El material "milagroso" hecho a base de sol y agua

Malcom Brown (izq.) es un pionero en el campo de la nanocelulosa.

Es ocho veces más resistente que el acero inoxidable, transparente, ligero, conduce la electricidad y algunos aseguran que este material "maravilla", como lo llaman algunos, transformará la agricultura tal y como hoy la conocemos.

Hablamos de la nanocelulosa cristalina, un material que se obtiene a partir de la compresión de fibras vegetales o se cultiva usando microorganismos como las bacterias.

La nanocelulosa cristalina es considerada por algunos como una opción más ecológica y asequible que el publicitado grafeno, y sus aplicaciones incluyen la industria farmacéutica, cosmética, biocombustibles, plásticos y la electrónica.
Según estimaciones del gobierno estadounidense, en 2020 su producción moverá una industria de unos US$600.000 millones anuales. 

Transformará la agricultura
Hasta hace poco una de las mayores preocupaciones de los adeptos a la nanocelulosa era cómo producirla en grandes cantidades y a un bajo costo, pero científicos creen que por fin han dado con la técnica para cultivar este material de forma abundante usando algas genéticamente modificadas.

El investigador Malcom Brown, profesor de biología de la Universidad de Texas en Austin, Estados Unidos, y uno de los pioneros en el mundo en este campo de investigación, explicó recientemente durante el Primer Simposio internacional de Nanocelulosa, cómo funcionaría el nuevo proceso.

Se trata de un alga de la familia de las mismas bacterias que se usan para producir vinagre, conocidas también como cianobacterias. Unos organismos, que para su desarrollo sólo necesitan luz solar y agua, y que tendrían la ventaja de absorber el exceso de dióxido de carbono en la atmósfera, causante del efecto invernadero.

"Si podemos completar los últimos pasos, habremos completado una de las mayores transformaciones potenciales de la agricultura jamás llevadas a cabo", dijo Brown.

"Tendremos plantas para producir nanocelulosa abundantemente y de forma barata. Puede convertirse en un material para la producción sostenible de biocombustibles y muchos otros productos". 

Nanocelulosa cristalina

Se cree que el nuevo método tendría muchas aplicaciones en distintos campos de la ciencia.
La celulosa en sí es uno de los productos más abundantes del planeta, presente en muchos tipos de fibras vegetales. Pero en escala nano las propiedades de este material cambian por completo.

Como pasa con el grafito, material con el que se producen los nanotubos de grafeno (más resistentes que el diamante), en este caso la fibras nano de la celulosa pueden encadenarse en largas fibras, lo que se conoce como celulosa "nanocristalina".

El material resultante es tan resistente como el aluminio y puede usarse tanto para confeccionar chalecos de protección ultraligeros, como para pantallas de dispositivos electrónicos e incluso para cultivar órganos humanos. 

Fábrica natural
Aunque actualmente ya existen plantas dedicadas a la producción de nanocelulosa cristalina, los elevados costos de producción todavía frenan el crecimiento de esta industria.

La producción de este material generalmente entraña la compresión de fibra vegetal, o el cultivo de grandes tanques de bacterias, que tienen que ser alimentadas con costosos nutrientes.

Pero ahora las investigaciones de Brown y su equipo, apuntan al uso de este alga azul-verdosa capaz de generar nanocelulosa naturalmente aunque en pequeñas cantidades. Por ello, el equipo plantea modificarla artificialmente, introduciendo genes de la bacteria Acetobacter xylinum usada para producir vinagre.

De este modo, el alga podría producir el material en grandes cantidades y sin necesidad de aportar nutriente alguno, más allá de suministrarle agua y exponerla a la luz del sol.

Hasta el momento, observó Brown, el equipo de investigación ha logrado que este alga cree una larga cadena de nanocelulosa, pero ahora trabajan para que el organismo sea capaz de producirla directamente en su estado cristalino, cuando es más estable y fuerte.

BBC Mundo - Tecnología
10 de abril de 2013

Un futuro de edificios comestibles

En un futuro la comida podría crecer en las paredes de los edificios.

Existe hoy en día un intenso debate sobre cómo será nuestro lugar de trabajo en el futuro.

La tecnología nos permitirá flexibilizar nuestros horarios haciendo realidad esa máxima que dice que "el trabajo no es a donde vas sino lo que haces".

Pero eso no quita que termine tranformando la propia oficina en sí, por ejemplo, es posible que en un futuro consumamos vegetales cultivados en los muros del edificio de nuestra empresa.

Lo cierto es que hay una elevada probabilidad de que esto que quizás le parece extraño sea una realidad pronto.

 
Edificios inteligentes
En una reciente conferencia llevada a cabo por el Consejo Británico para Oficinas de Trabajo, los alimentos cultivados en muros formaron parte del menú como parte de lo que se conoce como "edificios inteligentes".

"No va sobre automatización, un iglú podría calificarse de edificio inteligente", explica Derek Clements-Croome, profesor emérito de la Universidad de Reading.

"Estos edificios responderán a las necesidades de la gente, aumentará la cantidad de personalización, estaremos en control del entorno y seremos capaces de adaptarlo a nuestras necesidades", apuntó.

Esto significa que las oficinas lucirán muy distintas en los próximos años.

Diseñadores hablan de paredes digitales, con sensores incorporados con los que podremos interactuar, o si preferimos una explicación más técnica, se tratará de "células solares sensibles con capas de óxido de titanio en un lámina con moléculas absorbentes de luz con una superficie capaz de generar energía eléctrica".

Estas paredes elaborarán un perfil de usted y cambiarán su entorno de trabajo según las circunstancias.
Esto podría suponer, por ejemplo, que se genere un microclima predeterminado en el lugar donde se celebrará una reunión. 

Oficinas expresivas



Según Derek Clements-Croome estos muros se adaptarán a las necesidades de la gente.

La tecnología que permite esta interacción es conocida como "cobertura-nano", lo que hará básicamente es transformar nuestra fría e insensible oficina en un entorno expresivo.

Significará que cuando entremos en el edificio nuestro lugar de trabajo se preparará automáticamente para nuestra inminente llegada.

Y esto no es ciencia ficción, asegura John Monaghan de Cisco, quien está impulsando esta tecnología.

"Cuando alguien entra en un lugar (nuestra tecnología) puede reconocer quién es y ofrecerle el nivel adecuado de servicio".

La industria de la construcción está haciendo uso de avances llevados a cabo en otras industrias como la aviación para crear innovaciones como la autoreparación y la autolimpieza.

La sede de Air France en el aeropuerto de Roissy-Charles de Gaulle, en las proximidades de París, está hecha de un concreto que se limpia por si sólo.

Este tipo de cemento usa dióxido de titanio para descomponer la polución, para que luego los productos químicos restantes sean despejados fácilmente por la lluvia.
Es por ello que la sede de Air France en Roissy-Charles de Gaulle sigue permaneciendo blanca a pesar de los contaminantes arrojados por los aviones. 

Fachadas vivientes



Las algas pueden procesarse para obtener biocombustible.

Todo esto nos devuelve a la idea de que en un futuro degustemos en nuestra cantina comida cultivada en los muros del edificio.

Hablamos de las "fachadas vivientes", que según Sean Affleck, de la firma de arquitectura Make, se trata de "campos verticales" donde las plantas crecen en las paredes absorbiendo dióxido de carbono y liberando oxígeno.

Según Affleck, esto podría ayudar a combatir el calentamiento global.

"Cultivar fachadas vivientes podría enfriar las ciudades como lo hace un bosque, donde puedes encontrar arboledas frescas porque toda la evaporación permanece a tu alrededor".

Una opción similar es almacenar la energía generada por algas.

"Las algas son un 200% mejores absorbedoras de CO2 y producen mejor biomasa que, digamos, el aceite de colza", señaló.
Su visión es un futuro con edificios envueltos en tubos de algas, en los que se introducen los residuos gaseosos residuales del edificio.
Las algas, llevarían a cabo una tarea de limpieza, y luego el resultado sería almacenado en forma de energía. 

Cosméticos de algas



Este edificio de Air France está hecho con concreto capaz de limpiarse por si sólo.

Esto ya está pasando en lugares como la planta energética Red Hawk de Arizona, en Estados Unidos.

El dióxido de carbono generado durante la producción de energía se conduce a unos tubos de algas, que absorben el 80% del gas y liberan oxígeno. Luego el alga se recicla usando generadores de biomasa y así se produce biodiesel.

Pero si no queremos convertir nuestras oficinas en plantas de energía, las algas también tienen otras aplicaciones.

Affleck destaca un proyecto desarrollado en Mubai, en India, donde una firma está usando las algas que cultivan en vallas en torno al edificio para producir cosméticos.

Y regresando al tema culinario, también se pueden usar estas algas para producir mermelada de espirulina, perfecta para un plato de pasta.

Llevando el uso de plantas aún más allá, algunos sugieren usar sus raíces para fijar los edificios al suelo. Aunque suene un tanto ridículo, sus defensores señalan que mientras los árboles tienden a sobrevivir a un terremoto los edificios no. 

Obstáculos por delante
Por supuesto, existen numerosas barreras en el camino para llevar a cabo estos avances, uno de ellos es dar el paso.

"Un montón de buenas ideas requieren a gente que corra un gran riesgo", dice Andrew Hunter, director de servicios técnicos de la multinacional de la construcción Skanska.

"Ellos pierden mucho dinero y el resto se queda con los trozos".

Pero hay incentivos que podrían llevar a la construcción de estos edificios inteligentes. El primero es el económico, ya que las oficinas suelen ser el segundo costo más considerable después del personal.

Edificios automatizados y con sistemas que interactúan eficientemente no sólo contigo sino con los demás, podrían ser más baratos de mantener. Usarían menos energía, menos agua y generarían menos residuos.

Al mismo tiempo, la productividad será mayor en un entorno más placentero, además del tema energético, así como el manejo del agua y los residuos, que son claves en la agenda hacia la sostenibilidad de las empresas. 

¿Hará falta una oficina?



Tubos de algas absorberían el CO2 residual liberando oxígeno.

Un uso innovador de los edificios ayudaría a evitar estos riesgos y a su vez contribuirían positivamente.
Pero la gran pregunta ahora es si en un futuro todavía tendremos siquiera que ir a la oficina.

Sin embargo, arquitectos, diseñadores y expertos informáticos en la conferencia de Reino Unido acogen con desdén esa idea, citando la innata necesidad humana de congregarse y relacionarse los unos con los otros.
Lo que queda por ver es si será o no sobre un plato de espaguettis con algas.

Michael Millar - BBC
16 de enero de 2013

Laboratorio flotante para biocombustibles

En materia de diseño y arquitectura, el aprovechamiento del mar y las masas oceánicas es prácticamente un eje en las construcciones del mañana, con la distribución de casas flotantes que inclusive emplean energías renovables como medio de ganar espacios habitables, y como ayuda en la elaboración de biocombustibles, como veremos a continuación.

Se trata de una idea proyectada e impulsada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, en la que se comenzará a investigar una fuente de obtención de las algas marinas necesarias para la elaboración de biocombustibles, algo que por el momento no reemplazará al uso de los combustibles fósiles, pero que requiere mucho desarrollo.

Si bien en las zonas terrestres es prácticamente imposible equiparar esta potencial fuente energética, el desarrollo deriva a que se lleven hacia el medio del mar las fuentes de obtención de recursos energéticos, con el diseño y la elaboración de una cápsula flotante.

Este laboratorio flotará sobre la superficie marina y tendrá capacidad para hasta 4 científicos que, de ser aprobado este concepto, comenzarán a iniciar investigaciones sobre los biocombustibles elaborados a partir de estas algas, y ver si efectivamente es viable para los Estados Unidos

M&PFernandez, El Blog verde - Mayo 8, 2011

Algas: Combustible, alimento y plástico del futuro

La investigación de las algas gana fuerza en el sector privado y académico, a medida que se revela su potencial, afirma en esta columna exclusiva el periodista Mark Sommer.

Mientras los combustibles tradicionales proyectan cada vez más consecuencias indeseables, las algas, esa suciedad de los estanques, ofrecen una alternativa sencilla, de corto plazo y con muy poco de los costos escondidos de fuentes de energía más aparatosas y complejas.

La primera y más simple forma de vida, las algas prometen convertirse en un recurso fundamental para el futuro del planeta como base de un biodiésel de gran calidad que –al contrario del maíz—no desvía alimentos humanos.

Y no son sólo combustibles. Son alimento animal y humano –pensemos en la proteica y vitamínica spirulina—y el componente esencial de una amplia gama de plásticos biodegradables para reemplazar a los producidos a partir de hidrocarburos.

Las algas hacen todo eso mientras crecen absorbiendo prodigiosas cantidades de dióxido de carbono, el gas de efecto invernadero que más necesitamos reducir de la atmósfera para frenar el cambio climático.

Por ahora no son una prioridad en la investigación y desarrollo de los países ni de las grandes empresas, pero están ganando fuerza en el sector privado y académico, a medida que se revela su potencial.

Ya hay gigantes de la energía investigado sobre ellas como subproductos del desarrollo del llamado “carbón limpio”, puesto que absorben el dióxido de carbono que genera la quema de ese mineral. Pero el carbón no es más que algas de 500 millones de años de antigüedad.

Entonces, ¿por qué no dejar de buscar carbón escarbando montañas, y dedicarse en cambio a cultivar algas de rápido crecimiento y gran absorción de dióxido de carbono?

No es un sueño distante. Un factor que pone a las algas por encima de casi todas las opciones energéticas, convencionales o alternativas, es su simplicidad, ubicuidad y disponibilidad.

Los investigadores sostienen que, si bien subsisten obstáculos técnicos para una producción a gran escala de bajo costo en varios de sus usos, ninguno parece infranqueable.

Gracias a su capacidad de enorme crecimiento, las algas en cultivo no requieren control estrecho. Su florecimiento es natural, pero se incentiva con la contaminación química y agrícola.

La eutrofización asfixia ríos y arroyos y afecta la vida acuática y marina, pues bloquea el flujo de oxígeno, un proceso conocido como hipoxia. Es un problema grave, que debe considerarse en los cultivos de algas que se hacen en espacios abiertos, en lugar de ambientes controlados como los biodigestores, donde se produce el biodiésel.

Pero, al contrario de una reacción nuclear en cadena, incluso si la proliferación de algas se vuelve excesiva, sus consecuencias no se acercarían siquiera a la gravedad de una fusión atómica.

En una visita a ENN Group, una firma china de energía situada a una hora de automóvil desde Beijing, este corresponsal recorrió un laboratorio donde los científicos desarrollan microalgas para una variedad de usos, como parte de un proyecto de riesgo compartido entre ENN y Duke Energy, una de las mayores prestadoras de servicios públicos de Estados Unidos.

En un soleado invernadero con paredes cubiertas de tuberías de cristal por las cuales circula un fango verde, el jefe del equipo de algas de ENN, Liu Minsung, señaló una hilera de tubos transparentes conteniendo sustancias de diferentes colores y consistencias y levantó una por una.

“Ésta es una microalga en forma pura. Experimentamos con diferentes formas de microalgas y criando nuevas variedades para desarrollar aquellas que más fácilmente se adaptan a nuestros propósitos”, dijo.

Entonces, levantó otro tubo. “Esto es aceite vegetal, muy puro, sin sabor, muy bueno para usted”. La dejó y tomó otra. “Esto es alimento animal, muy nutritivo”.

“Esto es biodiésel”, siguió Liu. “Se puede usar como combustible de vehículos automotores, barcos y jets”. Las “oleo-algas”, como las llaman algunos, se refinan en un proceso muy barato y ya establecido.

Liu siguió adelante. “Y éstas son la base de los bioplásticos. Podrían reemplazar todos los plásticos que hoy obtenemos del petróleo”. Y son biodegradables.

“¿Cuántos años se necesitan para que todo esto sea viable comercialmente?”, pregunté. Reflexionó un momento, como si consultara su agenda. “Consúltenos el año próximo”, respondió.

En efecto, el año próximo. En 2012, la marina de guerra de Estados Unidos lanzará lo que llama el Grupo de Combate Verde, una flotilla de barcos que funcionarán con una mezcla llamada diésel hidroprocesado renovable: mitad algas y mitad combustible naval destilado OTAN F-76.

Para 2016, la marina prevé lanzar la Gran Flota Verde, un grupo de combate de portaaviones conformado por buques híbridos eléctricos, aviones propulsados por biocombustibles, incluso de algas, y –ya no tan verde—barcos nucleares.

Las algas constituyen un círculo completo de innovación porque sirven a varios usos simultáneos, siguiendo una dinámica más bio-lógica que tecno-lógica.

Las soluciones técnicas se han vuelto tan complejas y costosas que, como sucede con los teléfonos inteligentes, una plétora de aplicaciones no esenciales terminan abrumando la capacidad básica.

Como toda “solución”, las algas tienen indudablemente lados oscuros que debemos descubrir. Pero el mayor riesgo, como el del automóvil eléctrico, es no desarrollarlas.

Usted puede criar sus propias algas, ya que crecen en todos lados, excepto en el Ártico. Si la ciencia se dedica no sólo a la gran escala, sino a la pequeña, las comunidades locales podrían cultivar sus propias granjas municipales de algas y obtener nuevas fuentes de ingreso y combustibles para sus máquinas y motores.

La vida en la Tierra empezó con las algas. ¿Podrán ayudar a rescatarnos de nuestro dilema energético?

* * Mark Sommer, periodista estadounidense, dirige el premiado programa radial A World of Possibilities (http://www.aworldofpossibilities.org). Derechos reservados IPS.

27/04/2011