una gran importancia ambiental por almacenar el agua”.

Así, cada quince días, en estos cuerpos de agua se tomaron las muestras para cuantificar las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).

“En cada punto se escogieron zonas de máxima profundidad para medir también características físicas y químicas, así como los GEI disueltos en el agua y los flujos. Igualmente, en la zona litoral de los reservorios donde la profundidad es inferior a 10 metros, hicimos el mismo trabajo adicionando la cuantificación de los GEI que salen por ebullición”, afirma el profesor León, director de la investigación.

Sí hay emisión

Si el IPCC no tiene en cuenta estos cuerpos de agua continental para la medición de los GEI porque la hipótesis es que estos lugares no los expiden, la investigación comprobó que los lagos de Yahuarcaca sí contribuyen de manera significativa a su emisión.

“En todas las estaciones, la evolución de concentraciones de CO2 y de CH4 es la misma y se comporta de la misma manera: en aguas altas estos gases se acumulan en el fondo de la columna de agua en cantidades considerables”, explica el profesor León.

En contraste, en épocas de poca agua, como en sequía, se halló que las concentraciones de oxígeno son más elevadas y las de CO2 más débiles. Esto, según el profesor Frederic Guerin, investigador del IRD en Francia, “puede resultar de un aporte mínimo de materia orgánica que viene de la cuenca, lo que limita la respiración del sistema acuático”.

Así, el experto afirma que los lagos estudiados liberan considerables cantidades de GEI, pues su zona de inundación expide entre 13 y 370 milimoles por metro cuadrado por día de CH4 y de CO2, así como 38 de CH4 por ebullición, que constituyen el 75% de los flujos de metano hacia la atmósfera.

Esta información ayudará a caracterizar mejor los ecosistemas que también contribuyen a las emisiones, los cuales, por lo general, son achacados solo a la actividad humana. Así, se tendrá un panorama real del papel que cumple la naturaleza en el calentamiento global, un fenómeno que, según esta clase de investigaciones científicas, es más normal de lo que se pensaba.

Créditos: agenciadenoticias.unal.edu.co

La acidificación en los océanos modificará los ecosistemas submarinos

 
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Pruebas de bióxido de carbono y acidificación en los océanos.
Pruebas de bióxido de carbono y acidificación en los océanos.

12 de junio de 2011

• Sólo sobrevivirán los organismos que se adapten, advirtió Rosa María Prol Ledesma, del IGf

La presencia de bióxido de carbono (CO2) en los océanos va en aumento; el pH diminuye y la acidificación modificará los ecosistemas submarinos, y sólo sobrevivirán los organismos que se adapten, como los que no tienen concha. Otros, como almejas, caracoles, erizos o corales podrían no acostumbrarse, advirtió Rosa María Prol Ledesma, investigadora del Instituto de Geofísica (IGf).

Al participar en la mesa Geofísica y Biología de las Ventilas Hidrotermales, organizada en el Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICMyL), refirió que éstas son salidas en el fondo oceánico de sistemas convectivos, donde se registra agua de mar que se calienta, interacciona con las rocas y sale a diferentes temperaturas, desde 20 ó 50 grados, hasta más de 400.

Existen someras o costeras, de temperaturas menores; otras son profundas. También hay cold seeps o emanaciones frías donde, junto con el agua, emana una gran cantidad de gas natural, metano y otros compuestos.

Casi 90 por ciento del gas es bióxido de carbono, explicó la experta. También metano, ácido sulfhídrico, hidrógeno y helio. A eso se suma que una gran cantidad del CO2 atmosférico, casi 30 por ciento, se disuelve en el océano.

En algunos sitios estudiados, dijo Prol Ledesma, integrante del Departamento de Recursos Naturales del IGf, hay agua de mar muy caliente, pero no es pura, tiene una gran cantidad de metales: hierro, plomo, zinc, en algunos casos oro, sulfuros, y componentes de origen magmático. Otras ventilas arrojan agua “limpia”, es decir, sin sal, porque entra en ebullición (se produce vapor que no lleva nada disuelto).

También, refirió que las ventilas sostienen comunidades muy diversas porque en ellas hay presencia de nutrientes.

Por su parte, Guadalupe Cordero, del Departamento de Ciencias Espaciales del Instituto de Geofísica, habló del caso del satélite de Júpiter llamado Europa, donde comenzaron las observaciones desde Tierra en los años 60; entonces, se percataron que su superficie era de hielo de agua. Para 1977, ya se tenían algunos modelos de su interior y se mencionaba que podría haber agua líquida debajo de esa capa helada.

La vida, como la conocemos, necesita de tres elementos: agua líquida, compuestos orgánicos y una fuente de energía, todos ellos presentes en Europa, sostuvo Cordero.

Con datos obtenidos por la misión Galileo, se empezaron a hacer modelos más finos del interior de ese satélite: para determinar qué es lo que había debajo de la corteza de hielo, los geólogos comenzaron a fijarse en las estructuras externas, como los cráteres de impacto, más someros que otros.

“Esto indica que la onda de choque que forma este tipo de estructuras se encontró con una capa muy poco viscosa, lo que refiere que puede haber agua líquida allá abajo, pero también una especie de hielo tibio (lodoso)”.

Luego, se encontraron estructuras llamadas lentículas que son hoyos o domos, en forma más o menos elíptica que tienen un diámetro o longitud de entre siete y 15 kilómetros. También, se halló criovulcanismo, donde la lava no es de silicato, sino de hielo; eso revela que este material fue fluido en algún momento, que salió del interior, e indica que en el interior hay cierta cantidad de calor y, abajo, magma de agua.

En el sistema solar se reconocen cinco fuentes de energía, pero en los satélites de los planetas exteriores sólo actúan dos: decaimiento por elementos radioactivos y las fuerzas de mareas –en este caso, la que ejerce Júpiter sobre sus satélites, entre ellos Io y Europa – que producen fracturas a partir de las que se forman las crestas que caracterizan a esta última “luna”.

La observación importante que aclaró lo que había dentro de Europa fue el estudio del campo magnético. La nave Galileo notó al pasar cerca que ese campo no es intrínseco del satélite, sino que variaba con el de Júpiter, es decir, era magnético inducido, para lo que se requiere un conductor: agua salada, presente debajo de la corteza.

Después de observar que no sólo Europa tenía un océano de agua, sino Ganímedes y Calisto, se trató de ver cómo es y caracterizarla. Así nació la oceanografía planetaria, relató Guadalupe Cordero.

Ahora, se prueba un instrumento que pueda ser llevado para atravesar la corteza de hielo y ver que hay debajo; se espera encontrar ventilas hidrotermales, dijo.

Hasta ahora, hay más preguntas que respuestas sobre Europa, como determinar los parámetros físicos de las plumas hidrotermales y si éstas son consistentes con la formación de las regiones caóticas que se registran (hielo que parece que se rompió y se movió).

Además, si existe una circulación horizontal en gran escala, el efecto de la topografía del fondo oceánico y cómo es la interacción de las rocas con el fluido, entre otras.

Las ventilas hidrotermales son importantes porque pueden producir agua al estado líquido, funden hielo y producen su ascenso desde acuíferos profundos; pueden crear un ambiente donde exista mezcla de fluidos, desequilibrio químico y nutrientes favorables a la síntesis de compuestos orgánicos, además de la cristalización a bajas temperaturas de carbonatos y silicatos que pueden fosilizar y preservar organismos microbianos. En Europa, “los sistemas hidrotermales podrían ser más de los que existen en la Tierra”.

Por último, Cordero mencionó que la NASA tiene un proyecto que consta de una misión con dos orbitadores, uno alrededor de esa luna de Júpiter, y otro en torno a Ganímedes, para caracterizar el océano debajo de las cortezas de hielo.
Créditos: UNAM-DGCS-347-2011/unam.mx

Las altas concentraciones de CO2 incrementan temperatura del planeta

 
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Ligia Pérez Cruz, del Instituto de Geofísica de la UNAM.
Ligia Pérez Cruz, del Instituto de Geofísica de la UNAM.

6 de febrero de 2011

• Los niveles registrados en la Tierra se han dado en otros periodos geológicos, expuso Ligia Pérez Cruz, especialista del Instituto de Geofísica de la UNAM
• A través de la observación de las concentraciones se ha determinado cuáles periodos han tenido un clima más cálido o han sido más fríos

Al aumentar las concentraciones de dióxido de carbono (CO2), sea por actividad volcánica o quema de combustibles fósiles, la temperatura del planeta se incrementa. Por ello, se conoce que la temperatura registrada actualmente en la Tierra era semejante a la del Cretácico y quizá a la de otros periodos, expuso Ligia Pérez Cruz, del Instituto de Geofísica (IGf) de la UNAM.

La especialista aclaró que la medición de esas concentraciones ha podido determinar cuáles periodos geológicos han tenido un clima más cálido o más frío. Además, expuso que el CO2 es secuestrado por el océano, lo que provoca un efecto termorregulador.

Al impartir la ponencia Las mil y una láminas: archivo de la historia del clima, detalló “que enfrentamos una situación en la que hay tanto dióxido de carbono que provoca el incremento en la producción de ácido carbónico, lo que impacta en el desajuste del pH de las aguas y, en consecuencia, afecta a los organismos marinos, principalmente los corales.

“En la actualidad, si queremos un registro del clima, se utilizan diversas herramientas tecnológicas, como las estaciones meteorológicas o instrumentos electrónicos”.

Las estaciones tienen integradas una serie de aparatos que miden la intensidad de la lluvia, dirección del viento, intensidad, temperatura del aire, humedad relativa y radiación solar absoluta y neta, parámetros que determinan el tiempo y el clima en todo el mundo, explicó.

“Se tiene conocimiento y registros de los cambios de temperatura desde1850, año en que se contó con los instrumentos para estas mediciones, pero se sabe del clima del pasado debido a la paleoclimatología”.

Los especialista dijo que ella y sus colegas estudian registros que permiten entender cómo ha evolucionado y cambiado el clima. La paleoclimatología reconstruye cómo era el ambiente “y en esto trabajamos oceanógrafos, paleoceanógrafos y paleoclimatólogos”.

Los registros naturales depositados en la Tierra se dividen por su resolución temporal y por la información proporcionan. Están los episódicos, que se ubican en glaciares o el suelo, y los continuos, que se localizan desde en las cuencas marinas y hielos, hasta en los árboles, comentó en el auditorio Tlayolotl del IGf.

Estos registros se estudian con métodos geoquímicos y biológicos para obtener información de la atmósfera y la concentración de gases efecto invernadero en determinado periodo.

Los más estudiados en esta área son los núcleos de hielo, muestras que se toman mediante perforaciones o tubos cilíndricos de agua congelada para ser analizados a detalle. Si presentan una lámina clara y otra oscura, corresponde al tiempo de formación de un año. “La resolución que obtendremos tras analizarlas será anual”.

Al respecto, informó que un grupo de especialista del IGf trabaja en el Golfo de California y analiza registros de sedimentos laminados que posibiliten los estudios paleoclimáticos.

“Vemos los registros o archivos naturales de alta resolución, es decir, sedimentos laminados que nos ayuden a entender el tiempo y clima”, concluyó.
Créditos: UNAM-DGCS-0076-2011/unam.mx

El exceso de CO2 acidifica los océanos, dañando arrecifes, fitoplancton y animales con concha

 
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Las aguas ácidas afectan a los arrefices de coral, que padecen blanqueamiento por estrés, derivado del aumento de la temperatura o de la acidez oceánica.
Las aguas ácidas afectan a los arrefices de coral, que padecen blanqueamiento por estrés, derivado del aumento de la temperatura o de la acidez oceánica.

8 de junio de 2010

• Los mares absorben, en promedio, 22 millones de toneladas de dióxido de carbono producido por el ser humano, alertó Rosa María Prol, del Instituto de Geofísica de la UNAM
• Esas altas concentraciones provocan un descenso del nivel de acidez en el agua, y una menor disponibilidad de carbonato

Las altas concentraciones de dióxido de carbono (CO2) en el planeta no solamente afectan a la atmósfera y generan el calentamiento global. También producen graves daños en los océanos, cuyas aguas se vuelven ácidas por el exceso de ese contaminante.

Ese cambio en el nivel de acidez (o pH) del agua marina produce una menor disponibilidad de calcita, aragonita y otros carbonatos con los que se forman los arrecifes, los esqueletos y las conchas de muchas especies marinas, afirmó Rosa María Prol Ledesma, investigadora del Instituto de Geofísica (IGf) de la UNAM.

En la conferencia “La acidificación del océano”, celebrada en el auditorio Tlayolotl del IGf, la doctora en física de la Tierra señaló que los mares absorben en promedio 22 millones de toneladas de CO2 producido por el ser humano.

“Al disolverse el CO2 en los océanos, éstos se vuelven ácidos, ocasionando un cambio químico que disminuye la cantidad de carbonato de calcio, con el que se forma el fitoplancton calcáreo, fundamental en la cadena alimentaria”, destacó.

La especialista del Departamento de Recursos Naturales del IGf, añadió que la acidificación oceánica produce que especies como los pterópodos –una familia de moluscos pequeños que forman extensiones laminares y pequeñas conchas– tengan deficiencias en sus defensas y disminución de la función metabólica.

Las aguas ácidas también afectan gravemente a los arrefices de coral, que padecen el blanqueamiento por estrés, derivado del aumento de la temperatura o de la acidez oceánica.

“En México se ubica la segunda zona de arrecifes de coral más grande del mundo, detrás de la de Australia, así que el daño a nuestra biodiversidad es especialmente notable”, abundó Prol.

Otros afectados son los peces y mariscos de diversas especies, muchos de ellos de valor comercial, y fundamentales en pesquerías.

Mares 30 por ciento más ácidos

De acuerdo con datos de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN), los océanos absorben el 25 por ciento del CO2 que se emite cada año en el planeta, y producen la mitad del oxígeno que se respira.
Según la Guía de acidificación de los océanos, realizada por ese organismo, la acidez de las aguas marinas se ha incrementado un 30 por ciento desde el inicio de la industrialización, hace 250 años.
La predicción de la UICN indica que si los niveles de CO2 en la atmósfera siguen subiendo, la acidez del agua del mar puede aumentar 120 por ciento de aquí a 2060, lo que significa un incremento mayor al experimentado en los últimos 21 millones de años.

En 2100, el 70 por ciento de los corales de agua fría pueden verse expuestos a aguas corrosivas.
La UICN destacó que, dado el desfase entre las emisiones de CO2 y una situación de equilibrio, podrían pasar decenas de miles de años antes de que se restablezcan las propiedades del océano, y aún más tiempo para alcanzar una recuperación biológica completa.
Para ello, los expertos exigen reducciones inmediatas y sustantivas de las emisiones y la aplicación de tecnologías capaces de eliminar activamente el CO2.
“La única forma de detener la acidificación oceánica es suspendiendo las emisiones de contaminantes, causados fundamentalmente por los automóviles y las industrias”, advirtió Rosa María Prol.

La investigadora universitaria, que en agosto próximo realizará una campaña de investigación en aguas de la parte norte del Golfo de California, tomará muestras de varias especies marinas que han sobrevivido a la acidificación oceánica.

“Existe un tipo de acidificación natural, que ocurre cerca de las ventilas hidrotermales, de donde sale CO2. Pero es un fenómeno natural que ha ocurrido gradualmente durante miles de años, que algunos corales han podido resistir”, señaló.

Con su estudio, Rosa María Prol comparará la sobrevivencia de esas especies con la situación que se vive por la contaminación antropogénica.
Créditos: UNAM. DGCS -342/unam.mx