Los problemas del Medio Ambiente en un tiempo de recesión

Conferencia inaugural del aula abierta de mayores de la UPO

Salteras, 17 de octubre de 2012

¿Cuáles son los problemas mas importantes que afectan al medio ambiente?

• Contaminación en suelos• Contaminación en aguas• Contaminación atmosférica• Escasez de la energía• La pregunta es: ¿Se alivian o se agudizan estos

problemas en un tiempo de recesión?

Contaminación atmosférica

• Calentamiento global• Destrucción de la capa de ozono• Lluvia ácida• Smog fotoquímico

El clima en el cretácico: Paleozoología

Tarbosaurio

Horizonte -1000años

Origen del calentamiento atmosférico

Balance de los flujos energéticos entre la superficie terrestre y la atmósfera

Ciclo del carbono en la naturaleza

Los otros gases de efecto invernadero

• -(Vapor de agua)• Metano: ganadería estabulada• Óxidos de nitrógeno, sobre todo óxido nitroso

(prótóxido)• Hidrocarburos halogenados CFCs.• Hexafluoruro de azufre• Las emisiones de todos ellos están reguladas

por el protocolo de Kioto

Principales gases de efecto invernadero

Emisiones de CO2 totales y producidas por combustibles fósiles

Anomalías de temperatura en los últimos 50 años

Aerosoles

Erupción del volcán Etna vistadesde la ISS

Aerosol contaminante sobre Bangladesh

aerosol :mezcla heterogénea de partículas solidas o líquidas suspendidas en un gas

Emisiones de CO2 por regiones

En los últimos años ha cambiado la distribución geográficade las emisiones pero no ha disminuido su cuantía

Las emisiones de CO2 baten récords en 2010 y alientan el calentamiento global(Agencia Internacional de la Energía, citada por “El País” (30-05-2011)

¿Qué pasa en España?

La huella de carbono española

• Ton CO2 emitidas por persona en 2001: 10,9 (16 de la UE a 27,11 de la UE a 15).

• 65% de las emisiones procede del consumo doméstico. El mayor contribuyente a la huella es el transporte (21%)

• Porcentaje de emisión correspondiente a la construcción muy elevado (14%), 5ª del mundo, empatados con Grecia y Japón.

• Muy alta también 5ª del mundo también en el comercio de productos manufacturados.

Datos primarios de Hertwiench y Peters, Environ,Sci.Tecnol.43,6414,(2009)

Problemas muy actuales en la contaminación del agua y el calentamiento del agua del mar

Playas de Málaga: agosto 2012

Los mitos persistentes sobre el clima(Nature, Enero 2010, página 284 y ss.) (I)

• 1.-Los modelos de clima no pueden suministrar información útil sobre el mundo real

• 2.-El calentamiento global se paró hace 10 años

• 3.-Las temperaturas fueron mas altas en épocas preindustriales (el problema de los anillos de los árboles)

Los mitos persistentes sobre el clima(Nature, Enero 2010, página 284 y ss.) (II)

• 4.-Los registros de temperatura en la baja atmósfera indican que la Tierra no se está calentando

• 5.-Realmente unos pocos grados de calentamiento no son tan importantes

• 6.-Las medidas de incremento de temperatura reflejan el crecimiento de las ciudades alrededor de las estaciones meteorológicas mas que el calentamiento global

Destrucción de la capa de ozono estratosférico

• ¿Qué es el ozono?• ¿Es bueno el ozono?• Conceptos elementales de química: Átomos,

moléculas e iones• Propiedades físicas y químicas de las

moléculas• Radiación electromagnética: espectro de

frecuencias

¿Cómo es la atmósfera?

¿Qué es el ozono?

• Átomos y moléculas

Formación y descomposición espontánea del ozono (Chapman, 1930)

¿Dónde está el ozono?

El ozono , ¿es bueno o es malo?

• OJO!!!: el ozono en la troposfera es un contaminante importante

Municipio de Toledo

/ nm400 500

UV Visible

Sobre la estratosfera

En la troposfera

Inte

nsi

dad

re

lati

va

/ nm

200

240

260

280

300

Ab

sorc

ión

re

lati

va

Espectro de absorción de O3

220

Importancia de la presencia del ozono en la atmósfera

300

/ nm280 320 360

Ab

sorc

ión

rela

tiva

Luz solarIn

ten

sidad

rela

tiva

Espectro de absorción del ADN

Consecuencias biológicas de la desaparición del ozono en la estratosfera

¿Qué es el “agujero de ozono”?

• Reducción de la concentración de ozono en la estratosfera.

Desde los años 70, losSatélites han detectado unareducción en la concentraciónde ozono sobre el Polo Sur.

Concentración máxima de Ozono

Concentración mínima de Ozono

NOAA - NESDIS

Variación estacional del agujero de ozono

¿Por qué se agujerea la capa de ozono?

Mario Molina, premio Nobel de Química de 1995

¿Cuándo y dónde desaparece el ozono?

¿Quiénes hacen desaparecer el ozono estratosférico?

¿Cómo se evita la desaparición de la capa de ozono estratosférico?

• Prohibición del uso de los CFCs (protocolo de Montreal, 1987)

• ¿Dónde están los CFCs? ¿Hay alternativas a los CFCs?• ¿Por qué hay una variación estacional del agujero de

ozono y por qué precisamente sobre el Antártico?• ¿Sigue destruyéndose el ozono estratosférico?,

¿hasta cuándo tendremos agujero?.• Importancia de una respuesta científica a un

problema global

¿Hay razones para el optimismo?

• El científico Mario Molina pronostica que en 10 años la capital mexicana, una de las más contaminadas del mundo, podría tener un aire muy limpio. (Revista Tierramérica, 11de diciembre de 2007)

• MÉXICO.- Calidad del aire, cambio climático y capa de ozono son variables de una ecuación con la que los seres humanos han jugado hasta poner en riesgo su futuro, dijo a Tierramérica el mexicano Mario Molina, Premio Nobel de Química 1995. Pero hay razones para el optimismo, según Molina, quien tras alcanzar fama por descubrir que los cloroflurocarbonos dañan la capa de ozono, trabaja en un programa para mejorar la calidad atmosférica de la capital de México.

Escasez de la energía

Los biocombustibles: ¿una alternativa energética para el futuro?”

¿Podemos vivir sin energía?

• Sin energía, volveríamos a la Edad Media o mas atrás.

• Con algún tipo de energía también podemos volver a la Edad Media o mas atrás. (Los rayos o los tsunamis producen una enorme cantidad de energía pero no sabemos cómo controlarla)

Sendai en 2006

Sendai después del tsunami del 11 de marzo

Las tres fases en el ciclo de la energía

• Producción• Almacenamiento• Distribución

Diferencias entre el desarrollo del siglo XIX y el del siglo XXI

• Necesitamos un desarrollo sostenible que garantice que los recursos energéticos no se van a agotar en un plazo breve y que la incidencia sobre el entorno va a ser mínima.

• La salida de la recesión puede ser muy diferente según cómo se resuelva el problema energético

Distribución de las fuentes de energía eléctrica en España

• Renovable 27,9%• Cogeneración 11,6%• Gas natural 27,3%• Carbón 12,1%• Nuclear 19,3%• Otras 1,8%

Tabla de elaboración propia a partir de los datos del recibo de Iberdrola

¿Cuál puede ser el origen de los biocarburantes?

Municipios olivareros piden destinar 200.000 toneladas de aceite para producir biodiésel y paliar la crisis del sector12 de enero de 2009La Asociación Española de Municipios del Olivo (AEMO) propone destinar 200.000 toneladas de los aceites lampantes de menor calidad para la fabricación de 200 millones de litros de biodiésel, que, además, podrían cerrar el círculo y abastecer a los propios tractores de los olivareros. Esta medida es presentada por AEMO como una de las posibles soluciones a la crisis que padece el olivar español.

Jatrofa

Colza

¿Dónde encontrar biocarburantes?

• En la actualidad hay al menos 488 gasolineras en España que expenden biodiesel y 14 bioetanol.

• En la provincia de Sevilla mas de 60 expenden biodiesel. Muy pocas expenden bioetanol (Dos Hermanas, Alcalá de Guadaira,…?)

¿Tenemos otras opciones distintas a los combustibles fósiles para generar energía?

• Nuclear de fisión• Nuclear de fusión• Solar térmica• Solar fotovoltaica• Biomasa• Eólica• Maremotriz• Geotérmica• …

Los problemas en la fase de almacenamiento

• ¿Por qué no utilizar madera en lugar de biocombustibles?

¿Cómo se distribuye la energía?

• Normalmente como gas o como líquido, aunque también como sólido. La mayor parte de los biocombustibles son líquidos.

La escasez de recursos energéticos:

• Combustibles fósiles: • Gasolina y Gas natural• Biocombustibles:

diferencias entre biocombustibles y carburantes fósiles

¿Es el hidrógeno el combustible del futuro?

Combustibles fósiles

• Ventajas y desventajas de la gasolina y el diesel

• ¿Qué es el gas natural?• El agotamiento de los combustibles fósiles

Aceite VegetalColza

Aceite VegetalColza

Plantas azucarerasRemolacha, caña de azúcar

Plantas azucarerasRemolacha, caña de azúcar

Plantas amiláceasMaíz, trigo, boniatoPlantas amiláceas

Maíz, trigo, boniato

Material Lignocelulósico

Hierba, madera

Material Lignocelulósico

Hierba, madera

Pretratamiento

Extracción Extracción Hidrólisis Clasificación

Purificación Fermentación Purificación

Esterificación DestilaciónDeshidratación Síntesis catalítica

Aceite purificadoAceite purificado BiodieselBiodiesel BioetanolBioetanol BiometanolBiometanol

Proceso de producción de biocombustible

"Brasil es el país más parecido del mundo a EE UU" Roberto Mangabeira (en la foto) en “El País” (9 de febrero de 2009)

ROBERTO MANGABEIRA UNGER Ministro de Asuntos Estratégicos de Brasil

Producción anual de etanol por país (2004-2006)10

Quince mayores países productores(millones de galones internacionales, todos los grados de etanol)

Clasificaciónmundial

País 2006 2005 2004

1     Estados Unidos 4.855 4.264 3.535

2     Brasil 4.491 4.227 3.989

3     China 1.017 1.004 964

4     India 502 449 462

5     Francia 251 240 219

6     Alemania 202 114 71

7     Rusia 171 198 198

8     Canadá 153 61 61

9     España 122 93 79

10     Sudáfrica 102 103 110

11     Tailandia 93 79 74

12     Reino Unido 74 92 106

13     Ucrania 71 65 66

14     Polonia 66 58 53

Producción mundial total 13.489 12.150 10.770

Comparación de las principales característicasde la industria de etanol en los Estados Unidos y Brasil

Característica  Brasil   Estados Unidos

Materia prima (insumo agrícola) Azúcar Maíz

Producción total de etanol (2007)24 5.019,2 6.498,6 Millones de galones líquidos EUA

Total de tierras cultivables23 355 270(1) Millones hectáreas.

Área total plantada del cultivo para producir etanol (2006)23 21

3,6 (1%) 10 (3,7%) Millones hectáreas (% total arable)

Productividad por hectárea plantada23 27 21 22

6,800-8,000

3,800-4,000 Litros de etanol por hectárea producidos.

Balance energético (producto/insumos)28 21 29

8,3 a 10,2

veces

1,3-1,6 veces

Relación de la energía obtenida del etanal/energia gastada en su producción.

Notas: (1) Solamente E.U.A. , excluyendo Alaska. (2) Supone que no hay cambios en el uso del suelo.31 (3) Supone cambios en los usos del suelo con el cultivo caña de azúcar en el cerrado brasileño y del maíz en la pradera central estadounidense.33 (4) Al incluir los vehículos de motor diesel, el uso de etanol en el sector vial fue cercano al 18% en 2006.19 18

Reducción emisiones gases de efecto invernadero30 21 31

86-90%(2) 10-30%(2)  % de emisiones evitadas al sustituir gasolina, sin cambios en uso del suelo

Tiempo de restitución del carbono por uso de tierras nuevas32

17 años(3) 93 años(3) Suponiendo escenarios (Fargione et al.33 ) con cambios en el uso del suelo

Flota de vehículos flexibles (autos y veh. carga liviana)12 34

6,0 millones

6,8 millones Agosto 2008 para Brasil (flota usa E25 a E100). Abril 2008 para EUA (solo usa E85).

Gasolineras con etanol disponible en el país27 20

33.000 (100%)

1.700 (1%) % del total de gasolineras en cada país. Año 2006 para Brasil y julio 2008 para E.U.A.35

Participación de mercado del consumo de etanol15 16 19 36

50%(4) 4% % del cosumo total en base volumétrica. Abril 2008 para Brasil y año 2006 para E.U.A.

Costo de producción (USD/galón)27 0,83 1,14 2006/2007 para o Brasil (22¢/litro), 2004 para E.U.A (35¢/litro)

Comparación de las principales característicasde la industria de etanol en los Estados Unidos y Brasil

Característica Brasil Estados Unidos

Combustibles fósiles

• Ventajas y desventajas de la gasolina y el diesel

• ¿Qué es el gas natural?• El agotamiento de los combustibles

fósiles (los nacionalismos en países ricos en algún recurso energético)

Conclusiones de la charla• 1.-Los problemas medioambientales no han desaparecido con la recesión

sino que, en general, se han agravado.• 2.-La disminución de la actividad industrial en Europa (p.e.en España) no

ha hecho disminuir las emisiones globales de CO2 sino que se han incorporado nuevos actores que han hecho aumentar las emisiones

• 3.-La destrucción de la capa de ozono parece estar paradao disminuir ligeramente pero hay que estar muy atento.

• 4.-La generación de fuentes de energía que no produzcan CO2 no parece ser una razón para la vuelta de las nucleares (el desmantelamiento de una central sigue teniendo un coste altísimo).

• 5.-El autoabastecimiento doméstico de energía es posible en muchos casos (problema de las subvenciones)

Fin de la charla

• Muchas gracias por su atención y como siempre honrado con su amistad y a su disposición

• ¿Cómo se llaman los habitantes de Salteras?