lunes, 29 de noviembre de 2010

Desarrollan nuevas tecnologías para reducir el impacto ambiental sobre los suelos y el entorno

El grupo de Edafología Ambiental (GEA) de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche incorpora las nuevas tecnologías para el estudio de los suelos con la finalidad de reducir el tiempo de análisis, abordar con mayor rapidez problemas derivados de la contaminación del medio y minimizar el impacto ambiental que producen las técnicas tradicionales.
Los investigadores de la UMH están desarrollando estudios basados en el uso de la radiación electromagnética en las regiones espectrales del visible y el infrarrojo cercano para el análisis y caracterización de los suelos. Las técnicas radiométricas, basadas en el estudio del espectro de reflectancia (reflexión de energía de la cubierta), son muy útiles para determinar los problemas ambientales que afectan al entorno.
Por un lado, en el Departamento de Agroquímica y Medio Ambiente de la UMH se realizan, bajo la coordinación del profesor Cesar Guerrero, estudios de muestras de suelo analizadas mediante espectroscopia NIR (Near Infrared) en laboratorio, con el fin de obtener y cuantificar parámetros del suelo en un tiempo reducido con esta técnica espectroscópica no destructiva.
Adicionalmente, desde el Laboratorio de Sistemas de Información Geográfica y Teledetección, y bajo la supervisión del profesor de la UMH José Navarro Pedreño, se están desarrollando metodologías que permiten el análisis del suelo in situ, sin tener que llevar la muestra al laboratorio. Esto permite estudiar sin alteración la cubierta del suelo y los ecosistemas terrestres asociados.
Esta herramienta está basada en el uso de radiómetros de campo, que permiten valorar y cuantificar propiedades muy características del suelo y a partir de ellas, establecer la clasificación de los suelos, mejorar los sistemas de gestión del medio y la ordenación territorial, analizar y evaluar procesos de degradación y contaminación, y obtener datos de forma rápida que permiten actuar de forma inmediata y además sirvan de base para la aplicación de teledetección espacial, desde los satélites.
De hecho, la unión entre los datos de radiometría de campo y las imágenes de satélite es una de las actuaciones más destacadas que se están desarrollando en el mundo de la investigación y desarrollo tecnológico. En el caso concreto del GEA de la UMH se está implementando esta combinación de técnicas para conocer el estado de nuestros humedales, ecosistemas de gran valor ecológico, clasificar los usos de los suelos y conocer la evolución del territorio.
En el próximo Congreso Nacional de Medio Ambiente, dentro del ámbito del  medio ambiente, se presentará una comunicación sobre esta estrategia de radiometría VNIR que permite evitar la interferencia física directa con el medio para provocar el menor impacto ambiental.

La fotosíntesis artificial se presenta como alternativa a los combustibles fósiles

La última iniciativa dada a conocer al gran público es el programa 'La Hoja Artificial', impulsada por James Barber, del Imperial College de Londres. Con casi cinco millones de euros de presupuesto, el proyecto liderado por el veterano investigador británico persigue reproducir el mecanismo íntimo de la fotosíntesis para propiciar la obtención de energía.


La propuesta de Barber está revestida de una notable elegancia conceptual. De lo que se trata es de emplear dos recursos existentes en la naturaleza como fuente para alimentar el sistema, la radiación solar y el agua, ambos inagotables en la escala humana. Y utilizarlas del mismo modo que las plantas verdes, sólo que variando el objetivo final. Como explica el propio Barber,  se trata de alterar la mecánica en busca de productos con interés energético. “No queremos producir azúcares o celulosas como las plantas; queremos usar el hidrógeno que se obtiene del agua para así convertir el dióxido de carbono de desecho en etanol o metanol”, aclara


Encender la luz

La fotosíntesis es el proceso a través del cual los vegetales con clorofila transforman la materia inorgánica que absorben del suelo en la materia orgánica que precisan para su desarrollo. La fuente de energía que 'activa' el proceso es la radiación solar. Si se consiguiera entender la naturaleza íntima de este proceso, sostiene Barber, se podría diseñar un sistema capaz de usar la luz del sol "para producir energía". Es lo que el científico británico y cientos de colegas en distintos centros del mundo denominan fotosíntesis artificial.

Barber inició sus investigaciones en el llamado Fotosistema II, responsable de la ruptura de las moléculas de agua en sus componentes más básicos, en 1995. Años más tarde, en 2004, investigadores de su laboratorio publicaron en la revista Sciencela primera estructura detallada de dicho sistema.

La descripción de la estructura, que en la actualidad sigue caracterizándose, abre, en opinión de Barber, un amplio abanico de posibilidades entre las que se encuentra el secreto del éxito de la fotosíntesis artificial. En esencia, conseguir un catalizador que mimetice a pequeña escala las funciones del Fotosistema II. “Actualmente las mayores dificultades se encuentran en la miniaturización de todos los componentes, en particular las mini-células fotovoltaicas que se requerirían", considera. Barber confía en que éste sea un escollo que se pueda salvar en un plazo no superior a diez años.



Trabajando con sistemas bioinspirados
Las necesidades energéticas del planeta ascienden a más de 14 TW anuales. El crecimiento de las economías emergentes (China, India y Brasil) podría corregir la cifra hasta los 30 TW en el año 2050. La radiación solar, para la que se estima un potencial de producción de 100.000 TW cada año, continúa siendo una de las grandes alternativas para la generación de energía. Es en este contexto, y en el de una cada vez mejor comprensión de los llamados sistemas bioinspirados basados en nanotecnologías, que la fotosíntesis artificial se está ganando un espacio propio.


"La fotosíntesis es como el Big Bang de la evolución", defiende James Barber, uno de los mayores expertos mundiales en la materia. "A ella le debemos la evolución de la vida en la tierra hasta los niveles que hoy la conocemos". Y podría ser una "excelente alternativa" a los combustibles fósiles.

“A la naturaleza le ha costado un millón de años producir los combustibles fósiles que nosotros quemamos en un solo año", prosigue. De dar con la fórmula adecuada, la radiación solar sobre la tierra proporcionaría en sólo una hora la energía suficiente para suplir las necesidades energéticas mundiales de un año.