Investigadores de la Universidad de Minnesota identifican ganancias de energía e impactos medioambientales del etanol de maíz y biodiesel de soya y proponen alternativas para la próxima generación de biocombustibles.
El primer análisis comprensivo de los ciclos de vida completos del biodiesel de soya y etanol de granos de maíz muestra que el biodiesel tiene mucho menos impacto en el ambiente y un beneficio neto de energía más alto que el etanol de maíz.
Los investigadores rastrearon toda la energía usada para el cultivo de maíz y soya y convertir las cosechas en biocombustibles. También vieron cuánto fertilizante y pesticidas requirieron el maíz y la soya y cuántos gases de invernadero y nitrógeno, fósforo, y contaminantes de pesticidas que cada uno liberó en el ambiente.
“Cuantificando los beneficios y costos de los biocombustibles a lo largo de sus ciclos de vida no sólo nos permite hoy tomar las opciones correctas sino también para identificar mejores biocombustibles para el futuro,” indicó Jason Hill autor líder del estudio, un investigador postdoctorado en el departamento de ecología, evolución, y conducta y en el departamento de economía aplicada.
El estudio mostró que los dos, el etanol de grano de maíz y el biodiesel de soya producen más energía de la que se necesita para los cultivos y convertirlos en biocombustibles. Este hallazgo refuta otros estudios que aseguran que estos biocombustibles requieren más energía en su producción que la que proporcionan. La cantidad de energía que cada uno regresa difiere grandemente, sin embargo. El biodiesel de soya devuelve 93 por ciento más energía de la usada para producirlo, mientras el etanol de grano de maíz actualmente proporciona sólo 25 por ciento más energía.
Pero, los investigadores advierten que ningún biocombustible puede llegar cerca de satisfacer la creciente demanda para las alternativas al petróleo. Por ejemplo, dedicando toda la producción actual de maíz y soya de Estados Unidos a los biocombustibles cubrirían sólo el 12 por ciento de la demanda de gasolina y el 6 por ciento de demanda de diesel. Entretanto, el crecimiento de la población global aumentará la demanda del maíz y la soya para alimento.
Los autores mostraron que los impactos medioambientales de los dos biocombustibles también difieren. El biodiesel de soya produce 41 por ciento menos emisiones de gas de invernadero que el combustible diesel mientras que el etanol de grano de maíz produce 12 por ciento menos emisiones de gas de invernadero que la gasolina. La soya tiene otra ventaja medioambiental sobre el maíz porque requiere menos fertilizante nitrogenado y pesticidas que entran en los cuerpos de agua, arroyos, ríos y océanos. Estos químicos agrícolas contaminan el agua potable, y el nitrógeno disminuye la biodiversidad en los ecosistemas globales. El fertilizante nitrogenado, principalmente del maíz, causas la "zona muerta" en el Golfo de México.
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El Noroeste del Pacífico de Estados Unidos debería Tener Más Especies del Árbol
Un estudio, basado en la nueva tecnología sensorial, ha encontrado que el Noroeste del Pacífico, una región famosa por sus inmensos bosques, realmente debería tener un número mucho mayor y diversidad de especies de árboles de las que tiene, muchas desaparecieron al parecer hace aproximadamente 2 millones de años.
En un análisis de datos ecológicos, los investigadores también encontraron que la productividad global de regiones arboladas en los Estados Unidos puede allí estar estrechamente correlacionada a la diversidad de especies, conocimiento que puede ser extremamente importante para determinar cómo responderán los bosques al cambio de clima.
Información como esta revela los datos cada vez más detallados que pueden obtenerse de los dispositivos sensores remotos, usados para comprender mejor cómo los cambios climáticos y medioambientales pueden afectar amplias regiones de la Tierra, ahora y en el futuro.
En la anticipación de cambios mayores en el clima, los científicos necesitan mejores maneras de estimar alrededor del mundo la productividad forestal, modelos de vegetación, riqueza de especies y fotosíntesis. También sería deseable predecir cómo los bosques realmente pueden cambiar antes de que realmente pase, para que podamos manejar mejor los cambios. Estas nuevas herramientas están ayudando a hacer eso.
En el estudio, investigadores de la Universidad Estatal de Oregón, la Universidad de Columbia Británica y el Colegio Richard Stockton de New Jersey usaron datos de espectrómetros en los satélites TERRA y AQUA de la NASA, para determinar la productividad a groso modo de bosques en aproximadamente 65 “eco-regiones” localizadas en EE.UU.
Encontraron que las medidas satelitales de productividad en la mayoría de los lugares era un barómetro exacto de lo que realmente se observó en la tierra, y también que esta productividad podía correlacionarse con la diversidad de especies.
En una de las excepciones más raras, sin embargo, aparecía que el Noroeste del Pacífico debería realmente estar soportando un número mucho mayor de especies de árbol de lo que hace, el área es dominada por sorprendentemente pocas especies de coníferas y árboles caducos, comparada a algunas partes de Corea y China que tienen climas similares pero muchas más especies.
Hay evidencia de que el Noroeste del Pacífico solía hace varios millones de años soportar muchos más géneros de árboles a finales del Plioceno. Pero en un clima más frío, más seco, hubo un decaimiento y extinción localizada de muchas especies de las que la región todavía no se ha recuperado. El Noroeste del Pacífico ahora soporta aproximadamente 60 especies de árboles, pero dado el clima actual los investigadores piensan que debería tener casi el doble de ese número.
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Nuestro planeta está “cableado” con bacterias productoras de electricidad
Cuando Yuri Gorby descubrió que un microbio que transforma metales tóxicos puede hacer brotar diminutos alambres eléctricamente conductivos de su membrana celular, razonó que esta rareza anatómica y su fisiología que modifica metales deben estar relacionadas.
Un colega que había oído la presentación de Gorby en una reunión científica después informó que él también, fue capaz de lograr nanoalambres de otra especie de bacterias llamadas reductoras de metales y aun más sugirió que los alambres podrían usarse en dispositivos eléctricos de bioingeniería.
Resulta ahora que no sólo son los alambres y su habilidad de alterar conexiones de metal sino que muchas otras bacterias, incluso especies involucradas en la fermentación y fotosíntesis, también pueden formar alambres bajo una variedad de condiciones medioambientales.
“La tierra parece estar “cableada”, dijo Gorby, científico del Pacific Northwest National Laboratory, quién ha documentado la aparente ubicuidad de vida microbiana eléctricamente conductiva.
En una serie de experimentos, Gorby y colegas indujeron nanoalambres en una variedad de bacterias y demostraron que eran eléctricamente conductivos. Los nanoalambres bacterianos eran tan pequeños como 10 nanómetros en diámetro y formaron bultos tan anchos como 150 nanómetros. Llegaron a crecer a ser decenas a centenares de micras de largo.
El común denominador involucra el privar a un microbio de algo que necesita para emitir el exceso de energía en forma de electrones. Por ejemplo, Shewanella, de interés en la limpieza medioambiental por su habilidad de acelerar el desgaste de metales tóxicos en benignos, requiere oxígeno u otros aceptantes de electrones para la respiración, mientras que Synechocystis, una cianobacteria, combina los electrones con anhídrido carbónico durante la fotosíntesis.
Privados de éstos “los aceptantes de electrones”, los nanoalambres bacterianos literalmente se extenderán y conectarán las células de una a otra para formar una comunidad eléctricamente integrada.
No se conocen actualmente las implicaciones fisiológicas y ecológicas para estas interacciones, pero el efecto sugiere una forma muy organizada de distribución de energía entre los miembros de la más vieja y más sustentable forma de vida en el planeta.
