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Nanotecnologia y efecto invernadero (1)
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Nanotecnologia y efecto invernadero (1)

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  • 1. NANOTECNOLOGIA Y EL EFECTO INVERNADERO AGUAYO QUISIGUINA STEEVEN MANUEL LLIGUICOTA RIVERA OSCAR DANIEL VALVERDE BURNEO DAVID ENRIQUE VALVERDE OCHOA KEVIN XAVIER TORRES VILLACRESES MEDARDO ANGEL
  • 2. INTRODUCCIONEl efecto invernadero es un fenómeno natural que ha desarrollado nuestroplaneta para permitir que exista la vida y se llama así precisamente porquela Tierra funciona como un verdadero invernadero.¿Como los invernaderos que se usan para ayudar a crecer a las plantas?¡Tal cual!El planeta está cubierto por una capa de gases llamada atmósfera. Estacapa permite la entrada de algunos rayos solares que calientan la Tierra.Esta, al calentarse, también emite calor pero esta vez la atmósfera impideque se escape todo hacia el espacio y lo devuelve a la superficie terrestre.Este mecanismo (que no es nada simple) permite que el planeta tenga unatemperatura aceptable para el desarrollo de la vida tal como la conocemos.¿Esto quiere decir que sin el efecto invernadero no podríamos vivir? Muyprobablemente.Pero tu escuchaste que el efecto invernadero era un problema ambiental...¿que hay de malo en todo esto?
  • 3. EL PROBLEMAEl efecto invernadero no tiene nada de malo... lo que pasa es que elhombre ha logrado que este mecanismo natural de la Tierra se estéconvirtiendo en un problema. ¡Y muy serio!¿Cómo es eso?Como ya dijimos hay algunos gases en la atmósfera que evitan que elcalor de la tierra se escape hacia el espacio y esto hace posible que latemperatura de nuestro planeta no sea demasiado baja... por que nosmoriríamos de frío.Estos gases se llaman termoactivos o Gases de Efecto Invernadero (GEI).Los más importantes son... el Dióxido de Carbono (CO2), el Metano (CH4),los Óxidos de Nitrógeno (NOx), el Vapor de agua, el Ozono (O3) y losClorofluorocarbonos (CFCs). Como puedes ver los CFC son negativostanto para la capa de ozono como para el cambio climático.El hombre ha ido aumentando progresivamente la cantidad de esos gasesen la atmósfera lo que provocaría un paulatino cambio en el clima mundial.Por eso es que los científicos, que estudian mucho lo que está pasandocon nuestro planeta, prefieren llamarlo cambio climático en vez de efectoinvernadero. Así pues, efecto invernadero es un fenómeno natural, cambioclimático es un problema ambiental.Piensa en cuantas cosas dependen del clima... las personas, los animales,las selvas, los cultivos... ¡Sería un verdadero desastre!
  • 4. CONSECUENCIASEs muy difícil saber que pasará exactamente en el planeta si seguimosemitiendo grandes cantidades de GEI.Hay personas que creen que no pasará nada porque la naturalezacorregirá este error humano. Pero cada vez son menos los que creen esto.¡Nosotros no creemos esto! Hoy la mayoría de los científicos está deacuerdo en que el cambio climático es un problema real y que, si nohacemos algo para evitarlo, empezaremos a sufrir las consecuencias tardeo temprano. Algunas podríamos estar sintiéndolas ya...Pero... ¿qué consecuencias son esas? Acá te explicamos algunas de lasmás importantes y presta atención porque la cosa es muy seria.Por empezar, como consecuencia de la elevación de la temperaturamundial, los reservorios de agua dulce en estado sólido (polos y nieveseternas) se comenzarían a derretir. Si esto pasa, no sólo perderemosecosistemas muy valiosos para la humanidad y reservas de agua quepueden ser cruciales en el futuro, sino que también comenzaremos a sufrirla siguiente consecuencia del cambio climático......la elevación del nivel del mar. Ocurre que el hielo que se va a derretir seextenderá sobre todos los océanos y mares del planeta. A esto debemossumar que la temperatura del mar aumentará, provocando que se expanday crezca en volumen.Y tu pensarás qué tiene de grave esto... bueno, si piensas en la grancantidad de ciudades que se encuentran sobre las costas de loscontinentes te darás cuenta de que muchas de ellas se inundarán y sushabitantes deberán encontrar nuevos lugares para vivir.
  • 5. Pero las inundaciones no se limitarán a las costas, también las habrá enotros sectores porque los científicos predicen que en ciertos lugares delplaneta el cambio climático se manifestará aumentando la cantidad delluvias. En otros, en contraste, lloverá cada vez menos, lo que llevará asequías más frecuentes.Otra de las consecuencias del cambio climático será de extinción demuchas especies y ecosistemas. Ocurre que, como vos ya sabes, lasespecies se encuentran íntimamente relacionadas con su entorno y uncambio en el clima local hará que algunos animales se trasladen a nuevosecosistemas para intentar sobrevivir. Algunos lo lograrán yotros no...Existen innumerables especies que no podrán moverse aambientes más adecuados a sus necesidades y tal vez no logrensobrevivir en donde están. Imagínate ya que las plantas no puedentrasladarse y, suponiendo que sus semillas lleguen lejos, siempre seránmenores las chances de sobrevivir. Pero también están los insectos, losmamíferos inferiores, muchos reptiles, algunas aves...Y todo esto va a afectar al hombre. Sabes que nosotros dependemos delambiente por lo que si nuestro planeta se ve tan degradado, nosotrossufriremos las consecuencias. Los países predicen hambre yenfermedades y no es ilógico pensar que eso pase porque con tantainundación, sequía, extinción, etc. no va a haber mucho margen para loscultivos y la ganadería. ¿No es cierto?Bueno, como verás, cuando decíamos que la cosa era seria no estábamosexagerando. Por eso es que tenemos que tomar este problema con mucha
  • 6. responsabilidad y adoptar medidas en forma inmediata para que lasituación no llegue nunca a los extremos que los científicos prevén.Así que toma nota que acá te vamos a dar algunas ideas para que tucontribuyas a solucionar el problema del cambio climático. Entre todospodemos lograr proteger nuestro ambiente de los GEI.¿Qué podemos hacer?Son muchas las cosas que como EcoPibes podemos hacer. En el mundohay muchos millones de niños y jóvenes. Imagínate que pasaría si tan sóloun pequeño porcentaje de ellos hace algo para evitar el cambio climático...Seguramente nunca llegaríamos a ver los desastres ambientales ysociales de los que hablábamos recién ¡Sería buenísimo!Así que toma nota y manos a la obra...Nuestra primera misión como EcoPibes es hablar con nuestros amigossobre el cambio climático y su importancia. Tal vez logres que algunos deellos nos ayuden a combatir a los famosos Gases de Efecto Invernadero(GEI).Muy importante es que hables con tu maestra para pedirle que les enseñemás sobre el cambio climático. Tal vez hasta puedas proponerte paraayudarla a preparar la clase. Si tomas con responsabilidad tu tarea deasistente, no sólo estarás demostrando ser un ambientalista con todas lasletras, sino que además lograrás impresionar a tu maestra y amigos.Pídele a tus papás que usen menos el auto. A veces la gente grande semal acostumbra y camina cada vez menos. Así que, si los paseos soncortitos, opta por la caminata: hace bien para la salud y ayuda a evitar losGEI
  • 7. Si tus papás trabajan lejos de casa proponles que vayan en subte (si hay en tu ciudad) o colectivo. Estos últimos contaminan más que los autos pero llevan a mucha más gente. ¡¡¡Piensa que es preferible 30 personas en un colectivo que 30 autos con una persona cada uno!!! Si tienes bicicleta... ¡úsala! No sólo te ayuda a hacer deporte y estar más sano sino que además evitas usar otros medios de transporte que consumen nafta (que se obtiene del petróleo) y liberan a la atmósfera grandes cantidades de dióxido de carbono (además de otros contaminantes súper peligrosos).Deforestación, actividad industrial, extracción de productos como petróleo ycarbón, consumo de energía, uso de aerosoles y generación de desechos, sonsolo algunas de las formas de producción de gases de efecto invernadero.Contribuir a la reducción de estas emisiones provenientes en gran medida de laactividad petrolera, es una de las tareas emprendidas este año por el Laboratoriode Física de la Materia Condensada del Instituto de Investigaciones Científicas(IVIC).Nano es la escala de lo diminuto: una partícula de un nanómetro (nm) mide lamillonésima parte de un milímetro; en números: 0,000000001 metros.“Buscamos emplear nanopartículas de sales de metales, por ejemplo nitratos dehierro o níquel, o cobalto, como catalizadores en procesos petroleros en los quese generan gases invernaderoLa investigación, a cargo de la investigadora Sarah Briceño, propone utilizarpartículas sólo son visibles a través de equipos de alta tecnología, denominadasnanopartículas, como catalizadores en la refinación del petróleo. La idea de
  • 8. emplear estas sustancias es disminuir la generación de gases de efectoinvernadero durante dicho proceso.Los catalizadores son sustancias capaces de acelerar o retrasar la velocidad delas reacciones químicas, sin alterar las propiedades de los elementosinvolucrados. Por lo general, los catalizadores son comprados en el exterior paraser usados en la industria petrolera nacional y extraer los derivados del crudo.Así como reza el dicho “los mejores perfumes vienen en frascos pequeños”, lasnanopartículas siendo diminutas, ofrecen una acción catalítica más eficiente conrespecto a otras de mayor tamaño. Para obtener partículas tan pequeñas en ellaboratorio, Briceño y un grupo de investigadores y estudiantes doctoralesprocesan nanopartículas a partir de sales de metales a diferentes temperaturas.“Usamos varios métodos de preparación de las nanopartículas, porque queremosoptimizar el proceso y ver cuál es la forma más eficaz” afirmó la experta.Reducir hasta en 50% la emisión de óxidos de nitrógeno y metano, dos de losgases más contaminantes que resultan de la refinación del petróleo, es una de lasmetas del proyecto que espera entregar resultados en 2013.Durante el primer año de ejecución, se realizaron las compras de los materialesnecesarios para el desarrollo de la investigación. Además, se han hecho pruebaspara medir las propiedades de las nanopartículas con los diferentes métodos depreparación.
  • 9. “Apostar a este proyecto es apostar a nuestro futuro, y a la posibilidad deminimizar la cantidad de gases que se arrojan al ambiente” señaló Briceño,tomando en cuenta que Venezuela aporta alrededor de 0,4% de la cantidad totalde gases de efecto invernadero en el mundo. Pese a ese impacto, las nacionesmás contaminantes son Estados Unidos, China e India, según los datos deldepartamento de Energía de Estados Unidos.Los resultados finales del estudio podrán ser aprovechados por la industriapetrolera para minimizar el impacto sobre el ambiente que originan el uso de loscatalizadores convencionales, a la vez que se estimula la fabricación de materialesen territorio nacional. “Estamos en la capacidad de producir nuestros catalizadoresy lograr la independencia tecnológica”.En fase experimental, “observamos con microscopios de alta resolución el barridoy comportamiento, la reacción química, de las nanopartículas de sales de metalesy elementos surfactantes (que influyen en la superficie de contacto entresustancias) involucradas en esos procesos”.La nanotecnología “ofrece oportunidad de generar nuevos materiales y procesos,y en el campo de la energía hay un gran potencial para mejorar la eficiencia de lascélulas fotovoltaicas que conforman los paneles solares.El experto opina que “a los grandes productores de petróleo, empresas o países,no les conviene necesariamente el desarrollo de procesos y materiales de lananotecnología, al apuntar esta al uso mayor y más efectivo de la energía solar”.
  • 10. “Digamos que va en sentido contrario al negocio toda tecnología que reduzca laemisión de gases de efecto invernadero, porque mermaría la demanda de petróleocon el incremento del uso de la energía solar.Año tras año la actividad humana continúa incrementando las emisiones de gasesde efecto invernadero, agravando así la preocupante situación generada por elprogresivo aumento de las temperaturas del planeta (0.74 °C en los últimos 100años). Los efectos delcalentamiento global son ya inequívocos y parcialmenteirremisibles, sin embargo está en nuestras manos intentar mitigarlos.Tras el exiguo acuerdo de mínimos alcanzado en la reciente cumbre sobre elcambio climático desarrollada en Copenague, se hace imprescindible alcanzar unconsenso global sobre cómo afrontar el cambio climático y frenar la reducciónglobal de las emisiones de CO2, así como avanzar en la búsqueda de nuevassoluciones con las que enfrentar el problema.En este marco, la nanotecnología puede ser una de las claves que ayuden a paliaresta situación.En la actualidad existen dos métodos mediante los que la nanotecnologíapretende reducir las emisiones contaminantes. Estos son la catálisis ylas membranas nanoestructuradas.- Mediante la catálisis, método que ya ha comenzado a implementarse, se puedenaceleran las reacciones químicas con las que transformar los gases altamentecontaminantes en otros menos dañinos. Mediante el uso de nanopartículas, lananotecnología permite mejorar los procesos de catálisis, así como abaratar suscostes. Al aumentar la superficie con la que las nanopartículas reaccionan con losdiferentes compuestos químicos, el proceso resulta más efectivo. Como ejemplo,
  • 11. el grupo de investigación de Toyota Central R&D liderado por Anil K. Sinha haconseguido reducir la presencia de compuestos orgánicos volatiles (VOC ) en elaire mediante el uso de nanopartículas de oro embebidas en una matriz de óxidode manganeso poroso. Asimismo, la compañia CO2Sollution está desarrollandouna encimaque permite transformar el dioxido de carbono en bicarbonato. Estemétodo ya se ha implementado en diversas plantas piloto, aumentandoconsiderablemente su efectividadfrente a otros métodos.- En el caso de las membranas nanoestructuradas, se pretende filtrar el dióxido decarbono emitido por las plantas industriales. En la actualidad, el consorcioeuropeoNANOGLOWA trabaja en el desarrollo de diferentes tipos de membrabasnanoestructuradas, gran parte de ellas basadas en el uso de nanotubos decarbono. Las investigaciones apuntan a que estos sistemas podríanimplementarse en los puntos de emisión a un coste más reducido que el asociadoa los procesos de catálisis. Este proyecto se desarrollará y probará durante lospróximos 5 años. Científicos de la Universidad de Queensland en Australiatambién tratan de desarrollar una membraba basada en nanotubos de carbonocapaz de filtrar el dioxido de carbono de las emisiones contaminantes. Según estegrupo de científicos, en 10 o 15 años podrá disponerse de un dispositivo a escalaindustrial.- Otras propuestas más utópicas se centran en la "re-carbonización", procesomediante el que se pretende transformar el exceso de CO 2 presente en lasemisiones contaminantes, en nanotubos de carbono con los que, entre otrosmucho dispositivos, podrían fabricarse membranas nanoestructuradas con las quefiltrar el CO2. Además el exceso de nanotubos de carbono es fácil de almacenar,sin entrañar excesivos riesgos.
  • 12. En todo este proceso de lucha contra el cambio climático, es imprescindible elapoyo y acuerdo entre los diferentes gobiernos, así como la reducción en loscostes de producción e implementación de estos sistemas en las plantasindustriales. Algunas compañías ya se dedican al desarrollo de esta empresa,como NanoStellar , CO2Solution o Nanoglowa .Existe un estudio donde se demostro que:Las Fusion APUs de AMD pueden reducir la huella de carbono hasta un 40% encomparación con previas generaciones de producto. AMD anunció que su APU E-350 ha demostrado una reducción en la “huella de carbono" en comparación conantiguas generaciones con procesadores AMD Athlon Neo II con doble núcleo yprocesadores gráficos ATI Mobility Radeon HD 5430.Los beneficios medioambientales fueron demostrados por el reciente estudio de lahuella de carbono que examinó la producción y uso de la nueva APU y encontróuna reducción de hasta un 40 por ciento de las emisiones totales de carbonodurante la vida de la APU.1Este estudio calculó la emisión total de gases de efecto invernadero, o huella decarbono, de los sistemas de fabricación de silicio a través de las fases de uso delciclo de vida del producto. Los resultados mostraron que el sistema de referenciade la Fusion APU de AMD genera 40,2 Kg de CO2e de gases invernaderos acomparación de 67,4 Kg que generaban generaciones previas de producto –unareducción del 40,3% en el total de emisiones de gases invernaderos asociadascon el producto APU a lo largo de su vida útil estimada.
  • 13. Si bien el estudio mostró una reducción en la huella de carbono en la fase defabricación, los beneficios más grandes para la APU se reflejan en el menorconsumo de energía durante la utilización del producto.“El compromiso de AMD para reducir el impacto sobre el medio ambiente formaparte de nuestras operaciones, nuestro comportamiento y los productos queelaboramos", expresó Nigel Dessau, CEO de AMD. “Fusion APUs de AMD son unejemplo de cómo los intereses de negocio de la compañía y los interesesmedioambientales se pueden alinear para ofrecer productos innovadores queofrecen una alta experiencia, valor y reducción de costos y energía tanto paraempresas como para nuestros consumidores".

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