Emisión de CO2 durante el compostaje: Indicador de la actividad biológica del compost

Como sabemos, durante el compostaje la materia orgánica experimenta una serie de transformaciones de origen microbiológico que dan lugar a un composts con una materia orgánica estabilizada. Esta transformación incluye la generación de calor, vapor de agua, algunos nutrientes y sobre todo, CO2 como producto final de esta degradación. Por esto, este compuesto es muy estudiado como indicador de la actividad biológica de un compost ya que cuanto mayor sea la emisión de CO2 en un compostaje, mayor será la actividad biológica y viceversa.

¿Cuándo se emite más CO2?

Pues como ya hemos comentado, hay una relación directa entre su emisión y la actividad biológica por lo que es normal un comportamiento como el recogido en la Figura (a). Así, podemos observar una mayor emisión de CO2 durante la etapa que coincide con la fase termófila (la de mayor actividad biológica medida por una temperatura mayor) en las primeras 10 semanas de compostaje. 

Un comportamiento similar podríamos esperar del metano (CH4), aunque hay varios factores que influyen mucho en su emisión como el tipo de residuo que se composta, la generación de condiciones de anoxia y la proliferación de los microorganismos “metanogénicos”. En nuestro caso particular, se observa también un comportamiento similar a la emisión de CO2, durante la etapa termófila. 

CO2 and CH4 are the main gases generated by microbial degradation of OM during composting. In Fig. 3, the surface gas fluxes of both gases are shown and compared to the OM degradation pattern in the five composting mixtures. The emission of CO2 showed a similar pattern in the five piles. The higher CO2 production occurred at the beginning of the process, mainly during the initial 10 wk of composting, characterized by high temperatures (Fig. 2) and consequently higher microbial activity. Afterwards, CO2 fluxes were markedly reduced to levels lower than 200 g C m2 d1, by the end of the thermophilic phase (17 wk), and then CO2 emissions slowly decreased during maturation down to levels lower than 10 g C m2 d1, reflecting the stability of the mature compost. CO2 production has been extensively used as a respirometric index to measure microbial activity (Barrena et al., 2006). The evolution of the CO2 emissions in the five piles reflected the high stability degree achieved by the mature composts, which was confirmed by the changes in the stability and maturity indices used to assess the composting process (Table 1).

La fuente:

Sánchez-Monedero, M., Serramiá, N., Civantos, C., Fernández-Hernández, A., & Roig, A. (2010). Greenhouse gas emissions during composting of two-phase olive mill wastes with different agroindustrial by-products Chemosphere, 81 (1), 18-25 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2010.07.022

Tomado de:

Compostando

Las emisiones de CO2, en un punto crítico

Manifestantes de Greenpeace protestando contra las emisiones de CO2. | Efe

La concentración de CO2 en la atmósfera está a punto de rebasar el 'techo' simbólico de las 400 ppm (partes por millón), algo que no ocurría en nuestro planeta desde la era del Plioceno, hace más de tres millones de años. La responsable de la ONU para el clima, Christiana Figueres, ha expresado su "máxima inquietud" y ha hecho un llamamiento urgente a los gobiernos durante una ronda de negociaciones en Bonn.

Varios observatorios en el Artico han registrado ya seis mediciones superiores a las 400 ppm en la pasada semana, aunque los expertos esperan a que el registro histórico sea certificado por la estación de Mauna Loa, a 3.400 metros de altura en Hawai, donde la medición diaria llegó a las 399,72 ppm la semana pasada.

Al ritmo actual de aumento de las emisiones, se espera que el 'techo' de los 400 ppm podría superarse a mediados de mayo, mucho antes de lo previsto inicialmente por los expertos del clima, que consideran que la temperatura de la Tierra podría aumentar entre 2 y 2,4 grados por encima de esa cifra.

La 'Scripps Institution de Oceanografía' se ha sumado a la alerta general con la difusión de la vertiginosa curva con el aumento de las emisiones de Co2, de las 275 ppm antes de la revolución industrial a las 315 ppm en 1960 y 350 ppm en 1990.

"Ojalá no fuera verdad , pero todo parece indicar que vamos a alcanzar los 400 ppm sin perder el pulso y que vamos a llegar a los 450 a en pocas décadas", declaró el geólogo Ralph Keeling, de la Scripps Institution, de la que depende el observatorio hawaiano.

Límite a las emisiones

"Las 400 partículas por millón deberían servir para hacernos despertar", declaró por su parte, oceanógrafo de la Scripps e invetigador del ciclo del carno. "Todos deberíamos apoyar en este punto la transición a las energías limpias para reducir las emisiones de gases invernadero, antes de que sea demasiado tarde para nuestros hijos y nuestros nietos".

La tendencia, sin embargo, va en sentido contrario. En los últimos cinco años, al rebufo de la crisis, los mercados han vuelto a apostar por los combustibles fósiles, especialmente por la obtención de gas natural por el controvertido sistema del 'fracking' (fractura hídrica) y por las perforaciones petrolíferas en los océanos a grandes profundidades.

En el plano político, la posibilidad de un acuerdo multilateral en el 2015, con el objetivo de poner un límite a las emisiones a partir del 2020 parece cada vez más lejana. "El sentido de la urgencia es más fuerte", asegura sin embargo Christina Figueres, que confía en que se produzca un giro en el próximo encuentro auspiciado por la ONU en Varsovia a finales de año.

Para James Hansen, el científico de la NASA que advirtió hace 20 años sobre la de la necesidad de limitar y estabilizar las emisiones, el pico histórico del CO2 tiene una preocupante lectura y una difícil solución en la situación actual de parálisis política: "Si la humanidad desea preservar un planeta similar a aquel en el que las civilizaciones se desarrollaron y al que la vida en la Tierra está adaptada, debemos de reducir las emisiones hasta un máximo de 350 partes por millón".

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El Mundo Ciencia

Calentamiento global podría convertir el Ártico en fuente de CO2

Un equipo internacional liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España advierte que el aumento de las temperaturas puede convertir el Ártico en una fuente de dióxido de carbono (CO2).

El trabajo se basa en un análisis del equilibrio metabólico del plancton llevado a cabo durante ocho campañas oceanográficas entre 2007 y junio de 2012, y los resultados se han publicado en dos artículos en la revista Biogeosciences.

“Resolver el papel del plancton del Ártico como sumidero o emisor de CO2 a la atmósfera es de una enorme importancia para establecer el papel de esta región del planeta en el equilibrio de carbono de la biosfera”, afirmó el investigador del CSIC Carlos Duarte.

Según el primero de estos estudios, cuando acaba el oscuro invierno ártico y la capa de hielo comienza a disminuir, la proliferación de plancton fotosintético en primavera es capaz de producir suficiente materia orgánica para el resto de la cadena alimentaria durante todo el año. De esta forma, el océano Glaciar Ártico ejerce con carácter anual como un sumidero de CO2.

El segundo estudio concluye que el calentamiento global puede alterar ese equilibrio. Así, los experimentos llevados a cabo en las islas Svalbard (Noruega), a 78° Norte, indican que el plancton se convierte en una fuente de dióxido de carbono a la atmósfera cuando la temperatura excede de 5°C.

Según las estimaciones, el sector europeo del Ártico alcanzará esa temperatura en las próximas décadas.

“La subida de temperatura aumenta la respiración del plancton, lo que hace que la respiración prevalezca sobre la fotosíntesis y el plancton se convierta en un emisor de CO2 a la atmósfera. Además, el plancton cambia a formas de menor tamaño, que se descomponenmásfácilmente”, añade la investigadora del CSIC JohnnaHolding.

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La Mula

Nuevo proceso obtiene energía del carbón sin quemarlo

Una de las principales fuentes de contaminación atmosférica y también de las principales causantes del exceso de dióxido de carbono son las plantas de energía que queman carbón para calentar agua y mover unas turbinas con el vapor generado, que a su vez generan la electricidad. El carbón es barato, por lo que siguen proliferando, a pesar de tener una tecnología obsoleta. Pero ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Ohio State han dado con una versión de planta energética a base de carbón que no necesita quemarlo, sino que lo convierte en calor de forma química, y captura el 99 por ciento del dióxido de carbono que produce en la reacción. 



La tecnología desarrollada ha logrado pasar todas las pruebas para poder comenzar con las pruebas de gran escala. Durante 203 horas, la tecnología desarrollada en Ohio State produjo calor y capturó el 99 por ciento de CO2. Liang-Shih Fan, profesor de ingeniería química y biomolecular, es el director del laboratorio que desarrolló la tecnología llamada Coal-Direct Chemical Looping, que consigue extraer energía del carbón de forma química, y contiene las emisiones producidas de forma eficiente antes de que sean liberadas a la atmósfera.

La combustión es una reacción química que consume oxígeno y produce calor, dice Fan. También produce dióxido de carbono, que en exceso en la atmósfera, produce un efecto invernadero atrapando el calor radiado por el Sol, y generando el Calentamiento Global. Fan y su equipo han descubierto la forma de liberar calor sin quemar, controlando cuidadosamente la reacción química, así se puede contener por completo, dentro del reactor, el dióxido de carbono.

Como el carbón no se ha abandonado nunca, a pesar de la energía nuclear, de la quema de gas y petróleo, y de las tecnologías renovables como la energía eólica y la energía solar. Así es que la mejor forma de luchar contra los efectos que produce su explotación como fuente energética, es diseñando una forma eficiente de evitar la contaminación.

En total, se han realizado pruebas piloto que acumulan 830 horas que demuestran la fiabilidad del sistema desarrollado por Fan y su equipo. Ahora buscan llevarla al siguiente nivel, una planta piloto a gran escala que está en construcción en el centro de captura de carbono del departamento de energía de Estados Unidos. La idea es comenzar hacia fines de 2013 con las pruebas, para poder producir 250 kilovatios, utilizando sintegas como fuente. El sintegas es el combustible gaseoso que se obtiene a partir del carbón, en este caso, a través del proceso químico.

Su tecnología utiliza pequeñas bolas de metal para llevar oxígeno al combustible, a fin de generar la reacción química. El carbón en polvo se mezcla con las bolas de óxido de hierro, y es calentado a altas temperaturas, hasta que los materiales reaccionan entre sí. El carbono del carbón se une con el oxígeno del óxido de hierro y crea dióxido de carbono, que se lleva a un compartimento donde es capturado. Las cenizas calientes de hierro y carbón son dejadas detrás. Como las bolitas de hierro son mucho más grandes que la ceniza de carbón, son fácilmente separables. Así es que son llevadas a otra recámara donde la energía calórica genera electricidad. La ceniza es removida del sistema. El dióxido de carbono es separado y puede ser reciclado o almacenado para su posterior venta a industrias que deben producirlo, como por ejemplo la de las gaseosas. Las bolitas de hierro son luego expuestas al aire dentro del reactor, así que se re oxidan, y pueden ser vueltas a usar casi de forma indefinida, sino también pueden ser recicladas.

Este sistema excede las demandas del departamento de energía estadounidense para nuevas tecnologías que utilicen fuentes fósiles. Estas no deberían aumentar el costo de la electricidad más de un 35 por ciento, y deberían capturar más del 90 por ciento del dióxido de carbono que generen. 

Tomado de:

Sinapsit.com

¿Por qué no se agota el oxígeno del planeta?

El oxígeno es uno de los elementos químicos más importantes en todo lo relacionado a la vida humana y al ambiente en que vivimos, ya que es, por ejemplo, el principal componente de la corteza terrestre, el tercer elemento más abundante del universo, uno de los principales componentes químicos del cuerpo humano (al estar también presente en la masa del agua) y uno de los dos componentes más importantes de la atmósfera; básicamente, lo que respiramos.

Por lo tanto, siendo el oxígeno un elemento tan importante es fundamental también su presencia en el planeta y, aunque muchas veces esta presencia pareciera estar amenazada, se tiene la certeza científica de que el oxígeno no se está agotando y que, al igual que desde hace millones de años, sigue constituyendo alrededor del 21 % (más exactamente 20.94 %)de la atmósfera.
Ahora vamos a ver por qué no se agota el oxígeno del planeta.

El oxígeno y la energía

¿Por qué la presencia del oxígeno parece estar amenazada? Para mantener las formas de vida que el hombre ha desarrollado a lo largo de la historia se necesita energía (para el transporte, la electricidad, el calor, etcétera) y la principal fuente de energía en el mundo son los combustibles fósiles: el petróleo, el carbón y el gas natural; todos ellos fuentes de energía no renovable. 

En la utilización de estos combustibles fósiles, el proceso de combustión mediante el cual se genera la energía consiste en la utilización del oxígeno molecular presente en el aire (O2) para romper los enlaces de carbono e hidrógeno, que es lo que libera la energía. Al mismo tiempo, los átomos de carbono cargados positivamente que quedan libres, se enlazan con dos átomos de oxígeno negativos, formando dióxido de carbono (CO2). Este proceso, entonces, es el que reduce la cantidad de oxígeno en el planeta, y aumenta la cantidad de dióxido de carbono.

Producción de oxígeno

Pero si los combustibles fósiles son nuestra principal fuente de energía y se utilizan cada vez más, disminuyendo el oxígeno en la atmósfera, ¿por qué el oxígeno no se agota?

Aquí intervienen otros seres vivos, principalmente las plantas, en cuyo proceso de fotosíntesis realizan un procedimiento inverso al que realizamos nosotros para respirar: mientras nosotros respiramos el oxígeno presente en el aire (y también lo convertimos en energía para nuestro cuerpo), con la fotosíntesis las plantas utilizan CO2 para producir su energía y de esta manera liberan oxígeno al aire.

Estos procesos inversos y complementarios, respiración y fotosíntesis, son una clara muestra del equilibrio ecológico que se produce entre plantas y animales y, como vemos, es la explicación de por qué el oxígeno no se agota. 

 Algunos científicos han dicho que si se utilizara 1 billón de toneladas de combustibles fósiles el nivel de oxígeno del planeta se reduciría solamente hasta 20.88 %, así que su presencia, esencial para nuestra vida y para el planeta, está asegurada.

De todas maneras, la utilización de combustibles fósiles como fuente de energía sí tiene otras consecuencias muy preocupantes y ya muy analizadas y discutidas en la comunidad científica, como los gases del efecto invernadero y el calentamiento global.

Fuente:

Ojo Científico

El cambio climático reduce la absorción de CO2 en el océano Atlántico

Vista panorámica del océano Atlántico. | E.M.

La circulación meridional de retorno del Atlántico, que transporta las aguas cálidas superficiales hacia el norte y las aguas frías profundas hacia el sur, cumple un papel crucial en el sistema climático, ya que facilita la redistribución del calor, el agua dulce y el dióxido de carbono del planeta. Un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha constatado que la ralentización de esta circulación contribuyó a que la región subpolar del Atlántico disminuyese rápidamente su capacidad de absorción del CO2 atmosférico entre 1990 y 2006.

El aumento acelerado del CO2 está dificultando la capacidad de absorción del océano. "Esto respaldaría las predicciones más pesimistas sobre el impacto del cambio climático", explica Fiz Fernández Pérez, investigador del CSIC en el Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo.

Los análisis muestra además que el océano aportó menos calor a la atmósfera. "Según modelos de simulación, el calentamiento de la superficie del mar coincide con una reducción en la recirculación meridional en el Atlántico. Nuestras conclusiones constatan que la ralentización de la circulación fue en gran parte la responsable de esa pérdida de la capacidad de absorción, a través de una reducción de la pérdida del calor oceánico y por la disminución de la captación de CO2 antropogénico en aguas subpolares", añade el investigador del CSIC.

Impacto directo sobre el clima

La importancia del estudio de la circulación meridional de retorno es mayúscula en la medida en que el transporte de calor a las costas tiene un impacto directo sobre el clima. Por ello es preciso conocer cuándo ese transporte será más débil y cuándo será más fuerte.

El trabajo se enmarca en el proyecto CATARINA (Carbon Transport and Acidification Rates in the North Atlantic), liderado por el Instituto de Investigacioens Marinas del CSIC.

La iniciativa, que estudia la perturbación oceánica y sus consecuencias en respuesta al aumento del CO2 atmosférico derivado de las actividades humanas (antropogénico), comenzó con el muestreo desde Groenlandia a Portugal de este fenómeno, y se realizó a borde del buque oceanográfico Sarmiento de Gamboa, gestionado por el CSIC.

Fuente:

El Mundo Ciencia

Decepcionante: Acuerdo de mínimos para prolongar el Protocolo de Kioto hasta 2020

Decepcionante, pero es la cruda realidad que estamos viviendo...

Sesión de negociaciones en la última jornada de la Cumbre de Doha. | AFP

Los 194 países reunidos en la Conferencia de Naciones Unidas del Cambio Climático en Doha han alcanzado un acuerdo de mínimos para prórrogar hasta 2020 el periodo de compromiso del Protocolo de Kioto, que expiraba este año.

El acuerdo, conocido como Puerta Climática de Doha, supone prorrogar Kioto ocho años, el único tratado internacional vinculante para combatir el calentamiento global. Sin embargo, Rusia, Japón y Canadá, entre otros, no han accedido a este nuevo compromiso, con lo que las emisiones de CO2 de los participantes suponen ahora apenas el 15% de las emisiones globales.

"Les agradezco a todos ustedes su buena voluntad y el duro trabajo para avanzar en este proceso", ha afirmado el presidente de la Conferencia, Abdulá bin Hamad al Attiyah, durante la presentación de los resultados de las negociaciones maratonianas de la conferencia. La COP18 en realidad debería haber concluido el viernes, pero fue prorrogada para lograr un acuerdo.

El delegado ruso, Oleg Shamanov, sin embargo, ha manifestado la negativa de su país, que, como Bielorrusia y Ucrania, rechazan prorrogar el Protocolo de Kioto más allá de 2012.

Medidas insuficientes

El acuerdo alcanzado en Doha aplaza además hasta 2013 las negociaciones sobre la demanda de los países en vías de desarrollo, que exigen mayores donaciones para ayudarles a frenar las emisiones de gases de efecto invernadero.

Todas las delegaciones presentes en Doha han reconocido que el acuerdo final no satisface las recomendaciones de los científicos, que pedían medidas drásticas para evitar un calentamiento que está provocando olas de calor, inundaciones, sequías o la subida de los niveles del mar.

El Protocolo de Kioto, firmado en 1997, obligaba a 35 países industrializados a reducir una media de al menos un 5,2% las emisiones de gases de efecto invernadero tomando como referencia las emisiones de 1990.

Sin embargo, ya en su origen no incluía a países desarrollados tan importantes como Estados Unidos y no imponía objetivos de reducción de los gases a los países en desarrollo como China, India, Brasil o México.

Las emisiones de dióxido de carbono, el principal gas de efecto invernadero, crecerán este año un 2,6% a nivel mundial y duplican ya las tasas de 1990, fundamentalmente por las aportaciones de grandes potencias en desarrollo como China o India.

Fuente:

El Mundo Ciencia

Las emisiones de carbono oscurecen la cumbre del clima

Es complicado que se pueda alcanzar un acuerdo sobre emisiones de CO2 en Doha.

Al tiempo que miles de delegados internacionales debaten en la capital de Qatar, Doha, un nuevo plan para revertir el cambio climático, distintos informes divulgados este fin de semana muestran que la asignatura de las emisiones de dióxido de carbono, CO2, está lejos de ser aprobada.

Para comenzar, las cifras del Global Carbon Project (Proyecto Global del Carbono) muestran que si bien la contaminación por dióxido de carbono se está reduciendo en muchos países industrializados, dicha disminución ha sido contrarrestada por la creciente contaminación que generan potencias emergentes como China e India. 

Los expertos dicen que esto puede conducir a un calentamiento global de entre 4 y 6 grados centígrados en los próximos años.
Pese a conclusiones similares de otros estudios difundidos los últimos días, los corresponsales en Doha dicen que los delegados que se encuentran en Qatar no parecen estar más cerca de un acuerdo que pueda marcar una tendencia decreciente de las emisiones globales de carbono.

Es cada vez menos probable que el calentamiento global se mantenga por debajo de una subida de 2º centígrados de la temperatura en comparación con los niveles preindustriales.

Los datos muestran que las emisiones globales de dióxido de carbono alcanzaron en 2012 los 35.600 millones de toneladas, un aumento del 2,6% en comparación con 2011 y un 58% superior a los niveles de 1990.

Los investigadores dicen que estas emisiones son las que más contribuyen al cambio climático y suponen un fuerte indicador de un potencial calentamiento futuro.

Los resultados fueron publicados en la revista Nature Climate Change y en Earth System Sicence Data Discussions. 

Muchos de los países de bajas emisiones han aprovechado la conferencia del clima en Qatar para pedir que se establezca un umbral de subida de la temperatura menor a los 2 grados centígrados, porque dicen que incluso la subida de 2ºC puede poner en riesgo su futuro.

China, India y Brasil en la mira

"Estas últimas cifras llegan en medio de las conversaciones en Doha, pero con unas emisiones al alza, parece que nadie está escuchando a la comunidad científica"

Corinne Le Quere, directora del Centro Tyndall, Universidad de East Anglia

Según los datos de los últimos informes, divulgados este domingo por investigadores de Reino Unido, China e India contribuyeron ampliamente en el aumento global del 3,5% de las emisiones de dióxido de carbono CO2 el año pasado.

En el año 2011, las emisiones de China e India aumentaron 9,9% y 7,5% respectivamente, en comparación con 2010.

Brasil también emitió más CO2 en 2011: 424 millones de toneladas, un aumento de 1,4% en relación con 2010.

Según los científicos de la Universidad de East Anglia, dos regiones presentaron una disminución de las emisiones en el mismo período: Estados Unidos (reducción de 1,8%) y la Unión Europea (reducción de 2,8%).

Los datos de la universidad británica indican que las emisiones habrán aumentado en 2012 alcanzando un volumen récord.

"Estas últimas cifras llegan en medio de las conversaciones en Doha, pero con unas emisiones al alza, parece que nadie está escuchando a la comunidad científica", dijo Corinne Le Quere, directora del Centro Tyndall para la investigación sobre el cambio climático en la Universidad de East Anglia.

"Estoy preocupada por que los riesgos de un peligroso cambio climático son demasiado elevados con la actual trayectoria de emisiones", añadió.

"Necesitamos un plan radical".

El documento dice que el aumento medio en los niveles globales de CO2 fueron de 1,9% en los años 80, 1,0% en los 90 pero de 3,1% desde 2000.


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BBC Ciencia

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