Biocombustible a partir de desechos: una alternativa ecológica

En la actualidad, los problemas ambientales son una parte de los retos globales contemporáneos y el destino de la civilización depende de su resolución. Varias organizaciones internacionales y activistas instan a los científicos y entusiastas a participar en la lucha contra las amenazas ecológicas.

Los investigadores de las universidades rusas que forman parte del Proyecto 5-100 nos contaron los últimos logros científicos en este ámbito.

La sociedad atiende los problemas ecológicos

Recientemente, los debates públicos se están centrando en la necesidad de resolver los problemas ambientales. La Asamblea General de la ONU, con el apoyo de más de 70 países, declaró el decenio de 2021–2030 Decenio de Recuperación de Ecosistemas.

En octubre, el príncipe William del Reino Unido y el  famoso naturalista David Attenborough anunciaron el inicio de su proyecto conjunto Earthshot Prize que, según ellos, se convertirá en el Premio Nobel de la protección del medioambiente.

A partir de 2021, cada año cinco personas u organizaciones serán galardonadas con el premio Earthshot Prize por sus logros en los siguientes ámbitos: protección y restauración de la naturaleza, descontaminación de la atmósfera, restauración de los océanos, el mundo sin desechos y restauración del clima. Cada premio recibirá un millón de libras esterlinas (1,3 millones de dólares) que es más de lo que reciben los premios nobel.

Es cierto que, hoy en día, los científicos de todo el mundo se esfuerzan en encontrar soluciones a problemas ecológicos. Están investigando varias áreas. Por ejemplo, cómo utilizar de manera eficaz los desechos industriales y domésticos o crear nuevos sistemas para controlar el estado de los ecosistemas. Además, desarrollan maneras de mantener el equilibrio ecológico y crean métodos para prevenir las catástrofes peligrosas, provocadas por la actividad humana.

Reducir la carga sobre los ecosistemas

Los ecosistemas, que la ONU insta a proteger y restaurar, incluyen los ecosistemas de las regiones subárticas y árticas. Según los investigadores de la Universidad Federal de Siberia, es fácil dañarlos y necesitan mucho tiempo para recuperarse después de los desastres causados por las intervenciones del hombre y situaciones de emergencia, como el derrame de diésel en Norilsk en mayo de 2020.

Los científicos creen que para mantener el frágil equilibrio de territorios norteños se necesita desarrollar productos que no ejerzan tanta presión sobre suelos o charcas y no contaminen el medioambiente. Durante muchos años, la Universidad Federal de Siberia ha realizado estudios de bioplásticos, incluso utilizando los polihidroxialcanoatos (PHA). Los productos de los bioplásticos (películas, gránulos y membranas médicas) forman parte de la producción experimental de la universidad.

En el estudio, publicado en la revista autorizada Chemosphere, los científicos presentaron los resultados de experimentos durante los cuales la comunidad microbiana de suelos subárticos descomponía los bioplásticos basados en PHA.

«Los resultados demuestran la necesidad de seguir desarrollando tales bioplásticos y sus derivados porque son los más seguros para la región subártica. Con el tiempo, los envases y bolsas de bioplástico podrán sustituir a los productos de plásticos tradicionales. Además, las bacterias y los hongos biodestructores pueden ayudar a reciclar completamente los productos utilizados, sin causar el menor daño a la naturaleza, los animales o las personas que viven en el Extremo Norte», dijo a RIA Novosti la coautora del estudio y profesora del Departamento de Biotecnologías de la Universidad Federal de Siberia, Svetlana Prúdnikova.  

Combustible alternativo a partir de desechos

Hoy en día, el reciclaje de diferentes tipos de desechos se está convirtiendo en una base de iniciativas empresariales por todo el mundo.

El combustible a partir de desechos (serrín, disolvente, aguas residuales y otros tipos) son de particular interés. Según los científicos de la Universidad Politécnica de Tomsk, este combustible no es solo más ecológico y más barato que los combustibles comunes, sino que también goza de mayor potencial energético y puede competir incluso con el carbón y el gasóleo. Los investigadores creen que las suspensiones formadas por serrín, aguas residuales y disolvente, así como la mezcla de polvo de carbón con las aguas residuales podrían convertirse en compuestos de combustible prometedores.

«Respecto a los índices importantes, el combustible basado en una suspensión no es inferior al combustible tradicional de carbón. Resultará posible utilizar eficazmente varios desechos combustibles de diferentes sectores económicos, sustituir la combustión de carbón con algo más y ampliar la base de materias primas de las empresas de energía», dijo a RIA Novosti la docente de la Escuela para Estudios Físicos de Procesos de Alta Energía de la Universidad Politécnica de Tomsk, doctoranda en Ciencias Físicas y Matemáticas, Ksenia Vershínina.

Los resultados del estudio se publicaron en la revista Journal of the Energy Institute que tiene unas calificaciones bastante altas. Cualquier empresa, región o país entero, interesado en desarrollar las tecnologías de aprovechamiento energético de residuos y de componentes de baja calidad, puede considerarlos útiles.

Diagnóstico de charcas

250 científicos del Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) prepararon el sexto informe de Perspectivas del Medio Ambiente Mundial. Según el informe, si no reforzamos las medidas para la protección del medioambiente de manera significativa, para mediados de siglo, millones de personas y animales podrían morir prematuramente, siendo los contaminantes en los sistemas de agua dulce la principal causa de ello.

Los ecólogos señalan que en la actualidad es especialmente relevante aprender a detectar en la naturaleza la sustancia llamada imidacloprid y limitar su difusión. Durante muchas décadas se utilizó como insecticida y su contenido en el medioambiente ha aumentado peligrosamente.

Los científicos de la Universidad Estatal de los Urales del Sur realizaron un estudio conjunto con sus colegas de la Universidad de Gante, Bélgica (Centro de Excelencia en Micotoxicología y Salud Pública, Facultad de Ciencias Farmacéuticas, Universidad de Gante). Propusieron detectar imidacloprid en el agua, utilizando el método electroquímico mediante un sensor capacitivo basado en polímeros con huellas moleculares.

«Que sepamos, es el primer sensor capacitivo basado en polímeros con huellas moleculares para detectar imidacloprid en el agua. Además, somos los primeros en introducir un enfoque en dos etapas con la regeneración entre cada ensayo para identificar distorsiones por intermodulación. Esto permitió sucesivamente utilizar cada electrodo 32 veces», dijo a RIA Novosti la doctoranda en Ciencias Químicas, investigadora superior del Centro Científico y Educativo Nanotecnologías de la Universidad Estatal de los Urales del Sur, Natalia Beloglázova.

Explicó que otros métodos para detectar la sustancia peligrosa, por ejemplo, la cromatografía, requieren una preparación duradera de muestras, grandes cantidades de disolventes y equipos costosos. En el futuro, se puede integrar el nuevo sensor en unos dispositivos autónomos para el diagnóstico de las charcas. Los datos del estudio se publicaron en la revista Scientific Reports.

Prevenir desastres

En los últimos años, las investigaciones científicas se centran en el desarrollo de medidas eficaces para prevenir desastres destructivos para el medioambiente, como los accidentes en las centrales nucleares de Chernóbil o Fukushima. En la actualidad, Rusia está construyendo centrales nucleares en Turquía, Finlandia, China, Bielorrusia, la India y Bangladés. Para garantizar una mayor seguridad de los reactores de la generación III+, los investigadores planean añadir sistemas de protección pasiva, los llamados dispositivos para localizar la fusión.

En caso de un accidente grave, cuando el caloportador deja de funcionar, el casco del reactor puede fundirse. En este caso, el dispositivo para localizar la fusión será uno de los sistemas de protección pasiva para garantizar la seguridad nuclear y aislar el fundamento y el suelo del corium que se forma cuando se funde el casco y el núcleo del reactor.

En caso de accidente, los restos de materiales radiactivos tóxicos del núcleo quedan atrapados en una zona especial, donde se enfrían a temperaturas a las que podrán trabajar los equipos de rescate. Los científicos de materiales de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia MISIS (NUST MISIS) están realizando un proyecto para elegir un nuevo material del dispositivo para localizar la fusión que garantice el nivel requerido de seguridad durante el trabajo del reactor, incluso en los modos extremos.

«En el laboratorio conseguimos simular el modo de emergencia de un reactor nuclear y estudiar el comportamiento de materiales diferentes, propuestos para fabricar el dispositivo. Analizaremos el comportamiento de los materiales y calcularemos el nivel mínimo de resistencia del casco del dispositivo que pueda garantizar una eliminación segura de las consecuencias de la fusión del núcleo del reactor», dijo el jefe del Laboratorio de Investigación Científica Materiales Nanoestructurados Híbridos de NUST MISIS, Alexandr Komissárov.

El material se preparó durante el Proyecto 5-100. El objetivo del proyecto es proporcionar apoyo estatal a las principales universidades de la Federación de Rusia con el fin de aumentar su competitividad entre los mejores centros científicos y educativos del mundo.

Cortesía de Sputnik

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