Un sistema capaz de transformarse dióxido de carbono La proteína comestible fue desarrollada por un grupo de ingenieros en China. Este innovador sistema de doble reactor aborda dos preocupaciones globales apremiantes: la reducción de las emisiones de carbono y la necesidad de una producción sostenible de alimentos. Al convertir el dióxido de carbono del aire en un producto rico en proteínas, esta tecnología proporciona una solución potencial para alimentar a una población en crecimiento y al mismo tiempo combatir los desafíos ambientales que plantean los gases de efecto invernadero.
¿Cómo funciona un sistema de doble reactor?
De acuerdo a Según el estudio publicado en la revista Environmental Science and Technology, el sistema funciona en dos fases distintas. La electrosíntesis microbiana se utiliza en la primera etapa para convertir el dióxido de carbono en acetato. Este acetato actúa como un intermediario crítico, que luego se introduce en un reactor secundario. En esta fase aeróbica bacterias Utilización de acetato para producir proteína unicelular apta para consumo humano y animal.
Eficiencia y valor nutricional.
El sistema logró una tasa de eficiencia de 17,4 g/l de peso de celda seca, como se informó en el estudio. Resultante proteína Contiene una concentración del 74 por ciento, superando los niveles de proteína que se encuentran en la soja y la harina de pescado. Su alto valor nutricional lo convierte en una alternativa viable tanto como alimento como para pienso.
Rentabilidad y sostenibilidad
Como informó phys.org, los investigadores destacaron los ajustes mínimos de pH necesarios durante el proceso, lo que reduce la complejidad operativa y los costos asociados. Además, el sistema genera menos aguas residuales que los métodos tradicionales de producción de proteínas, lo que lo hace más limpio y eficiente. económicamente continuo.
Implicaciones para la seguridad alimentaria futura
El equipo de investigación sugirió que esta tecnología de doble reactor podría contribuir significativamente a satisfacer la demanda mundial de alimentos. Proporciona un enfoque sostenible para la producción de proteínas al tiempo que reduce eficazmente los niveles de dióxido de carbono atmosférico, lo que representa un paso adelante para abordar dos desafíos críticos de la era moderna.
Los astrónomos analizaron la atmósfera de WASP-166 b, un exoplaneta caliente del tipo Neptuno, y revelaron la presencia de agua y dióxido de carbono. Utilizando datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST), las observaciones también revelaron la presencia de amoníaco en cantidades más pequeñas. Ubicado aproximadamente a 368 años luz de distancia, WASP-166 b es aproximadamente siete veces más grande y 32 veces más pesado que la Tierra. El planeta, que orbita su estrella anfitriona cada 5,44 días a una distancia de 0,067 AU, tiene una temperatura de equilibrio de 1.270 K, lo que lo sitúa dentro del cálido desierto de Neptuno.
Resultados de las observaciones del JWST
como mencioné Por phys.org El telescopio espacial James Webb utilizó el generador de imágenes de infrarrojo cercano y el espectrómetro sin ranura (NIRISS) y la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) para estudiar la atmósfera del planeta WASP-166 b. Estas observaciones destacaron el agua y el dióxido de carbono como elementos dominantes en el espectro, junto con trazas débiles de amoníaco y superficies de nubes. presión. Se cree que el helio y el hidrógeno, en una proporción solar primordial, constituyen el resto de la atmósfera. Las búsquedas de compuestos como el monóxido de carbono no arrojaron resultados significativos.
Características de WASP-166 y su planeta.
WASP-166, la estrella anfitriona de este exoplaneta, pertenece al tipo espectral F9V y es aproximadamente un 20 por ciento más grande y más masiva que el planeta. sol. Tiene 2.100 millones de años, una temperatura superficial de 6.050 K y una metalicidad de 0,19 dex. Se calculó que la proporción planetaria de carbono y oxígeno en WASP-166 b era de 0,282, mucho más baja que la de la estrella anfitriona (0,41) y la del Sol (0,55). Además, el planeta se eleva. Atmósfera La metalicidad se informó como 1,57.
Explicaciones de la composición de la atmósfera.
Se ha sugerido que la formación de la atmósfera podría estar relacionada con la acreción planetaria, la erosión del núcleo o la fotoevaporación. Estos resultados contribuyen a comprender la formación y evolución planetaria, especialmente en regiones como el cálido desierto de Neptuno. El estudio proporciona información sobre la diversidad de sistemas exoplanetarios y sus propiedades únicas.
Un sensor miniaturizado de alta sensibilidad es capaz de detectar nitrógeno Según los informes, el NO₂ fue desarrollado en niveles bajos por un equipo de investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Sydney. Este dispositivo compacto, que mide 2 cm x 2 cm y 0,4 mm de grosor, detecta gases tóxicos en tiempo real y funciona sin necesidad de una fuente de alimentación externa. Su diseño tiene como objetivo abordar el tamaño, el costo y la asequibilidad. energía Problemas de consumo típicamente asociados con sensores de gas convencionales.
Usos y limitaciones de los sensores de gas.
El estudio fue publicado en ciencia avanzada. Los sensores de gas se utilizan ampliamente para detectar gases peligrosos en entornos industriales, automotrices y sanitarios. Monitorear gases como el monóxido de carbono (CO) y NO₂ es fundamental en áreas como fábricas y carreteras donde los niveles de emisiones son altos, como se informa en la revista Advanced Science. Estos sensores también se utilizan en aplicaciones que van desde motor Mejora del rendimiento para el diagnóstico médico.
Desafíos como el alto consumo de energía, el gran tamaño y las limitaciones de sensibilidad han sido problemas de larga data en este campo. Según el profesor Dewey Zhou, Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Nueva Gales del Sur, en un declaraciónLos sensores de oxígeno disponibles comercialmente pueden costar hasta 5.000 dólares y a menudo requieren funcionamiento a temperaturas elevadas, que a veces superan los 300°C.
Un enfoque innovador que utiliza disulfuro de molibdeno
El equipo de investigación utilizó disulfuro de molibdeno (MoS₂) como material base para su sensor. Este compuesto, conocido por su sostenibilidad y biocompatibilidad, ha sido modificado incorporando nitrógeno para mejorar su sensibilidad. Según se informa, el sensor logra una alta sensibilidad a NOx en concentraciones tan bajas como 10 partes por millón (ppm) y funciona eficazmente a temperatura ambiente.
Producción sostenible mediante impresión 2D
Se utilizó una nueva tecnología de impresión 2D para construir el sensor. El proceso consiste en imprimir materiales de tamaño nanométrico sobre una superficie plana para formar un sensor. Electrodos Y la capa sensora. El profesor Zhou destacó el potencial de esta tecnología para reducir significativamente los costes de producción.
Aplicaciones y objetivos futuros
El equipo pretende mejorar las capacidades del sensor probándolo con otros gases, incluidos compuestos orgánicos volátiles y monóxido de carbono, como se informa en la revista Advanced Science. Su pequeño tamaño y eficiencia energética los hacen adecuados para dispositivos portátiles y sistemas de seguridad en entornos como minas y almacenes.
lo mas profundo planeta El sistema TRAPPIST-1, TRAPPIST-1b, puede tener una atmósfera rica en dióxido de carbono, según una investigación publicada en la revista Nature Astronomy el 16 de diciembre. Ubicado a 40 años luz de la Tierra, el sistema TRAPPIST-1 incluye siete satélites terrestres. Los exoplanetas tienen tamaño y han hipnotizado Astrónomos Desde su descubrimiento en 2017. Estudios anteriores han sugerido que estos planetas carecen de atmósferas debido a la intensa radiación estelar. Sin embargo, datos recientes del Telescopio Espacial James Webb (JWST) plantean la posibilidad de una atmósfera nebulosa y rica en dióxido de carbono en TRAPPIST-1b.
Resultados relacionados con la composición de la atmósfera.
De acuerdo a InformesEl estudio destaca nuevas mediciones tomadas a 12,8 micrómetros, que muestran evidencia de neblina reflectante en la atmósfera superior de TRAPPIST-1b. Los investigadores creen que esta niebla puede provocar que las capas superiores emitan radiación en lugar de absorberla, desafiando las suposiciones anteriores. En declaraciones a KU Leuven News, Lyne Dessen, coautora del estudio e investigadora de KU Leuven en Bélgica, señaló que los dos puntos de datos de TRAPPIST-1b le permiten explorar diferentes escenarios para su planeta. Atmósferaexista o no.
Volcanes y condiciones de la superficie.
La investigación también apunta al aumento de las temperaturas de la superficie, lo que sugiere que este podría ser el caso. volcánico actividad. Se ha observado una dinámica similar en Titán, la luna de Saturno. Según Michael Min del Instituto Holandés de Investigación Espacial SRON, quien contribuyó al estudio, en un comunicado, se espera que la química de la atmósfera de TRAPPIST-1b sea diferente de cualquier cosa vista en Titán o en el sistema solar.
Estudios en curso
El equipo tiene como objetivo examinar la distribución del calor en la superficie del planeta para determinar si existe atmósfera o no. Michael Gillon, astrónomo de la Universidad de Lieja que lideró el descubrimiento del sistema TRAPPIST-1, explicó a Nature Astronomy que la atmósfera facilitaría la redistribución del calor desde el lado diurno al lado nocturno del planeta. Sin esto, la transferencia de calor será mínima. Según los expertos, estos hallazgos pueden cambiar la comprensión de las atmósferas alrededor de exoplanetas cercanos a estrellas enanas rojas.
Carbono global emisiones de Combustibles fósiles La quema alcanza un pico sin precedentes en 2024, y el Proyecto Global de Carbono informa un pronóstico de 37,4 mil millones de toneladas de emisiones de dióxido de carbono fósil, un aumento del 0,8% con respecto a 2023. El informe subraya un llamado urgente a reducir las emisiones a medida que aumenta la producción anual global de dióxido de carbono. Disminuye el carbono proveniente de los combustibles fósiles. En conjunto, los cambios en el combustible y el uso de la tierra se acercan a los 41.600 millones de toneladas. A pesar de los crecientes esfuerzos para mitigar los impactos climáticos, no hay señales claras de un pico en las emisiones globales de dióxido de carbono fósil, lo que aumenta el riesgo de superar los umbrales climáticos críticos.
Emisiones sectoriales y perspectivas regionales
Según A. un informe Según la Universidad de Exeter, se espera que las emisiones de combustibles fósiles, incluidos el carbón, el petróleo y el gas, aumenten en 2024, representando el 41 por ciento, el 32 por ciento y el 21 por ciento de las emisiones de dióxido de carbono fósil, respectivamente. Se espera que las emisiones de carbón aumenten un 0,2 por ciento, las de petróleo un 0,9 por ciento y las de gas natural un 2,4 por ciento. A nivel regional, se espera que China, que es responsable del 32 por ciento de las emisiones globales, experimente un ligero aumento del 0,2 por ciento, mientras que se espera que las emisiones en Estados Unidos disminuyan un 0,6 por ciento.
Se espera que las emisiones de la UE caigan un 3,8 por ciento, mientras que India, que contribuye con el 8 por ciento de las emisiones globales, aumente un 4,6 por ciento. También se espera que las emisiones de los sectores de la aviación y el transporte marítimo aumenten un 7,8% este año, aunque todavía por debajo de los niveles prepandémicos.
Presupuesto de carbono y advertencias climáticas
Según el profesor Pierre Friedlingstein de la Universidad de Exeter, quien dirigió el estudio, la falta de un pico en las emisiones de dióxido de carbono fósil reduce aún más el presupuesto de carbono restante necesario para mantener las temperaturas aumentando por debajo del objetivo del Acuerdo de París de 1,5°C. Al ritmo actual de emisiones, hay un 50 por ciento de posibilidades de superar este umbral en los próximos seis años. Mientras tanto, la profesora Corinne Le Quéré de la Universidad de East Anglia reconoció los esfuerzos en curso para implementar energías renovables y reducir la deforestación, pero destacó que aún eran necesarias reducciones significativas de las emisiones.
La urgente necesidad de actuar con rapidez
El informe confirma que si bien algunos países han mostrado avances en la reducción de emisiones, estos esfuerzos no han sido suficientes para revertir la tendencia global general. El Dr. Glenn Peters, del Centro Cicero para la Investigación Climática Internacional, señaló que la acción climática global sigue siendo un “desafío colectivo”, con disminuciones graduales de las emisiones en ciertas regiones compensadas por aumentos en otros lugares.
Investigaciones recientes arrojan nueva luz sobre cómo las precipitaciones afectan la capacidad de los océanos para absorber dióxido de carbono (CO₂) de la atmósfera, un factor que los científicos a menudo ignoran al evaluar qué tan bien actúan nuestros océanos como “sumideros de carbono”. Este último estudio concluye que Lluvia Podría aumentar la absorción de dióxido de carbono de los océanos entre un 5 y un 7 por ciento, lo que significa que los océanos absorben entre 140 y 190 millones de toneladas métricas adicionales de dióxido de carbono cada año. La investigación, dirigida por David Ho, un Mundo oceánico de la Universidad de Hawaii en Manoa, y se basa en el trabajo que comenzó hace casi 30 años. En aquellos primeros días, instaló dos piscinas infantiles para estudiar cómo la lluvia afecta la transferencia de dióxido de carbono entre el aire y el agua. Su último trabajo proporciona ahora la primera estimación global del efecto de las precipitaciones sobre los niveles de dióxido de carbono en la superficie del océano.
Tradicionalmente, los científicos se han centrado en medir el dióxido de carbono en muestras de las profundidades del océano, recogidas entre 5 y 7 metros bajo la superficie. Estas mediciones ignoran el efecto directo de la lluvia sobre la capa superficial, donde el intercambio de gases con la atmósfera se produce de forma más intensa.
Cómo la lluvia mejora la absorción de carbono por parte del océano
el el estudia Identifica tres formas principales en que las precipitaciones aumentan la absorción de dióxido de carbono por los océanos: turbulencia, dilución y deposición húmeda. En primer lugar, las gotas de lluvia que golpean la superficie del océano crean turbulencias, lo que aumenta la interacción entre el agua de mar y la atmósfera. En segundo lugar, el agua de lluvia diluye el agua salada del océano, lo que cambia el gradiente de concentración de dióxido de carbono y ayuda a que más dióxido de carbono llegue al océano. Finalmente, la lluvia puede transportar dióxido de carbono de la atmósfera a medida que cae, un proceso llamado deposición húmeda, que deposita dióxido de carbono directamente en el océano.
Letitia Park, que dirigió esta investigación como parte de sus estudios de doctorado en la Sorbona, destaca la importancia de comprender este efecto. Medir cómo las precipitaciones afectan la absorción de carbono en los océanos podría mejorar la precisión de los modelos que rastrean los intercambios de carbono entre el océano y la atmósfera.
Implicaciones para los modelos climáticos
El equipo desarrolló un modelo para monitorear cómo las precipitaciones afectan la salinidad del océano en la superficie. Descubrieron que la turbulencia y la dilución desempeñan papeles importantes en los trópicos, donde el agua más cálida absorbe más dióxido de carbono. Al mismo tiempo, la deposición húmeda es especialmente importante en zonas con fuertes lluvias, como las zonas de tormentas y el Océano Austral.
Tatiana Elina, científica terrestre de la Universidad de Hamburgo, señala que este estudio supone una valiosa contribución a la comprensión del ciclo global del carbono. Como se espera que el cambio climático altere los patrones globales de precipitación, el impacto de la lluvia en la absorción de carbono en los océanos también puede cambiar, con importantes implicaciones para los modelos y predicciones climáticos.
El entusiasmo por alcanzar un acuerdo sobre medidas para combatir el cambio climático se ha convertido en preocupaciones sobre los aspectos prácticos necesarios para que estas medidas funcionen.Crédito: Jonathan Ra/Pacific Press/LightRocket/Getty
Esa foto: ésta, tomada en París en diciembre de 2015, muestra a líderes mundiales jubilosos con las manos levantadas sobre sus cabezas, celebrando su acuerdo de trabajar juntos para detener el cambio climático causado por el hombre. Marcó un punto de inflexión en la política climática internacional. Después de más de dos décadas de desacuerdo, el mundo finalmente se ha unido, reconociendo la amenaza que plantea el calentamiento global y prometiendo tomar medidas. Pero lo que significaba la ley en términos prácticos nunca estuvo claro. En ese tiempo, Los investigadores participaron con naturaleza Sus dudas Sobre la viabilidad de lograr el objetivo de mantener el aumento de las temperaturas globales “muy por debajo de los dos grados centígrados”, mientras se “continuan los esfuerzos” para limitar el aumento a 1,5 grados centígrados.
Los científicos tenían buenas razones para dudar. En la mayoría de los escenarios plausibles, las temperaturas medias superarán el objetivo de 1,5°C, hecho confirmado en un informe. El Informe Especial 2018 del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático. El informe señala que para extraer suficiente dióxido de carbono de la atmósfera para reducir el aumento de temperatura por debajo del límite permisible, se necesitarán métodos para eliminar el carbono de la atmósfera, que aún no se han probado a gran escala. Los científicos también tenían otras preguntas sin respuesta: ¿Qué pasará cuando las temperaturas superen el umbral? ¿Qué tan difícil es revertir el aumento del mercurio en nuestros termómetros?
Superar los límites del calentamiento global es una idea arriesgada
Ahora están empezando a surgir respuestas, y algunas de ellas deberían hacernos sentarnos a todos y preguntarnos nuevamente si las personas y la salud del planeta pueden soportar los impactos de una temperatura extrema. Esta semana en naturalezaUn equipo dirigido por Carl Friedrich Schleussner de Climate Analytics, un instituto de investigación sin fines de lucro en Berlín, informó que incluso un exceso temporal permitiría que los impactos climáticos se acumularan durante las próximas décadas (CF Schlossner et alel. naturaleza634366-373; 2024).
Estos impactos incluyen tormentas más severas, olas de calor y la destrucción de ecosistemas, y no será fácil extraer suficiente dióxido de carbono.2 De la atmósfera a invertir el rumbo. Las investigaciones muestran que el espacio para alternativas viables es limitado. Cuando los líderes mundiales y los diplomáticos climáticos se reúnan en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP29) el próximo mes en Bakú, Azerbaiyán, deberían tomar nota de que la solución más inteligente para abordar las crecientes emisiones es reducir, reducir, reducir.
Esto no significa que los métodos de eliminación de carbono sean ineficaces. Algunos lo hacen. Lo más sencillo, por supuesto, es plantar árboles. Medidas más complejas incluyen la extracción de carbono directamente de la atmósfera. Pero, como estiman Schleussner y sus colegas, será necesario eliminar de la atmósfera hasta 400 gigatoneladas de carbono para 2100 para limitar el aumento de la temperatura a 1,5 grados Celsius, suponiendo que continúen las trayectorias actuales de emisiones. En términos de emisiones, esto es el equivalente a que la industria energética estadounidense funcionara a la inversa durante unos 80 años.
Incluso suponiendo que sea posible eliminar esta cantidad de carbono, es probable que algunos sistemas de la Tierra nunca puedan recuperar su equilibrio anterior. Es probable que algunos cambios, como el aumento del nivel de los océanos, los ecosistemas cambiantes y el cambio climático regional, persistan y tengan impactos duraderos en la agricultura y otras industrias. Los autores sostienen que “no hay expectativas de reversión inmediata después de la transgresión”. Para muchas personas, el clima que encontrarán después de la transgresión no será el que experimentaron antes, incluso si las temperaturas superficiales promedio globales regresan a los niveles previos a la transgresión.
Los principales científicos del clima dudan de la capacidad de los países para frenar el calentamiento global
Además, el aumento de las temperaturas, aunque sea brevemente, aumenta el riesgo de alcanzar puntos de inflexión que podrían empujar al sistema terrestre, o a partes de él, a un estado completamente nuevo, conclusión confirmada por un estudio realizado en agosto de 2016. naturalezaComunicaciones Escrito por Annika Hoegner del Instituto Potsdam para la Investigación del Impacto Climático en Alemania, y Tessa Müller del Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados en Laxenburg, Austria (T. Müller et al. Naturaleza común.156192; 2024) y sus colegas.
Los investigadores también descubrieron que el riesgo de cruzar puntos de inflexión climáticos aumenta a medida que se alcanzan aumentos sucesivos de más de 1,5 grados Celsius. Cuanto mayor sea la superación, mayor será el riesgo de eventos irreversibles, como el colapso total de la capa de hielo de Groenlandia o la muerte de la selva amazónica, incluso si las tecnologías de eliminación de carbono logran restaurar el calentamiento global a un nivel de no más de 1,5 grados. Celsius.
Casi una década después del Acuerdo de París, el mundo ya está al borde del umbral de 1,5°C, y las personas y los ecosistemas de los países de bajos ingresos serán los más afectados por los impactos, aunque sean los menos responsables. “Excederse implica profundas cuestiones éticas sobre cuántas pérdidas y daños adicionales relacionados con el clima tendrán que soportar las personas, especialmente aquellos que viven en países de bajos ingresos”, escribieron Schleussner y sus colegas.
La creciente posibilidad de que se sobrepase requiere investigación y desarrollo en tecnologías de eliminación de carbono, pero primero el mundo debe dejar de bombear carbono a la atmósfera. El 30 de septiembre, el Reino Unido dio ejemplo al cerrar su última central eléctrica alimentada por carbón y anunció una inversión de casi 22 mil millones de libras esterlinas (29 mil millones de dólares estadounidenses) durante los próximos 25 años en tecnologías de captura y almacenamiento de carbono. Los proyectos se implementarán en dos de las zonas costeras más pobres del país, aportando empleo cualificado, formación e investigación muy necesarios a las zonas más afectadas por la desindustrialización. Estos esfuerzos son sólo el comienzo.
Los gobiernos y la industria deben centrarse claramente en los riesgos que se avecinan y en cómo mitigarlos. Esto significa nada menos que reducir agresivamente las emisiones y ayudar a las comunidades a resistir crisis inminentes. Esperar y limpiar la atmósfera más tarde es un desastre para las personas y el planeta.
