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25.000 especies están amenazadas: ¿cómo nos afecta esta pérdida de biodiversidad?

Por Mar Gulis (CSIC)*

Cerca de 25.000 especies están amenazadas por el cambio global causado por el ser humano. Más concretamente, el cambio climático amenaza la extinción de entre el 15 y el 37% de todas las especies terrestres de aquí a 2050. Estas son algunas de las cifras que recoge el libro colectivo Cambio global. Una mirada desde Iberoamérica, una publicación de LINCglobal en la que han participado una decena de investigadores e investigadoras del CSIC.

Las cascadas de Houpeton (Australia), póximas al Otway National Park, forman parte de un entorno de extraordinario valor ecológico por su gran biodiversidad. / David Iliff

La comunidad científica coincide en que vivimos en un periodo de extinción masiva de especies. Esta pérdida de biodiversidad es una de las consecuencias más perniciosas del denominado cambio global, referido al conjunto de transformaciones que la actividad humana está provocando a escala planetaria, y que ha llevado a algunas voces expertas denominar al actual momento como la Era del Antropoceno.

Pero este proceso comenzó hace mucho tiempo. Como explica el libro, “en los últimos 11.000 años (…), la humanidad se ha venido apropiando, de forma creciente y continuada, de los recursos biológicos y de la productividad natural de la tierra y el mar, para generar crecimiento y expandir las civilizaciones”. Como resultado, más de la mitad de la superficie habitable de la tierra ha sido significativamente modificada por la actividad humana. Hemos alterado la naturaleza, y por tanto la biodiversidad, a través de la agricultura, la silvicultura y la pesca; la sobreexplotación de las especies de valor comercial; la destrucción, conversión, fragmentación y degradación de hábitats; la introducción de especies exóticas; la contaminación del suelo, el agua y la atmósfera, etc. Nuestro modelo de “desarrollo” es insostenible, pues se apoya en la explotación de recursos naturales y en la generación de todo tipo de desechos sobre los sistemas naturales. Esa actividad frenética va acompañada de una mayor producción y consumo de energía, un aumento de contaminantes y un incremento de las temperaturas.

Las deforestaciones realizadas en la Amazonía ponen en peligro a muchas especies que habitan en esta región. / Aaron Martin

Pero, ¿qué efectos tiene la pérdida de la biodiversidad para la humanidad? Este concepto va mucho más allá de la diversidad de especies; se refiere a todas las variaciones de las formas de vida en una determinada región, lo que incluye también la diversidad genética, de formas, de atributos funcionales, de interacción entre especies e incluso de ecosistemas. Por ello, la pérdida de biodiversidad, en  cualquiera de sus formas, tiene consecuencias muy perjudiciales para la humanidad a corto y a largo plazo. Sectores como la producción de alimentos, el suministro de agua potable y la producción de medicamentos dependen directamente de la biodiversidad y los servicios ecosistémicos. Por ejemplo, la sobreexplotación de los océanos puede poner en peligro la pesca y afectar a la soberanía alimentaria de muchas comunidades, como sucede en la costa chilena, donde las pesquerías están prácticamente en colapso. También la deforestación y consiguiente pérdida de los bosques promueve la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera y puede alterar el ciclo hidrológico. Esta situación se observa en la Amazonía a través de los llamados ‘ríos voladores’, expresión que alude al vapor de agua generado por el bosque y que regula la precipitación en diferentes regiones del continente. Dicha regulación garantiza a su vez el agua necesaria para el consumo humano, la agricultura, la ganadería y la electricidad, de ahí que la pérdida de diversidad biológica sea tan nociva.

Junto a lo anterior, la obra se refiere a los efectos en el ecoturismo. Esta actividad, importante fuente de riqueza para muchas regiones, puede comprometerse si se pierde biodiversidad y se degradan los paisajes. Lógicamente, el deterioro del sector conllevaría la destrucción de empresas y puestos de trabajo relacionados con el turismo sostenible.

Aunque aún no conocemos el papel exacto de la biodiversidad en el mantenimiento de los procesos ecológicos, el debate científico en torno a esta cuestión se ha intensificado. Tanto es así que la ONU ha declarado el 22 de mayo Día Internacional de la Diversidad Biológica.

Como señala la obra Cambio global. Una mirada desde Iberoamérica, “asignar un valor a la biodiversidad no es sencillo, no podemos establecer un valor monetario, pero sin ninguna duda su mantenimiento y conservación son esenciales para el bienestar humano en el planeta”.

¿Qué son y cómo funcionan los mercados de emisiones de CO2?

Por Mar Gulis (CSIC)

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Emisiones de gases sobre el cielo de Madrid / M. Rodríguez Gutiérrez

En 2015, nuestro país aumentó las emisiones de C02 a la atmósfera, incumpliendo así sus compromisos internacionales en esta materia. Esta es una de las conclusiones del Informe sobre Cambio Climático elaborado por el Observatorio de Sostenibilidad. Uno de sus autores, el biólogo del CSIC Jorge Lobo, considera que esta situación se debe a nuestro “uso intensivo y abusivo de los combustibles fósiles”, sobre todo del carbón, mientras las energías renovables no acaban de despegar. Junto a ello, el investigador señala la ineficiencia del mercado de los derechos de emisión, un mecanismo que funciona a nivel internacional y que, aunque se concibió para luchar contra el calentamiento global, ha cosechado escasos resultados.

La web del Ministerio de Agricultura (MAGRAMA) explica que “el comercio de derechos de emisión es un instrumento de mercado persigue un beneficio medioambiental: que un conjunto de plantas industriales reduzcan colectivamente las emisiones de gases contaminantes a la atmósfera”.

Para que el mecanismo funcione tiene que haber una autorización de emisión, es decir, un permiso otorgado a una instalación para que pueda emitir gases. Pero también existe el derecho a emitir, que se refiere a la cantidad de gases que podrán emitirse. Este derecho de emisión es transferible: se puede comprar o vender. Ahí está la clave.

Tal y como explica el MAGRAMA, “actualmente existen mercados de emisiones que operan en distintos países y que afectan a diferentes gases”.  La Unión Europea puso en marcha en 2005 un mercado de CO2 que cubre, en los 28 Estados miembros, las emisiones de este gas de instalaciones como centrales térmicas, refinerías, cementeras o papeleras. Este régimen afecta a más de 10.000 instalaciones y a más de 2.000 millones de toneladas de CO2, según cifras del MAGRAMA, lo que supone “en torno al 45% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero en la UE”.

Sin embargo, en Bruselas se debate desde hace tiempo sobre cómo reformar este mercado. Teóricamente su objetivo es reducir las emisiones de gases con efecto invernadero y combatir así el cambio climático. Pero el propio Parlamento Europeo (PE) señala que “los desequilibrios entre la oferta y la demanda de los derechos de emisión está desincentivando las inversiones verdes”, es decir, la inversión de los Gobiernos en energías limpias que nos lleven a un modelo más sostenible y menos basado en los combustibles fósiles. Para que fuera eficaz, la compra-venta de derechos de emisión se debería realizar a un precio que anime a la industria “a buscar alternativas para ahorrar energía y reducir sus emisiones”, afirma el PE en su página web.

El PE afirma también que en la actualidad “el precio de mercado de estos permisos es muy bajo” porque la demanda se ha desplomado a raíz de la crisis económica. Por ejemplo, “en 2013 había un exceso de unos 2.000 millones de licencias comparado con las emisiones reales, que podría alcanzar los 2.600 millones en el horizonte de 2020”. Cada licencia concede a su titular el derecho de emitir una tonelada de CO2.

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La apuesta por las energías renovables, como la eólica, es clave para ir hacia un modelo energético más sostenible / Steve Wilson

El investigador Jorge Lobo explica que “en las cumbres del clima se establecen unos derechos de emisión para cada país y después se deja operar al mercado libremente. Por ejemplo, un país concreto, con una cantidad de población, un PIB, etc., tiene unas capacidades de emisión determinadas; pero si por tener un desarrollo escaso o por hacer un uso intensivo de renovables o por la razón que sea no tiene esa capacidad de emisión, puede vender los derechos. Es decir, las toneladas de CO2 que puede emitir pero que no emite, se las puede vender a otro Estado”. Y añade: “Si esos derechos de emisión se ponen en el mercado y cotizan alto, a muchos países no les rentará adquirirlos, sino que preferirán reconvertir su industria o invertir en renovables. Pero si  valen poco, puede compensar emitir CO2 porque luego compras esos derechos fuera”. Lobo considera que en el actual escenario de bajos precios, el comercio de emisiones, lejos de desincentivar a las industrias en el uso de combustibles fósiles, facilita el mantenimiento del modelo actual y con él las elevadas emisiones de CO2 a la atmósfera.

Para salir de esta situación ya en 2013 el PE votó a favor de una medida temporal para que algunas licencias programadas para 2014-2016 se retrasaran hasta 2019-2020. También se ha contemplado la creación de una reserva que reequilibre la oferta y la demanda. Si el exceso de oferta supera un determinado umbral, se retirarán licencias del mercado y se depositarán en la citada reserva hasta que, si cambian las circunstancias, se pongan de nuevo en circulación.

Sin embargo, investigadores como Lobo y otras voces críticas se muestran escépticos ante este tipo de medidas. En su opinión, la solución pasaría por incrementar la inversión en  energías renovables para, poco a poco, ir hacia un modelo de economía baja en carbono y más sostenible a largo plazo.

Zonas áridas: la tercera trinchera contra el cambio climático

Por J.M. Valderrama y Francisco Domingo (CSIC)*

El papel del suelo y, más precisamente, de las cavidades subterráneas que se forman en determinados lugares con sustrato calizo, como las zonas áridas, podría resultar decisivo para el cambio global: según investigaciones llevadas a cabo por la Estación Experimental de Zonas Áridas del CSIC, una parte significativa del CO2 atmosférico podría estar confinado en almacenes subterráneos. La alteración de estos suelos podría repercutir significativamente en la cantidad de CO2 emitido a la atmósfera.

Los científicos llevan años estudiando los procesos ligados al carbono con el fin de conocer los sumideros y fuentes de CO2, cuya acumulación en la atmósfera es una de las razones del calentamiento de la Tierra. Los estudios tratan de explicar por qué el incremento anual de la concentración de este gas debido a la actividad humana parece ser la mitad del esperado, un dato que no terminaba de cuadrar a la comunidad científica, que busca con ahínco el sumidero perdido del CO2.

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Torre de Correlación de Remolinos en el Llano de los Juanes, Sierra de Gádor, Almería.

Los resultados de este y de otros trabajos ponen de relieve el papel fundamental de las tierras áridas. Junto a océanos y zonas forestales, representan los tres grandes ámbitos que es preciso explorar para comprender el metabolismo del planeta. Hasta muy recientemente los esfuerzos se han concentrado en océanos y zonas forestales, mientras que las regiones áridas y semiáridas son las grandes desconocidas. Trabajos como el desarrollado por el equipo de investigación del CSIC, hacen pensar en estas zonas como un tercer bastión del planeta en la lucha contra el cambio global.

Lo primero que llama la atención en las zonas áridas es la relevancia de los procesos abióticos (no biológicos) en los que está envuelto el carbono. Es decir, que el carbono que forma parte de las rocas (como por ejemplo la caliza), lejos de ser un elemento estático e inmutable, participa activamente en varios procesos geoquímicos y se moviliza en determinadas condiciones. Otro hallazgo sorprendente ha sido constatar que parte del origen del carbono del subsuelo es biológico. La compleja maraña que entrevera procesos abióticos y bióticos (biológicos), en los que juega un papel muy relevante el carbono, aún está por desenmascarar.

De manera resumida puede afirmarse que estos procesos generan CO2. Parte del gas generado se emite a la atmósfera por ventilación (por efecto del viento y cambios de presión atmosférica) y parte se almacena, incluso en capas profundas a muchos metros, pues el CO2 desciende por gravedad. El tiempo que está almacenado se desconoce, de ahí que cuando se emite se confunde con el que respiran los seres vivos en superficie.

Estos procesos se han detectado y medido gracias al establecimiento de Torres de Correlación de Remolinos, unos aparatos capaces de apreciar el intercambio neto de CO2 entre la atmósfera y la superficie terrestre. La Estación Experimental de Zonas Áridas dispone, en colaboración con grupos de las Universidades de Granada y Almería, de tres estaciones de este tipo, integradas en la red internacional FLUXNET, que cuenta con más de 500 torres de flujo repartidas por todo el mundo.

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Sondas utilizadas para medir la concentración de CO2 en el suelo

El análisis de los datos que se han ido tomando mediante este y otros procedimientos empieza a revelar una serie de resultados interesantes, como el que señalábamos sobre el almacenamiento de CO2. Estos hallazgos son algunas de las piezas de un rompecabezas gigantesco que todavía hay que encajar. Mientras los investigadores se encuentran en esa fase de formular hipótesis y corroborar hechos, las torres continúan recogiendo información.

La degradación de las tierras áridas y la importancia que están revelando tener estos ecosistemas en relación con el calentamiento global hace necesario continuar investigando sobre el balance del CO2 en estas tierras.

*J. M. Valderrama colabora con la Estación Experimental Zonas Áridas del CSIC y escribe en el blog Dando bandazos, en el que entremezcla literatura, ciencia y amor a la montaña. Francisco Domingo Poveda es investigador y director de la Estación Experimental de Zonas Áridas. Los proyectos de investigación citados en esta entrada son CARBORAD (ref.CGL2011-27493) y GEOCARBO (ref. P08RNM3721), financiados por el Plan Nacional de I+D+i la Junta de Andalucía, respectivamente, y liderados por Francisco Domingo Poveda.

Ventanas inteligentes contra el calor

Por Mario Hoyos y Marta Marcos*

Estamos inmersos en una sofocante ola de calor que nos tiene encerrados en el interior de nuestras casas o pegados en la oficina al aparato de aire acondicionado, lo que ha provocado una punta de demanda eléctrica en España que ya ha superado el máximo registrado en los últimos cuatro años. Con estas condiciones climatológicas, conseguir un nivel de confort en los edificios suele estar ligado fundamentalmente a los sistemas convencionales de climatización. Apenas se presta importancia a la influencia del aspecto arquitectónico. La ‘arquitectura bioclimática’, basada en el modo tradicional de diseñar y construir edificios y viviendas, utiliza los recursos naturales disponibles para disminuir el impacto ambiental y el consumo de energía a la hora de crear hogares cálidos en invierno y frescos en verano. La planificación y construcción de un edificio de estas características pueden resultar más costosas que el de una vivienda convencional, pero el ahorro de energía del hogar durante los siguientes 40 o 50 años compensará con creces la inversión inicial.

Funcionamiento ventana inteligente.

Funcionamiento de una ventana inteligente.

Las ventanas son uno de los elementos que mayor impacto tienen en el consumo de energía: posibilitar la máxima iluminación con luz solar y garantizar la visibilidad del exterior se contraponen con el aislamiento térmico, ya que en verano permiten la entrada de un exceso de radiaciones y en invierno son un punto de fuga de calor. Una vivienda bien aislada puede reducir hasta casi la mitad el consumo de energía en su calefacción y refrigeración que una que no lo está.

En los últimos años se han realizado numerosos avances en un nuevo concepto de ventanas dinámicas que pueden modular su color y transparencia y, por tanto, controlar la temperatura y la luz que pasan a través de ellas. Este tipo de ventanas se conocen como ‘ventanas o vidrios inteligentes’. Se encuentran en el mercado desde hace varios años y, aunque su comercialización está siendo lenta, las expectativas de crecimiento son elevadas.

Estudios realizados sobre una ventana inteligente en un clima templado confirman una reducción de entre el 39 y el 40% del consumo eléctrico. Pero estos datos hay que tomarlos con precaución, ya que pueden variar mucho en función de la climatología, la orientación de la fachada en la que se coloca la ventana y las propiedades del edificio (tamaño, sistemas de climatización e iluminación). Por ejemplo, según un estudio en la ciudad de Quebec, las reducciones de consumo en las ventanas con orientación este oscilaron entre un 8 y un 52%, entre un 10 y un 53% en aquellas con orientación sur, y entre un 11 y un 51% en las orientadas al oeste.

Ventana inteligente del CSIC

Simulación de ventana inteligente desarrollada por investigadores del CSIC.

Un equipo de investigación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC podría contribuir a que las ventanas inteligentes lleguen finalmente a nuestras casas gracias a un nuevo sistema que abarata espectacularmente esta tecnología. El investigador del CSIC David Levy asegura que el precio podría descender desde los miles de euros por metro cuadrado que estas ventanas cuestan en la actualidad a unos cuantos céntimos. Esta tecnología consiste en un recubrimiento poroso que consume agua (de ahí que sea asequible), situado entre dos láminas de vidrio. Al ser expuesto al aire húmedo o seco cambia su transmisión óptica, lo que produce, como si se tratara de un interruptor, el paso del estado transparente a uno opaco.

Pero la ‘inteligencia’ de las ventanas podría ir más allá. Investigaciones recientes apuntan a que las ventanas de las casas y los coches podrían generar electricidad a partir del viento y de la lluvia. Se trataría de un sistema de dos capas, donde la primera, más superficial, tendría un revestimiento de un tipo de silicona -el polidimetilsiloxano– con una estructura en forma de pirámides de dimensiones nanoscópicas cargada negativamente. Las gotas de lluvia, cargadas positivamente al contacto con el aire, generarían una corriente eléctrica al caer sobre esta capa del cristal. La segunda capa, formada por nanogeneradores, tendría la función de recuperar la energía del viento. La combinación de estos dos procesos podría no sólo suministrar energía al cristal ‘electrocrómico’ para que se volviera opaco, sino también producir hasta 130 milivatios por metro cuadrado, lo que sería suficiente para alimentar un teléfono inteligente en el modo de espera o un marcapasos.

El potencial de las ventanas inteligentes es enorme. Si se van puliendo las limitaciones tecnológicas y se reducen los costes, serán sin duda un elemento clave en la edificación sostenible del futuro.

 

*Mario Hoyos es investigador Marie Sklodowska-Curie del grupo Hempol del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros del CSIC y Marta Marcos es Responsable I+D en Intercomet S.L.