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sábado, 18 de septiembre de 2010

No hay agua suficiente para mantener una economía basada en hidrógeno

Uno de los beneficios que se vende sobre la futurista economía del hidrógeno de Estados Unidos es que el suministro de hidrógeno — en forma de agua — es virtualmente ilimitado. Esta suposición se toma como cierta de tal forma que no ha habido ningún gran estudio que haya considerado completamente cuánta agua sería necesaria para mantener una economía del hidrógeno sostenible.

Este gráfico muestra el consumo anual de agua como materia prima y refrigerante para generar 60 mil millones de kg de hidrógeno, lo cual está influenciado tanto por la fracción de hidrógeno producido por electrólisis generada termoeléctricamente y por las eficiencias del electrolizador. Crédito de la imagen: Michael E. Webber.


Michael Webber, Director Asociado del Centro para Energía Internacional y Política Ambiental en la Universidad de Texas en Austin, recientemente ha cubierto tal hueco proporcionando el primer análisis de los requerimientos totales de agua con datos recientes para una economía de hidrógeno “de transición”. Aunque la economía del hidrógeno se espera que esté a pleno rendimiento para el 2050 (de acuerdo con un informe de 2004 del Consejo de Investigación Nacional [NRC]), una economía mundial de transición del hidrógeno tendrían lugar en aproximadamente 30 años, para el 2037.

En este momento, el NRC predice una producción anual de 60 mil millones de kg de hidrógeno. El análisis de Webber estima que esta cantidad de hidrógeno usaría aproximadamente entre 57 y 207 billones de litros de agua anualmente como materia prima para producción electrolítica y refrigerante de la energía termoeléctrica. Esto es entre 156 y 567 mil millones de litros por día, un incremento de entre un 27 y un 97% de los 585 mil millones de litros diarios (216 billones de litros anuales) que se usan hoy en el sector de la energía termoeléctrica para generar un 90% de la electricidad de los Estados Unidos. Durante las últimas décadas, la retirada del agua se ha mantenido estable, sugiriendo que este incremento en la intensidad del agua podría tener unas consecuencias sin precedentes en los recursos naturales y la política pública.

“El mayor significado de este trabajo es que, cambiando nuestra producción de combustible en la red eléctrica, podemos tener un impacto drástico sobre los recursos del agua a menos que se implementen cambios en la política que requieran un cambio amplio en los métodos de refrigeración de las plantas de energía que necesiten menos agua o fuentes de energía que no requieran refrigeración”, dijo Webber a PhysOrg.com. “Este análisis no significa que no deba buscarse el hidrógeno, sino que si se busca la producción de hidrógeno a través de la electrólisis termoeléctrica, los impactos en el agua serían potencialmente graves”.

La estimación de Webber tiene en cuenta tanto los usos directos como indirectos del agua en una economía del hidrógeno. El uso directo es agua como materia primera para el hidrógeno, donde el agua pasa por un proceso de división que separa el hidrógeno del oxígeno. La producción puede llevarse a cabo de distintas formas, tales como reforma de vapor de metano, división termoquímica nuclear, gasificación de carbón o biomasa, y otros. Pero uno de los métodos de producción dominantes en la etapa de transición, como se predice en el informe de 2004 del Departamento de Energía (DOE), probablemente será la electrólisis.

Basado en las propiedades atómicas del agua, 1 kg de gas de hidrógeno requiere aproximadamente 7 litros de agua como materia prima. En un año, 60 mil millones de kilogramos e hidrógeno requerirían 429 mil millones de litros de agua destilada fresca. Este número es similar a la cantidad de agua requerida para refinar una cantidad equivalente de petróleo (entre 1 y 2,5 litros de agua por cada litro de gasolina).

El mayor incremento en el uso del agua vendría de los requisitos indirectos de agua, específicamente el uso como fluido refrigerante para la electricidad necesaria para suministrar la energía que requiere la electrólisis. Dado que la electrólisis es posible usarla con las infraestructuras actuales, tiraría de la red eléctrica y por tanto dependería de procesos termoeléctricos.

Con un 100% de eficiencia, la electrólisis requeriría casi 40 kWh por kilogramo de hidrógeno — un número derivado del mayor valor calórico del hidrógeno, una propiedad física. No obstante, los sistemas de hoy tienen una eficiencia de aproximadamente el 60-70%, con un objetivo futuro del DOE del 75%.

Dependiendo de la fracción de hidrógeno producida por electrólisis (las estimaciones de Webber presentan valores de entre un 35 a un 85%), la cantidad de electricidad requerida basada en una eficiencia de la electrólisis de un 75% estaría entre 1,134 y 2,754 billones de kWh — y de hasta 3,351 billones de kWh para una electrólisis de menor eficiencia con un 60%. En comparación, la actual generación anual de electricidad en los Estados Unidos en 2005 fue de 4,063 billones de kWh.

En 2000, la generación de energía termoeléctrica requirió una media de 61,8 litros de agua por kWh, llevando a Webber a estimar que la producción de hidrógeno a través de la electrólisis, con un 75% de eficiencia, requeriría aproximadamente 3300 litros de agua refrigerante por kilogramo de hidrógeno. Esto es 198 billones de litros por año sólo como refrigerante.

Para 2050, el informe del NRC predice que la demanda de hidrógeno podría superar los 100 mil millones de kg — casi el doble de los 60 mil millones de kg en los que se basan las estimaciones de Webber. Para entonces, los investigadores pueden haber encontrado mejores formas de producir hidrógeno, con la ayuda de las inversiones a gran escala del DOE, las cuales superarán los 900 millones de dólares en 2008.

“El que la mayor parte del agua usada sea para refrigerar nos deja la esperanza de que podamos cambiar la forma en que funcionan las plantas de energía, lo cual aligeraría considerablemente el gasto de los recursos de agua, o que podamos encontrar otras formas de producción de energía a gran escala para satisfacer la demanda de electrólisis”, dijo Webber.

Si la electrólisis se convierte en el método más extendido de producción del hidrógeno, Webber sugiere que los investigadores pueden querer buscar otros métodos de generación de electricidad en lugar de los procesos termoeléctricos para alimentar la electrólisis. Con esta perspectiva, sugiere rutas del hidrógeno tales como las fuentes eólicas o solares, así como los métodos de refrigeración sin agua como la refrigeración por aire.

“Cada una de las elecciones energéticas que podemos hacer, en términos de combustibles y tecnologías, tiene sus propias contraprestaciones asociadas”, dijo Webber. “El hidrógeno, así como el etanol, el viento, el sol, u otras elecciones alternativas, tienen muchas ventajas, pero también algunos impactos importantes que conviene tener en mente, como intenta sugerir este artículo. Animaría a continuar con la investigación en la producción de hidrógeno como parte de un conjunto exhaustivo de aproximaciones a tener en cuenta para gestionar la transición a la era de la energía verde. Pero, debido a algunos de los impactos inesperados — por ejemplo los recursos del agua — parece prematuro determinar que el hidrógeno es la respuesta que debemos seguir y excluir el resto de opciones”.


Cita: Webber, Michael E. “The water intensity of the transitional hydrogen economy.” Environmental Research Letters, 2 (2007) 034007 (7pp).

Autor:
Lisa Zyga
Fecha Original: 18 de octubre de 2007
Enlace Original

Existe el agua desde orígenes de la Tierra

Existe el agua desde orígenes de la Tierra

SUN-AEE

SYDNEY, AUSTRALIA.- Científicos australianos y estadounidenses aseguran que el agua era un elemento omnipresente durante la infancia de la Tierra, lo que cuestiona la creencia de que la era Hadeana era un infierno de fuego y meteoritos.

Así lo afirman los geólogos Mark Harrison, de la Universidad Nacional de Australia, y Bruce Watson, del Instituto Politécnico Renssela en Estados Unidos, tras experimentar con unos cristales de circonio, minerales que datan de los inicios de la Tierra, que la pareja halló en el desierto australiano.

Harrison manifestó que las pruebas realizadas con los circonios revelan que el aspecto de la superficie terrestre durante la era Eoarcaica o Hadeana, unos cuatro mil y cuatro mil 500 millones de años atrás, era muy similar a la que hoy podemos contemplar.

?Podría haber sido como ahora, con sus continentes y cuencas oceánicas interactuando de la misma manera que lo hacen las placas tectónicas del paradigma moderno?, dijo el científico australiano.

Harrison explicó que ?si hiciéramos un viaje imaginario a la era Hadeana nos encontraríamos con un mundo dominado por el agua y la actividad volcánica muy similar al planeta que conocemos y amamos?.

Las teorías más extendidas sobre el origen de la Tierra señalan que ésta era una especie de caldero hirviendo y golpeado por meteoritos durante la era Hadeana, nombre derivado de Hades, el dios griego de los muertos y del mundo subterráneo.

Después, y en un salto de varios millones de años, la corteza terrestre se enfrió y el vapor de agua se precipitó en forma de lluvia para formar los océanos.

Sin embargo, Harrison considera que se ha creado un mito sobre el origen de la Tierra, ya que las imágenes por ordenador o de películas de animación que recrean los primeros 500 millones de años de la historia de la Tierra no se basan en pruebas observables.

En 2001, Harrison y un grupo de expertos locales ya plantearon que los océanos surgieron durante la era Hadeana tras hallar unos cristales de circonio de ese periodo en la localidad de Jack Hills, a unos 350 kilómetros al oeste de la ciudad australiana de Perth.

Tras varios análisis, el equipo descubrió que los cristales de circonio tenían partículas isotópicas de oxígeno, por lo que concluyeron que éstas sólo podrían provenir de la arcilla, un material que se forma únicamente por la presencia de agua en la superficie terrestre.

En el último experimento, Harrison y Watson midieron con un termómetro especial creado por ellos mismos la cantidad de titanio que guardan esos mismos cristales de circonio.

El titanio les permitió descubrir que los cristales de circonio se formaron a unos diez kilómetros de profundidad terrestre y a una temperatura de entre 650 y 660 grados Celsius, además de constatar nuevamente la presencia de agua en los minerales.

La cuestión de la temperatura es el pilar que sostiene la teoría de Harrison y Watson, quienes mantienen que si no hubiera existido el agua en la Tierra durante la época Hadeana y el planeta hubiera estado bombardeado por meteoritos, los cristales de circonio tendrían que haberse formado a temperaturas por encima de los 900 grados centígrados.

Pero la teoría del dúo australiano-americano, publicadas en la última edición de la revista Science, también reaviva el viejo debate sobre la fecha en la que apareció la vida en el planeta.

En este sentido, Harrison es claro: ?La vida, que necesita de agua para existir, podría haber aparecido unos 700 millones de años antes de lo que se pensaba?.

jueves, 16 de septiembre de 2010

Los festejos

Estrategia mercadológica para vender imagen del gobierno de Calderón, quien en lugar de aprovechar el fervor que aun persiste de buena fe y convocar a un nuevo pacto nacional, insiste tercamente en caminar el mismo sendero neoliberal que conduce al precipicio. Evidenciando la dependencia que este gobierno tiene de los designios del imperio económico. ¡Viva la dependencia!

La colosal estatua con rasgos muy semejantes a los del icono zapatista, mostrando a un guerrero armado con una espada rota, pareciera ser el símbolo de la derrota de las luchas del pueblo por conquistar su libertad. Un guerrero en armas con una espada rota es un guerrero desarmado. ¿Será la burla de este gobierno al pasado de México? ¿Será el simbolismo de la victoria de la clase que nos domina sobre las luchas históricas del pueblo mexicano? ¿O simplemente le habrán hecho una mala jugada a nuestro Presidente?

domingo, 12 de septiembre de 2010

Aplican nanotecnología para purificar agua en México

Aplican nanotecnología para purificar agua en México


Este proceso puede hacerse en menos de una hora y podría convertirse en una solución para las aguas residuales de las industrias como la papelera.

En este proyecto ha estado trabajando el grupo de investigación del departamento de biotecnología y bioingeniería del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, en México, liderado por la profesora Refugio Rodríguez.

El sistema utilizado es capaz de degradar el total de desechos tóxicos en el agua contaminada, utilizando la combinación de la biotecnología y la nanotecnología.

A través de la biotecnología, la actividad descontaminadora la realizan hongos que logran transformar los compuestos y preparar el terreno para el proceso que utiliza la nanotecnología como procedimiento para conseguir agua descontaminada.

Según la Agencia de noticias Investigación y Desarrollo, en la prueba realizada por los investigadores, esta tecnología se aplicó en un lote de 800 mililitros de agua con 1.5 gramos de nanopartículas de óxido de titanio, depositadas en soportes de vidrio y activados con una lámpara que emite rayos ultravioleta (UV).

Como resultado se logró remover en su totalidad los compuestos tóxicos.

El proyecto tiene relevancia si se tiene en cuenta que “del agua que tenemos disponible a nivel mundial, el 73 % es salada y del 2,7 % del agua dulce que puede servir para el consumo humano, un alto porcentaje se encuentra contaminado por las diferentes actividades industriales”; dijo la investigadora Rodríguez en entrevista a la radio nacional de Colombia.

Y concluyó que “si estamos hablando de aguas que contienen compuestos muy tóxicos, la aplicación de este sistema será de gran beneficio no solo para la industria, que podrá reutilizar el agua, sino también para consumo humano”.

En este proyecto también participaron investigadores de la Universidad de Poitiers (Francia), la Autónoma de Barcelona (España), la Pontificia Universidad Javeriana (Colombia), y se contó con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, Conacyt (México).


lunes, 6 de septiembre de 2010

Quedarnos aquí

Eric Pantoja

Vivimos una ciudad en penumbras. Caminamos solos por sus calles. Solos los locales, solas las casas; abandonadas como ruinas de antología, como nosotros abandonamos la esperanza. Caminamos al lado de los otros pero vamos solos, bajo el sol o encerrados en los carros. Sordos de una sociedad que ya no grita, ciegos de una verdad que se nos oculta en la penumbra de las ciudades.
Somos una ciudad que se conforma. Trasgredimos las reglas y nos conformamos con la mordida, aguantamos la fila como pacientes del seguro, tememos reclamar el más simple derecho, nos hacemos los occisos frente a los occisos y nunca preguntamos.
Todavía creemos que las circunstancias son fortuitas, pero el miedo y la oscuridad son sus recursos, nos conformamos con tener trabajo. Queremos creer que el poder tiene el don de mando y nos conformamos con recibir el mandato. Pensamos que ellos son capaces y nosotros aplaudimos.
Y nos podemos quedar aquí esperando que ellos cambien y no cambian. Y nos quedamos aquí pensando que trabajar más duro nos hace más justos o salvos.
Y aplicamos la teoría del individualismo y creemos que Darwin justifica el egoísmo y que es natural pisarnos, empujarnos, madrearnos, burlarnos y entonces también que es justo separarnos como especies diferentes y de geografías disímbolas, sin ver que en lo único que nos diferenciamos es en el punto de vista.
Tú confórmate con lo que queda que ellos cosechan con la guadaña de la muerte. El camino está trazado. Pero el horizonte se devela al final del día.