ENSEÑAR A UN MICROBIO A PRODUCIR COMBUSTIBLE.

¿Y si pudiéramos modificar un microorganismo para convertir los productos de desecho en combustible compatible con las gasolinas actuales?

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Existe una  bacteria del suelo (Ralstonia eutropha) que tiene una tendencia natural, en condiciones de estrés , a dejar de crecer y dedicar toda su energía a la fabricación de compuestos complejos de carbono.

Los científicos del MIT han enseñado a este microbio una nueva habilidad: Han modificado sus genes para que fabrique combustible (isobutanol),  que puede sustituir directamente o mezclarse con la gasolina.

Christopher Brigham, científico de investigación en el departamento de biología del MIT, ha estado trabajando para desarrollar esta bacteria y además está tratando de conseguir que el organismo utilice dióxido de carbono (CO2) como materia prima , por lo que podría ser utilizado para fabricar combustible a partir de las emisiones de CO2.

¿Cómo se lleva esto a cabo?

Foto: Christopher Brigham

Brigham explica que cuando el microbio en estado natural su fuente de nutrientes esenciales tales como el nitrato o fosfato está restringida, entra en lo que podríamos llamar "modo de almacenamiento de carbono", almacenando alimentos para su uso posterior. 

"Lo que hace es tomar el carbono que está disponible, y  almacenarlo en forma de un polímero, que es similar en sus propiedades a muchos plásticos derivados del petróleo ",

Anulando unos genes, insertando un gen de otro organismo y  modificando otros, Brigham y sus colegas fueron capaces de redirigir el microbio para producir combustible en lugar de plástico. 

El equipo de investigadores se está centrando en conseguir que el microbio use CO2 como fuente de carbono,  aunque también podría potencialmente convertir casi cualquier fuente de carbono, incluyendo los residuos agrícolas o  municipales, en combustible útil. En el laboratorio, los microbios han estado utilizando  fructosa, un azúcar, como fuente de carbono. 

Ahora, los investigadores estudian la  optimización del sistema para aumentar la velocidad de producción y el diseño de biorreactores para escalar el proceso a niveles industriales. 

¿Y qué diferencia ofrece con otros sistemas de producción química  microbiana?

La principal diferencia estriba en que  los otros microbios producen el producto químico deseado dentro de sus cuerpos, por lo que tienen que ser destruidos para recuperar el producto. En cambio la  Ralstonia. eutropha  expulsa de manera natural el isobutanol a un fluido circundante, donde puede ser filtrado continuamente sin parar el proceso de producción. No hay que añadir un sistema de transporte para salir de la célula, lo que simplifica y acelera el proceso de obtención del isobutanol.

Ventajas potenciales

A diferencia de otros biocombustibles , el isobutanol se puede utilizar en los motores actuales con poca o ninguna modificación, y ya ha sido utilizado en algunos coches de carreras. 

Los sistemas bacterianos son escalables, permitiendo la producción de grandes cantidades de biocarburantes en una fábrica.

Este sistema, en particular, tiene el potencial de aprovechar el carbono de los productos de desecho o del CO2 no compitiendo con el  suministro de alimentos como sí lo hacen los sistemas de obtención a partir del maíz por ejemplo.

Fuente: Massachussets Institute of Technology (MIT)

Más información

EOLEWATER O CÓMO EXTRAER AGUA DEL VIENTO

Ir un paso más allá en la utilización de las turbinas eólicas es lo que ha conseguido una pequeña empresa  situada en los Alpes franceses. Esta empresa es pionera en obtener agua potable condensando el agua presente en el viento. Es decir que este sistema tiene una doble utilidad: consigue electricidad y agua potable mediante energía eólica.

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Haciendo agua del aire

La atmósfera de la Tierra está llena de humedad. Se trata de una enorme reserva de agua dulce: 13000km3. Eolewater ha creado una tecnología que es capaz de convertir esta humedad en el agua potable. 

A simple vista la turbina parece una turbina eólica como cualquier otra. Se compone de un molino situado a 30 metros que aspira el aire condensándolo utilizando un condensador con una superficie de intercambio de un metro de ancho y cinco kilómetros de largo. La aleación utilizada de acero inoxidable está adaptada para la producción de agua potable, pudiendo mantener el proceso de creación del agua durante décadas sin riesgo de corrosión.

El agua fluye entonces a través de un sistema de agua de cinco niveles de tratamiento, incluyendo un filtro ultravioleta, con el fin de que sea perfectamente segura para beber ofreciendo estándares superiores a los requeridos por la Organización Mundial de la Salud. 

El sistema puede obtener hasta 1500 litros de agua al día (dependiendo del tipo de clima), que se almacena en un aljibe lista para ser consumida.

Esta tecnología está  influenciada por los principios de desarrollo sostenible,  siendo el viento o el sol los únicos consumibles y sin emisiones de  CO ² a la atmósfera. 

Esta innovación podría suponer importantes avances en países con climas desérticos donde abunda el viento pero escasea el agua.

Diseño y mantenimiento

Dado que los recursos técnicos y humanos en zonas remotas son difíciles de conseguir, esta tecnología está diseñada para ser autosuficiente y lista para su uso, estando todos sus componentes diseñados y  probados para trabajar en los climas más extremos. Esto hace que se reduzcan al mínimo los requerimientos para el mantenimiento.

Componentes que facilitan el mantenimento son por ejemplo:

Un sistema intercambiador de calor autolimpiable
Un generador de 30kW de accionamiento directo sin caja de cambios.

Un mástil hidráulico  capaz de soportar  fuertes vientos y que no necesita de equipo pesado para su mantenimiento.
Persianas automáticas de protección contra las tormentas de arena y la alta densidad de partículas de polvo
Dispone además de un sistema remoto de monitorización  para detectar cualquier tipo de problema.

Agua potable y energía renovable para comunidades aisladas

El objetivo de la empresa es abastecer a zonas remotas o a pequeñas poblaciones afectadas por sequías o con problemas de abastecimiento de agua potable y/o energía eléctrica. Es por ello que la primera turbina se instalará en Abu Dhabi. "Nos dirigimos exclusivamente a los poderes públicos con el objetivo de crear pueblos realmente autosuficientes en agua y energía", dijo Marc Parent, fundador de la empresa.

Actualmente son más de 150 millones de personas las que habitan en comunidades aisladas, sin infraestructuras suficientes de suministro de agua y de energía para cubrir sus necesidades. Este modelo evita tener que conseguir financiación y recursos para la construcción de grandes y costosas infraestructuras.

Es un hecho que la descentralización en la generación energética es una nueva tendencia de la mano de las energías renovables. El desarrollo tecnológico de los últimos años ha facilitado una bajada de precios en la producción de equipos fotovoltaicos y eólicos y se ha conseguido incrementar su rendimiento. Es por ello que ya no sólo  pueden ser aplicados a gran escala si no que también  son ya asequibles para  viviendas y comunidades de vecinos, que pueden así autoabastecerse de energía no contaminante. Si además a su principal utilidad de generación eléctrica, se le suma la generación de agua potable, es una gran oportunidad para poblaciones aisladas y con climas desérticos.

Para ampliar infomación:  http://www.eolewater.com

COMIENZA LA SOLAR DECATHLON EUROPE MADRID2012

Se celebra en Madrid desde el 14 de septiembre hasta el día 30 la Solar Decathlon Europe (SDE). Es esta una competición universitaria internacional que impulsa la investigación en el desarrollo de viviendas eficientes. El objetivo de los equipos participantes es el diseño y construcción de casas que consuman la menor cantidad de recursos naturales, y produzcan un mínimo de residuos durante su ciclo de vida. Se hace especial hincapié en reducir el consumo de energía, y obtener toda la que sea necesaria a partir del sol.

Fuente SDE

Durante la fase final de la competición cada equipo ha de montar su casa en Madrid, en un recinto (Villa Solar), situado en la Casa de Campo, a la vez que se enfrentan a las diez pruebas (de ahí el nombre de “decathlon”) que determinan cuál es la ganadora de la edición.

Las casas pueden ser visitadas por el público en general de manera gratuita y hay además programadas multitud de actividades tanto para el público en general, como específicas para niños y jóvenes. 

(Horario y programación, pinchando aquí) 

Las universidades participantes han desarrollado sus trabajos formando equipos multidisciplinares, lo que brinda a los estudiantes la oportunidad de aprender, no sólo sobre cuestiones técnicas, sino también desarrollar destrezas importantes para su vida profesional  como trabajar en equipo y mejorar sus habilidades de negociación y comunicación. Los estudiantes se centran, no sólo en diseñar y construir sus casas, sino también en concebir formas de mejorar la integración de los sistemas solares, en la generación de conocimiento sobre la construcción sostenible, y en la concienciación de las personas sobre los valores del SDE.

Conoce las casas

LAS 10 PRUEBAS Y SU PUNTUACIÓN

1.-Arquitectura | Prueba con jurado | 120 puntos

Se busca un diseño atractivo que combine espacios confortables y funcionales con tecnologías y estrategias bioclimáticas que reduzcan el consumo energético de la casa. Un jurado de arquitectos visita cada una de las casas, buscando un proyecto coherente e integrado.

2.-Ingeniería y construcción | Prueba con jurado | 80 puntos

Esta prueba evalúa los sistemas que los equipos participantes han utilizado para construir su vivienda, teniendo en cuenta el diseño, la puesta en obra y la conveniencia de su elección. Un jurado de expertos, en base a la documentación técnica y a la visita a la casa, analiza elementos que van desde la estructura del inmueble a sus sistemas solares.

3.-Eficiencia energética | Prueba con jurado | 100 puntos

La energía más limpia es la que no se llega a consumir: por ello, la competición pone especial énfasis en que los equipos cubran las necesidades de los habitantes de las casas empleando la mínima cantidad de recursos posible. El jurado evalúa conceptos tales como la envolvente térmica del edificio, los sistemas activos y pasivos (como el soleamiento, la ventilación, etc.) de acondicionamiento térmico,  eficiencia de los electrodomésticos, sistemas de control, automatización, etc.

4.-Balance de Energía Eléctrica | Medición | 120 puntos

La capacidad de las casas para abastecerse a sí mismas de la energía eléctrica que necesitan a lo largo del año. Las casas deberán tener un consumo lo más reducido posible y una producción eléctrica igual o mayor a su consumo. La prueba se divide en tres apartados que consideran la autonomía eléctrica de la casa, correlación temporal entre generación y consumo, y consumo por unidad de superficie. Se evalúa sobre los resultados obtenidos por contadores eléctricos bidireccionales instalados por la Organización en cada una de las viviendas.

5.-Condiciones de Bienestar | Medición-realización de tareas | 120 puntos

En esta prueba se valora la capacidad de cada casa para mantener unas condiciones ambientales (temperatura, humedad, acústica, calidad del aire e iluminación) apropiadas para el confort de sus habitantes. Se evalúa sobre los resultados obtenidos por sensores instalados por la Organización en cada una de las viviendas y por un ensayo acústico.

6.-Funcionamiento de la casa | Medición-realización de tareas | 120 puntos

Se trata de comprobar la posibilidad de llevar a cabo con normalidad ciertas tareas cotidianas, como el uso de electrodomésticos, equipos electrónicos, producción de agua caliente o, simplemente, el invitar a cenar a estudiantes de otros equipos participantes.

7.-Comunicación y sensibilización social | Prueba con Jurado | 80 puntos

Esta prueba evalúa la capacidad de los equipos de transmitir al público los conceptos básicos que motivan la competición SDE, así como las ideas que aporta la casa desarrollada en la línea de estos, tanto durante el periodo de diseño previo como durante las visitas de público a la Villa Solar. Un jurado de expertos estudia el Plan de Comunicación diseñado por cada equipo durante los 2 años de elaboración de la casa y realiza el mismo recorrido por la casa que se ofrece al público, valorándolo en base a su efectividad, eficiencia y creatividad.

8.-Industrialización y viabilidad de mercado | Prueba con Jurado | 80 puntos

En esta prueba se valora si la casa diseñada para la competición por cada equipo se puede trasladar al mercado inmobiliario de forma exitosa. El jurado de expertos tiene en cuenta factores como el atractivo comercial de producto, el precio de producción, la posibilidad de prefabricar partes del edificio y la capacidad que tiene el diseño de adaptarse a otros modelos de vivienda.

9.-Innovación | Prueba con Jurado | 80 puntos

Se valora si los equipos han aportado soluciones innovadoras en diferentes ámbitos, desde ideas arquitectónicas al desarrollo de nuevos materiales y sistemas. Son los propios jurados de otras pruebas, los que califican por separado los aspectos innovadores de su área de evaluación. La suma de estas calificaciones constituye la puntuación que obtiene cada equipo en esta prueba.

10-Sostenibilidad | Prueba con Jurado | 100 puntos

Esta prueba tiene en consideración el impacto ambiental de la casa a lo largo de su “ciclo de vida”, es decir, desde la extracción y transformación de sus materiales, su proceso de construcción, su uso y hasta su demolición y reciclaje. Se tienen en cuenta el uso de los recursos naturales, las posibilidades de reutilización y reciclaje, así como, reducción de la generación  de residuos.

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