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Empresa & Sociedad

BICARBONATO DE SODIO: ¿UNA SOLUCIÓN AL HIDRÓGENO VERDE?

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En un mundo de temperaturas cada vez más cálidas, crece la necesidad de que las fuentes de energía tengan cero o casi cero emisiones de carbono. Eso significa olvidarse del carbón, el petróleo y el gas natural y obtener la mayor parte de nuestra energía de fuentes renovables.


Bicarbonato de sodio: ¿una solución al hidrógeno verde? Uno de los pilares de las energías renovables más prometedores es el hidrógeno verde. Es decir, aquel que se produce sin combustibles fósiles. Esta resulta una idea prometedora porque el elemento más abundante en el universo es el hidrógeno. De hecho, se lo encuentra en el 75 % de toda la materia. Además, una molécula de hidrógeno tiene dos átomos emparejados, no tóxicos y altamente combustibles.

El potencial de combustión del hidrógeno lo convierte en un tema atractivo para los investigadores de energía de todo el mundo. En el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL), un equipo está investigando el hidrógeno como un medio para almacenar y liberar energía, en gran parte rompiendo sus enlaces químicos. Un trabajo que está vinculado al consorcio de Investigación Avanzada de Materiales de Hidrógeno (HyMARC) en el Departamento de Energía (DOE).

Almacenamiento de hidrógeno aún no optimizado

Un enfoque de la investigación del PNNL se relaciona con la optimización del almacenamiento de hidrógeno, un problema persistente para el que hay que hallar una solución. Hasta la fecha, no existe una forma completamente segura, rentable y energéticamente eficiente de almacenar hidrógeno a gran escala.

“Tienes que ser un poco creativo”, dijo Autrey, uno de los autores del restudio. A quien le divierte lo común, barato y eficaz que es el bicarbonato de sodio como posible respuesta a un gran problema. “No todos los productos químicos serán eficientes para almacenar hidrógeno. Tienes que trabajar con lo que te da la madre naturaleza”.

Hidrógeno limpio para las necesidades energéticas a largo plazo

Autrey, Gutiérrez y otros en PNNL ven el almacenamiento de energía de larga duración como la clave para el futuro del hidrógeno como opción de energías renovables. La tecnología de batería actual está diseñada para durar varias horas de almacenamiento. En una red de energía renovable, las baterías pueden manejar alrededor del 80 por ciento de las necesidades de almacenamiento. Pero “el último 20 por ciento adoptará enfoques únicos”, dijo Autrey. «Querremos almacenar el exceso de energía para estar preparados para cuando sea necesaria”.

La capacidad de almacenamiento estacional como esta es una de las atracciones del hidrógeno. También lo es el hecho de que el almacenamiento de hidrógeno puede ubicarse casi en cualquier sitio. La energía hidroeléctrica, por ejemplo, requiere diferencias en la elevación para almacenar el exceso de agua con el fin de obtener energía. El almacenamiento de hidrógeno no requiere condiciones especiales relacionadas con la geografía.

Además, dijo Autrey, a medida que las escalas se vuelven más grandes, el hidrógeno se vuelve más económico. Es más barato comprar algunos tanques de almacenamiento de hidrógeno adicionales que comprar muchas baterías.

El hidrógeno limpio es una gran promesa como fuente de energía. Un proceso llamado electrólisis, por ejemplo, puede dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. En el mejor de los mundos, la energía para la electrólisis provendría de fuentes de energía renovables, incluidas la solar, la eólica y la geotérmica. Bicarbonato de sodio: ¿una solución al hidrógeno verde?

Desafío: producir hidrógeno de forma más económica

El hidrógeno se puede comprimir en un gas, pero eso requiere presiones muy altas. Un tanque de almacenamiento seguro necesitaría paredes de acero muy grueso o fibra de carbono de grado espacial, realmente muy costosa.

¿Qué hay del hidrógeno líquido criogénico? Este es un medio de almacenamiento comprobado, pero requiere obtener y mantener algo tan frío (-471 F o -279,4 C) que los costes de energía periférica son significativos.

Lo que parece ser más prometedor son las moléculas líquidas, optimizadas para almacenar y liberar hidrógeno. Jamie Holladay, un experto en energía sostenible, dirigió recientemente una investigación dirigida por PNNL sobre estrategias más simples y eficientes para licuar hidrógeno.

El uso de tales líquidos como medio de almacenamiento tiene la ventaja de poder dar uso a la infraestructura energética existente, incluidos oleoductos, camiones, trenes y barcos de recogida, dijo Gutiérrez.

El ciclo bicarbonato-formiato

¿Quieres hornear galletas? ¿O almacenar energía de hidrógeno? El bicarbonato de sodio podría ser tu mejor opción. Esta sal de bicarbonato de sodio, de efectos suaves y económicamente accesible, no es tóxica y abunda en el planeta.

En realidad, no hablamos de bicarbonato de sodio exactamente. El equipo de PNNL está investigando las propiedades de almacenamiento de energía de hidrógeno del ciclo de formiato de bicarbonato. El formiato es una molécula orgánica líquida.

La idea es la siguiente. Las soluciones de iones de formiato (hidrógeno y dióxido de carbono) en agua transportan hidrógeno basado en formiato de metal alcalino no corrosivo. Los iones reaccionan con el agua en presencia de un catalizador. Esa reacción produce hidrógeno y bicarbonatos. El «bicarbonato de sodio» que Autrey admira por su ausencia de impactos en el medio ambiente.

Con unos ajustes leves en la presión, el ciclo de bicarbonato-formiato se puede revertir. Eso proporciona un interruptor de encendido y apagado para una solución acuosa que alternativamente puede almacenar o liberar hidrógeno.

Antes del bicarbonato de sodio, el equipo de almacenamiento de hidrógeno de PNNL consideró el etanol como un portador de hidrógeno orgánico líquido, el término general de la industria para los medios de almacenamiento y transporte. Juntos, desarrollaron un catalizador que libera el hidrógeno. Los catalizadores son aditivos de diseño que aceleran los procesos utilizados para formar y deshacer enlaces químicos de una manera energéticamente eficiente. Bicarbonato de sodio: ¿una solución al hidrógeno verde?

Almacenamiento de hidrógeno que ‘parece agua’

En el mundo de la investigación del almacenamiento de hidrógeno, el ciclo del formiato de bicarbonato ha creado un gran revuelo durante bastante tiempo. Después de todo, se basa en materiales abundantes, no inflamables y no tóxicos. El ciclo emplea una solución acuosa de almacenamiento que “parece agua”, dijo Autrey. “De hecho, podrías apagar un fuego con ella”.

Pero para que las sales de formiato-bicarbonato sean eficaces a la hora de almacenar energía de hidrógeno, los investigadores aún deben desarrollar escenarios económicamente viables. Hasta ahora, la tecnología almacena hidrógeno a solo 20 kilogramos por metro cúbico. En comparación con el estándar industrial de hidrógeno líquido de 70.

Más fundamentalmente, dijo Autrey, los investigadores necesitan una comprensión a nivel de sistemas de la electroquímica y la catálisis requeridas. En términos de ingeniería, hasta la fecha, la idea de un ciclo viable de bicarbonato-formato tiene un bajo nivel de preparación técnica. “Si resolvemos los problemas de catálisis”, agregó, “podríamos obtener un interés real”.

Acerca del estudio

Los esfuerzos de almacenamiento a base de hidrógeno en PNNL están financiados por la Oficina de Tecnologías de Pilas de Combustible e Hidrógeno del DOE en la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable (EERE). La investigación promueve la iniciativa H2@Scale del DOE, así como el Hydrogen Shot de la agencia.

Los dos autores principales del nuevo artículo son el químico y miembro del laboratorio del PNNL Thomas Autrey. Y su colega Oliver Gutiérrez, un experto en hacer que las reacciones químicas sean rápidas y rentables. El artículo se publicó en la revista Green Chemistry. Bicarbonato de sodio: ¿una solución al hidrógeno verde?


Fuente/Ecoticias
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KRAN: INNOVACIÓN TECNOLÓGICA LIDERANDO EL FUTURO DEL AGUA

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La startup fue recientemente galardonada con el premio Siemens Water Innovation Challenge en el Congreso ACADES 2024, gracias a su innovadora tecnología de nanoburbujas.

Su fundador, Jaime de la Cruz, destaca que “la innovación es liberar la imaginación, romper los miedos y avanzar, para eso se requiere de gente preparada, valiente y resiliente ya que innovar es asumir el riesgo del fracaso y en Kran están esas personas”.


Kran nació como un sueño desde el corazón de Puerto Varas, en el sur de Chile. Su fundador, Jaime De La Cruz, quiso honrar con el nombre del dios de la cultura Selknam, pueblo que logró habitar y adaptarse a las zonas más extremas de la Patagonia en perfecta armonía con la naturaleza. Bajo esta premisa inició este emprendimiento que fuera reflejo de su compromiso con el medio ambiente, y que, a la vez, tuviera tal nivel de innovación que dejara una huella importante, posicionando a Chile -con la nobleza de sus orígenes- en la vanguardia a nivel mundial.

Su crecimiento ha sido exponencial. Iniciaron este proyecto desde la Patagonia chilena, pasando por la capital y logrando instalarse en Silicon Valley junto a las empresas más exitosas de los últimos años. Hace solo unos meses, la empresa fue nombrada como una de las 10 “Top Innovators” por el Foro Económico Mundial, y en marzo, recibió el premio Siemens Water Innovation Challenge del Congreso ACADES 2024, gracias a su tecnología que ofrece soluciones basadas en nanoburbujas para optimizar el uso del agua en procesos productivos.

Su CEO, Jaime de la Cruz, explica la inspiración de este proyecto que ha logrado crear equipos adaptados a las necesidades de cada cliente en sectores industriales, de agricultura y acuicultura, promoviendo la eficiencia y sostenibilidad hídrica.

¿Cuál ha sido el principal impulso detrás de la innovación en Kran y cómo se refleja esto en las soluciones que ofrecen actualmente?

«Kran nace de un sueño, un sueño que tenía que ver con desarrollar una compañía que tuviera tres pilares fundamentales: ‘estar en la frontera de la ciencia’, ‘ser high tech’ y ‘que fuera 100% verde’. Esos pilares se han mantenido como el motor de todo el equipo humano de Kran».

Respecto al premio que obtuvieron este año, el Siemens Water Innovation Challenge del Congreso ACADES, menciona que «este tipo de reconocimiento confirma que el camino trazado es el correcto. Es un estímulo maravilloso”. Agrega que este premio ayuda a ser un referente mundial en la industria de la nanoburbuja, “principalmente como un generador de soluciones a los distintos dolores de las industrias, tan variadas como la acuicultura, la agricultura, la minería, el procesamiento de alimentos y bebidas, el tratamiento de aguas residuales, reutilización de aguas y producción de agua potable, entre muchas otras”.

¿Cuál consideras que es el mayor impacto ambiental positivo que las soluciones de Kran pueden ofrecer a largo plazo?

«Nuestra tecnología se refleja en tres impactos principales: eficiencia hídrica, ahorro de energía y químicos. Esto resulta en una mayor producción de alimentos, menor huella de carbono y mayor

productividad industrial. Este enfoque demuestra que el compromiso ambiental es una parte integral de la misión de Kran, que busca no solo ofrecer soluciones tecnológicas avanzadas, sino también contribuir a un futuro más sostenible”.

Entre sus múltiples beneficios, las nanoburbujas incluyen una eficiencia en el riego que puede resultar en ahorros hídricos superiores al 50%. También mejoran la eficiencia en el lavado en fábricas de alimentos, reduciendo el consumo de químicos y agua; y permiten ahorros energéticos en el tratamiento de aguas residuales, facilitando el reúso de agua de procesos industriales para riego.

“La innovación es un pilar fundacional de Kran, y estamos seguros de que para generar un mejor mundo se necesita la innovación que te permite liberar la imaginación, romper los miedos y avanzar. Para eso se requiere de gente preparada, valiente y resiliente ya que innovar es asumir el riesgo del fracaso y en Kran están esas personas”, explica De la Cruz.

Tomando este principio de innovación, el trabajo de Kran no se estanca en el inmenso aporte que ya realizan, sino que apuntan a seguir aumentando la productibilidad agrícola, disminuir el uso del agua potable para los mismos procesos en que hoy se utilizan, regenerar y/o recuperar ambientes contaminados, y generar soluciones que disminuyan el consumo de productos químicos dañinos para la naturaleza a través de la tecnología de las nanoburbujas.


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DESALINIZACIÓN, UNA SOLUCIÓN VITAL PARA LA SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL Y EL DESARROLLO GLOBAL

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La desalinización, proceso mediante el cual se convierte el agua de mar en agua dulce apta para el consumo humano y agrícola, emerge como una respuesta crucial a los desafíos hídricos que enfrenta nuestro planeta.


En un mundo donde el acceso al agua dulce se ha convertido en una preocupación creciente, la desalinización emerge como una solución prometedora para satisfacer la creciente demanda de agua potable. Con aproximadamente el 71% de la superficie terrestre cubierta por agua, pero solo el 2.5% de esta siendo agua dulce, la desalinización ofrece una oportunidad crucial para aprovechar el vasto recurso de agua salada que es el océano.

Antecedentes y Tecnologías Actuales:

El proceso de desalinización ha existido durante décadas, pero ha experimentado avances significativos en las últimas décadas, lo que lo hace más eficiente y económico. Las tecnologías principales incluyen la ósmosis inversa, donde el agua se fuerza a través de una membrana semipermeable para eliminar las sales y otros contaminantes, y la destilación térmica, donde el agua se evapora y luego se condensa para eliminar las sales.

Importancia de la Desalinización:

La importancia de la desalinización radica en su capacidad para proporcionar un suministro de agua seguro y confiable en regiones afectadas por la escasez hídrica. Regiones áridas y semiáridas, como el Medio Oriente, Australia y partes de California, han recurrido cada vez más a la desalinización para abordar su déficit de agua dulce. Además, la desalinización puede proporcionar una fuente alternativa de agua en áreas propensas a la contaminación del agua subterránea, como en islas pequeñas y regiones costeras altamente urbanizadas.

Sostenibilidad de la Desalinización:

Si bien la desalinización ofrece una solución a la escasez de agua, no está exenta de impactos ambientales. Los procesos de desalinización consumen grandes cantidades de energía y pueden generar residuos salinos concentrados que deben ser gestionados adecuadamente para evitar impactos negativos en los ecosistemas marinos. Sin embargo, avances en tecnología y prácticas sostenibles están ayudando a mitigar estos impactos. Por ejemplo, la implementación de energía renovable, como la solar y la eólica, puede reducir la huella de carbono de los sistemas de desalinización, mientras que la reutilización de los residuos salinos puede tener aplicaciones industriales y agrícolas.

Proyecciones y Beneficios:

Las proyecciones indican un aumento significativo en la demanda de agua dulce en las próximas décadas, lo que convierte a la desalinización en una solución cada vez más necesaria. Sus beneficios se extienden más allá de la seguridad hídrica, impactando positivamente en múltiples aspectos:

  1. Medio Ambiente: La desalinización reduce la presión sobre fuentes de agua dulce limitadas, como ríos y acuíferos, preservando así los ecosistemas acuáticos y terrestres asociados.
  2. Desarrollo Sostenible: Al proporcionar acceso a agua potable, la desalinización impulsa el desarrollo socioeconómico de comunidades que de otra manera se verían limitadas por la escasez de recursos hídricos.
  3. Cambio Climático: La desalinización puede mitigar los efectos del cambio climático al proporcionar una fuente alternativa de agua que no depende de factores climáticos impredecibles, como la lluvia.
  4. Planeta: Al reducir la extracción de agua de fuentes naturales y aliviar la presión sobre ecosistemas frágiles, la desalinización contribuye a la conservación del medio ambiente a escala global.

En conclusión, la desalinización representa una herramienta invaluable en la búsqueda de una gestión más eficiente y sostenible del agua en todo el mundo. Si bien enfrenta desafíos tecnológicos, ambientales y económicos, su potencial para proporcionar un suministro seguro y confiable de agua potable la convierte en una pieza fundamental en la lucha contra la escasez de agua. Es esencial continuar invirtiendo en investigación y desarrollo para hacer que la desalinización sea aún más eficiente, económica y respetuosa con el medio ambiente, asegurando así un acceso equitativo al agua potable para las generaciones presentes y futuras.


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FUNDACIÓN REFORESTEMOS PLANTA LA PRIMERA PRODUCCIÓN DE ÁRBOLES DE SU VIVERO EN LA REGIÓN

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El Vivero Reforestemos, el más innovador de la Patagonia, destinado únicamente a la producción de árboles nativos, cuenta con tecnologías de vanguardia que permiten producir plantas aptas para llevar a proyectos de restauración en terreno en un tiempo reducido.


Tras ocho meses desde la inauguración oficial del tecnológico Vivero Reforestemos, en la comuna de Coyhaique, se llevó a cabo un hito en la restauración del ecosistema de la región: la primera plantación de árboles nativos producidos en este vivero, que contienen el mismo material genético de la zona. Esta iniciativa es el fruto de la colaboración entre el mundo público y privado, donde Fundación Reforestemos lidera el proyecto y cuenta con la colaboración de distintos socios estratégicos, como la Ilustre Municipalidad de Coyhaique.

Equipado con tecnología de vanguardia, el Vivero Reforestemos es una iniciativa única de producción de plantas nativas destinadas a la restauración de la zona austral que responde al déficit de producción de plantas en la Patagonia, una realidad alarmante que pone en riesgo la valiosa y exclusiva biodiversidad del pulmón verde de la región. La ceremonia, contó con la presencia de la Directora ejecutiva de Fundación Reforestemos, Suzanne Wylie, el Alcalde de Coyhaique, Carlos Gatica.

En este importante hito, también participaron cerca de 40 alumnos del Liceo Bicentenario de La Patagonia y un grupo de estudiantes de la carrera técnico agropecuario de la Universidad Austral, quienes realizaron un recorrido educativo junto al Director Forestal de Fundación Reforestemos de zona Patagonia, Matías Río, para conocer los procesos, tecnologías y especies presentes en el vivero. En esta instancia, se firmó un convenio de colaboración con el Director del Liceo Bicentenario de La Patagonia, Fabián Saavedra, con el objetivo de promover la educación ambiental a través de prácticas estudiantiles y otras iniciativas educativas.

Además, en este contexto, se firmó un convenio de colaboración con el Instituto Forestal de Aysén (INFOR), con el propósito de generar protocolos óptimos de viverización que permitan mejorar la producción de plantas a través de investigación conjunta.

La jornada culminó con la plantación simbólica de 10 árboles nativos en el propio vivero, para posteriormente trasladarse a la Reserva Nacional Coyhaique, donde los participantes plantaron 500 árboles nativos adicionales, dejando un legado para las futuras generaciones y reafirmando el compromiso con la educación ambiental y la responsabilidad ecológica.

“Con este hito no solo cerramos por primera vez un ciclo completo de vida de estos árboles nativos, sino que también demostramos, una vez más, el gran impacto que tiene la unión entre el mundo público y privado para la conservación y enriquecimiento de nuestros ecosistemas. Con más de 12 años de dedicación a la restauración de la Patagonia, mantenemos con toda la fuerza nuestro compromiso en la región. Sin duda, esta iniciativa representa un paso crucial para la restauración de los suelos, la investigación y la educación ambiental en la zona austral,” afirmó Suzanne Wylie, Directora de Reforestemos.

Este proyecto público privado ha sido desarrollado con la contribución de socios estratégicos como la Ilustre Municipalidad de Coyhaique, CONAF Aysén, INFOR Aysén, la Facultad de Ciencias Forestales y de Conservación de la Naturaleza de la Universidad de Chile, el Liceo Bicentenario de la Patagonia y el Departamento de Ciencias Naturales y Tecnología de la Universidad de Aysén.

Un proyecto innovador

El Vivero Reforestemos se posiciona como el vivero forestal más tecnológico e innovador de la región. Sus tres invernaderos cuentan con sistemas automatizados para controlar las variables climáticas claves, como temperatura, humedad y radiación, permitiendo un ambiente óptimo para el crecimiento de las plantas.

La gestión independiente de cada nave posibilita la creación de entornos específicos según las necesidades de cada especie, lo que genera plantas más robustas y de mayor calidad. Este control preciso de las condiciones ambientales acorta el tiempo necesario para aclimatar las plantas, permitiendo que estén listas para el terreno en un plazo de entre 4 y 5 meses, en comparación a los 12 meses que requiere este proceso en la región.

Además, el vivero emplea la viverización por semillas, una técnica poco común en la Patagonia pero que asegura la homogeneidad de las plantas y proporciona un seguimiento completo del ciclo de vida de cada una.

Actualmente, el vivero alberga cerca de 85 mil plantas en proceso de aclimatación, que incluyen especies emblemáticas como Lenga, Coihue, Ñirre y Ciruelillo. Con planes de producción continua, se espera que en enero de 2025 se inicie una segunda fase de producción.


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