CONTENIDO p. 2 … Efectos del calentamiento global en el Golfo de México: el incremento del nivel del mar (Resumen) p. 3 … Las causas de la inundación de 2007 en Tabasco (Resumen) p. 4 … Ciencia, energía y contaminación atmosférica p. 8 … Arquitectura solar p.10 ... El calentamiento global impulsa la colaboración académica … en E.U. Invitación: Los físicos que deseen contribuir a esta sección con material sobre calentamiento global y temas similares, dirigirse a: [email protected] 2 Efectos del calentamiento global en el Golfo de México: el incremento del nivel del mar José Adrián Carbajal Domínguez Universidad Juárez Autónoma de Tabasco [email protected] El calentamiento global es un fenómeno que consiste en el aumento de la temperatura promedio del planeta. Una de las consecuencias de dicho fenómeno es el incremento del nivel de los mares. Se presenta un estudio acerca de las zonas vulnerables de los estados del Golfo de México en el posible escenario de un incremento de 6 m en el nivel del mar. Los estados más vulnerables son Tabasco, Quintana Roo, Campeche y Yucatán, con 25%, 12%, 12% y 13%, respectivamente, de su superficie con elevación menor o igual a 6 m. Estas regiones coinciden con el asentamiento del 70%, 80%, 57% y 45% de la población afectada respectivamente. Diagnósticos precisos y acciones concretas deben implementarse para disminuir los riesgos sobre las poblaciones de estos estados. (Resumen del trabajo presentado en el L Congreso Nacional de Física, Nov. 2007. Art. completo en: http://adriancarbajal.noip.org/inundacion/reportegolfo.pdf) 3 Las causas de la inundación de 2007 en Tabasco José Adrián Carbajal Domínguez Universidad Juárez Autónoma de Tabasco División Académica de Ciencias Básicas [email protected] Durante octubre de 2007 se desataron lluvias muy intensas sobre los estados de Tabasco y Chiapas, dando lugar en Tabasco a una de las inundaciones más catastróficas de que se tenga memoria. En este reporte se presentan respuestas a muchas de las preguntas que los tabasqueños se hicieron durante este evento. Empleando herramientas tales como imágenes de satélite, modelos de elevación de terreno (DEM), entre otras, se muestra que las aguas provenientes de la presa Peñitas no contribuyeron a la inundación de Villahermosa; que la marea alta de esas fechas tampoco jugó un papel determinante; que la atípica intensidad de la lluvias se debió a la conjunción de un “norte” con las aguas cálidas del Golfo de México; y que las zonas donde la inundación fue más grave concentran grandes escurrimientos de aguas provenientes de la Sierra Norte de Chiapas. (Resumen; Art. completo en: http://adriancarbajal.no-ip.org/inundacion/reporte-inundacion.pdf ) 4 Ciencia, energía y contaminación atmosférica Héctor G. Riveros Instituto de Física, UNAM La contaminación atmosférica antropogénica tiene su principal fuente en los procesos de combustión requeridos para la producción de electricidad, transporte, etc. El petróleo suministra cerca del 90% de las necesidades energéticas nacionales, y su consumo emite dióxido de carbono CO2, monóxido de carbono CO, hidrocarburos HC y óxidos de nitrógeno NOx a la atmósfera de las poblaciones. La combustión en quemadores continuos como calderas y estufas es más completa (emite menos contaminantes) que en los motores de explosión interna, que tienen paredes frías que inhiben la combustión total. La ciencia proporciona herramientas para medir la contaminación atmosférica a través de la absorción característica de las moléculas en el infrarrojo, en el visible o en el ultravioleta. Permite reducirla en las fuentes mejorando el diseño de los motores y quemadores industriales, o en los escapes y chimeneas mediante filtros y catalizadores. El análisis de los datos permite inferir procesos y medios para evaluar la relación costo/beneficio de las distintas posibilidades para reducir la contaminación. Es en el estudio de alternativas energéticas donde podemos esperar los mejores resultados. Necesitamos obtener energías no contaminantes que permitan un desarrollo sustentable, ya que los recursos petroleros mundiales son cada vez mas reducidos. La Figura 1 muestra la historia de la producción y consumo de petróleo en nuestro país. La producción se incrementó al 3.9% anual desde 1958 hasta 1973, pero el consumo subió al 6.7% desde 1958 hasta 1982, con el resultado de que las curvas se cruzaron y de 1970 a 5 1973 importamos petróleo. Por esa época se descubrieron grandes yacimientos, lo que permitió que con una gran inversión se incrementara la producción petrolera al 22% anual desde 1973 hasta 1982. Lo malo fue que el ingreso de México al mercado mundial coincidió con una baja drástica en los precios del petróleo y que a ese ritmo de extracción rápidamente nos hubiéramos quedado sin petróleo. En 1982 se decidió congelar la producción manteniéndola casi estable, pero también hemos tenido una crisis casi continua que ha hecho que el consumo se incremente al 0.67% anual, que no compensa siquiera el crecimiento demográfico. Pet. Produc. 3.9% (58-73), 22% (73-82 Pet. Consu. 6.7% (58-82), 0.67% (82-01) 350 0 Thousands barrel/day 300 0 250 0 200 0 150 0 100 0 500 0 -500 195 8196 4197 0197 6198 2198 8199 4200 0 6/8/2006 Prod Exp ort Cons 9 Fig. 1.- Producción, Exportación y consumo de petróleo en México. En los últimos años la situación no ha cambiado, pero se estima que tenemos reservas probadas para 10 años al ritmo de extracción actual. Esto quiere decir que es urgente que empecemos a ampliar nuestros recursos energéticos. 6 El tema de la contaminación ha generado muchas propuestas para reducirla. Entre las más conocidas están: las chimeneas ecológicas, los imanes en las líneas de combustible de los motores e inyectar iones a la atmósfera. La idea de la chimenea ecológica era calentar el aire en una chimenea para que se formara una columna de aire en movimiento capaz de romper la capa de inversión, causando la dispersión de los contaminantes. Desgraciadamente el cálculo numérico demostró que la idea no era factible. Los imanes en los motores pretenden un incremento del 20% en la eficiencia y una reducción del 40% en las emisiones contaminantes. La idea es que los imanes alinean las moléculas del combustible facilitando su combustión. El problema es que la energía de alineación de las moléculas es muy pequeña comparada con la energía de combustión. Las pruebas experimentales no mostraron ningún efecto ni en la eficiencia ni en la contaminación. La idea de inyectar iones en el aire se basa en que sirvan como centros de nucleación para la humedad del aire, de manera que se obtenga una ganancia en energía cercana a 100 millones de veces. Se afirmaba que se podían evitar huracanes en Rusia, reducir granizadas en Argentina, quitar la niebla en aeropuertos (Moscú y Tuxtla Gutiérrez), hacer llover en Sonora, y reducir la contaminación en el D. F. Desgraciadamente las pruebas mostraron que no había efectos en la contaminación de la ciudad, con la posibilidad de formar ozono en la inyección. No basta con tener buenas intenciones para reducir la contaminación. RESUMIENDO: El primer paso para controlar la contaminación es medirla con instrumentos adecuados. En las grandes ciudades se miden: monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno NOx, hidrocarburos, 7 partículas sólidas y ozono. Estos contaminantes están relacionados con la quema de combustibles en motores y calderas, por lo que se estudian nuevos motores y quemadores bajos en NOx. La ciencia estudia el transporte y dispersión de los contaminantes mediante pulsos sonoros y electromagnéticos mediante nuevos instrumentos. Aunque también se usa lenguaje científico para promover dispositivos que no funcionan para reducir la contaminación. El diseño de nuevos instrumentos contribuirá seguramente a reducir la contaminación atmosférica en las grandes ciudades. Podemos recomendar que se tome en cuenta la información obtenida: controlar mejor al transporte público, homologar las verificaciones en el país, incrementar la poca vida de los catalizadores para el control de NOx, que los vehículos a gas contaminan más de lo esperado, y que exentar de la verificación a los vehículos limpios detectados con sensores remotos, sería un gran ejemplo del gobierno sirviendo a sus ciudadanos, como la Universidad está sirviendo al país. 8 Arquitectura solar Dra. Ruth Lacomba Facultad de Arquitectura, UNAM El cambio climático no es algo que va a suceder en 20 años, nos está afectando a todos en este momento. Basta ver las noticias para darnos cuenta de que a pesar de los intentos de algunas instituciones por negarlo, lo tenemos aquí y ahora. Que es causado por nuestras acciones, lo han demostrado los especialistas del IPCC (comité de científicos que estudian el cambio climático), reunidos en París a principios del 2007. Vivimos en un ecosistema que puede ser alterado por los materiales y fluidos que lo atraviesan y, para asegurar nuestra vida en este planeta, debemos cuidar que estos fluidos sean limpios. De ahí la importancia de las energías alternas, con base en el sol y el viento, que no alteran el ecosistema. El planeta puede existir sin los dinosaurios y otras especies que han ido desapareciendo, y puede existir sin nosotros también. No necesitamos salvar el planeta, lo que tenemos que salvar es la supervivencia de nuestra raza humana. ¿Qué está haciéndose en otros países al respecto? En España, Alemania, E.U.A., Australia, Israel, Emiratos Árabes e India, se investiga la metodología y la aplicación de energías limpias, como la solar y la eólica. España tiene un reglamento que exige que todos los edificios nuevos tengan calentadores solares de agua, a partir del 2005. En Israel todos los edificios tienen calefactores solares para agua; se capta el agua de lluvia y se distribuye por todo el país. En Australia, se desarrolló la Villa Olímpica del 2000 a base de energía solar. En el Desierto de Mojave en California se está desarrollando un proyecto para dotar de concentradores solares a dos mil viviendas. En Dubai se construye una nueva Ciudad Solar. En India hay proyectos para que una gran parte de su electricidad provenga de la energía eólica. México ya tiene su primer concentrador solar en Agua Prieta en el Desierto de Sonora, donado por el Banco Mundial. Austria tiene su primera Ciudad Solar proyectada por los afamados arquitectos Norman Foster y Thomas Herzog. Como arquitecta, catedrática, conferencista, y escritora de libros y artículos, la autora lleva más de treinta años impulsando las energías limpias y alternas, así como la arquitectura solar, la cual es ideal para 9 un país como México, dado su alto nivel de radiación, el tercero en el mundo después de los Emiratos Árabes e Israel. Las casas solares son luminosas y de bajo impacto ambiental. Aun cuando una casa haya sido construida en forma tradicional, es posible convertirla en una casa ecológica que ahorre agua y energía, lo cual puede hacerse en etapas para repartir el costo. Algunos elementos tienen un costo inicial elevado, pero después de un periodo de recuperación, representan un ahorro. Un elemento típico son los calefactores de agua solares. Uno de buena calidad cuesta aproximadamente 20 mil pesos pero, suponiendo un gasto mensual de gas de 400 pesos, se paga a sí mismo en cuatro años. Las lámparas exteriores con celdas fotovoltaicas también suelen amortizarse en los primeros cuatro años. Lo más importante en una casa solar es el diseño, que incluye la vegetación, la orientación, las ventanas, los tragaluces, y los materiales, que deben ser de alta capacidad térmica en zonas frías como el Ajusco o el Desierto de Los Leones. En cambio, para zonas tropicales, o calurosas y húmedas, se requieren materiales que permitan la ventilación, como bambú o palma; aislamiento térmico, ventilación cruzada, y colores claros. En el desierto se precisan materiales que impidan el paso del calor, con gran espesor en las paredes de adobe, tierra, etc. Aislamiento térmico, pocas ventanas y orientadas al norte, en nuestro hemisferio; fuentes y colores claros. Las explicaciones de cómo diseñar para cada región, se encuentran en el libro coordinado por la autora: Manual de Arquitectura Solar de Editorial Trillas. 10 El calentamiento global impulsa la colaboración académica… en E.U. L. Gottdiener FC-UNAM Es bien conocida la renuencia del gobierno estadounidense durante la mayor parte de la administración Bush para tomar medidas efectivas ante el problema del calentamiento global. Pero en el ámbito académico la reacción ha sido diferente. Según un centro educativo norteamericano, existen en los Estados Unidos más de 600 instituciones académicas que, por su nombre, parecerían estar dedicadas a la investigación o educación ambiental. En realidad, muchas son las mismas que hace una o dos décadas se centraban en la innovación, la globalización, o la ética, aunque ahora han reformulado sus objetivos para destacar el aspecto ambiental. Pero también se han creado recientemente en universidades de prestigio un buen número de instituciones especialmente orientadas a cuestiones ambientales y climáticas. Típicamente son interdisciplinarias y, además de investigar aspectos ambientales, analizan cómo influenciar las políticas públicas al respecto, e intentan enseñar a sus estudiantes cómo abordar dichos problemas en el mundo real, no académico. El Instituto Tecnológico de Rochester, por ejemplo, estableció el Instituto Golisano de Sustentabilidad con el objetivo de que estudiantes y profesores de diferentes áreas estudien las ramificaciones ambientales de la producción y el consumo, dado que el problema de la sustentabilidad abarca aspectos económicos, sociales, de ingeniería, etc., que no pueden ser resueltos por expertos de una sola disciplina. La Universidad de Yale fundó recientemente el Centro para Negocios y el Medio Ambiente. La Universidad de Tennessee consolidó hace poco más de un año sus diversos programas ambientales en un nuevo Instituto para un Medio Ambiente Seguro y Sustentable. La Universidad Estatal de Arizona abrió en 2004 su Instituto Global de Sustentabilidad, en el 11 que expertos en biogeoquímica analizan, junto con científicos sociales, el impacto de la urbanización acelerada sobre plantas y animales. Estos conceptos han permeado el mundo académico, y más universidades están abriendo centros donde los estudiantes de ingeniería investigan combustibles alternos, los de administración su impacto económico, y los de ciencias políticas su aceptación por los gobiernos de su propio país y del tercer mundo. Algunos de estos centros, denominados de sustentabilidad, o ambientales, o de calentamiento global, se han creado como entidades independientes, fuera de las escuelas existentes, pero otros se han instalado dentro de ellas. En la Universidad de Pittsburgh, por ejemplo, la Escuela de Ingeniería inauguró en 2003 la Iniciativa Mascaro de Sustentabilidad, dedicada a la “construcción verde” y al uso sustentable del agua. Algunos de estos institutos van más allá de los estudios del medio ambiente. El Centro Kenan-Flagler para la Empresa Sustentable de la Universidad de Carolina del Norte investiga culturas globales, ética de negocios, y responsabilidad social corporativa, además de los temas estrictamente ambientales. Varios centros están tratando de rebasar los confines académicos. El de Yale, por ejemplo, está desarrollando una “clínica de eco-servicios” que ayude a las empresas a encarar cuestiones ambientales. La Iniciativa de Sustentabilidad Corporativa de la Universidad de Duke, que pertenece a la Alianza de Empresas Sustentables de Chicago, fabricó una pequeña turbina eólica para uso particular, y ayuda a las empresas locales a reducir sus emisiones de carbono. Los fondos para los centros mencionados no proceden sólo de las arcas universitarias, sino de donantes particulares. Por ejemplo, la familia Erb donó 20 millones de dólares a la Universidad de Michigan para la creación y operación del Instituto Erb para la Empresa Sustentable Global, cuyo objetivo es que capitalistas de riesgo enseñen a los estudiantes a invertir en tecnologías verdes. 12 Otra benefactora privada aportó 15 millones de dólares al instituto de Arizona, y 10 millones más para crear una Escuela de Sustentabilidad que otorgue grados académicos. La gran mayoría de los fondos del Instituto Golisano de Rochester han procedido de un donador del mismo nombre. Algunos centros, como el de la Universidad de Arizona, han logrado obtener fondos del gobierno. La ciudad de Phoenix es un buen ejemplo del llamado efecto de la isla de calor, que consiste en que las ciudades absorben calor durante el día y lo emiten durante la noche. De ahí que el instituto de Arizona haya recibido financiamiento de la Agencia de Protección Ambiental y del estado de Arizona para investigar si hay materiales de construcción que mitiguen dicho efecto. Asimismo, algunas empresas privadas proporcionan financiamiento a los centros mencionados. Una arrendadora de automóviles donó el año pasado 25 millones de dólares para crear el Instituto Enterprise, que realizará investigación sobre biocombustibles basados principalmente en maíz y soya. La compañía Dow Chemical ha ofrecido aportar, a lo largo de cinco años, 10 millones de dólares a la Universidad de California en Berkeley, para establecer un centro de sustentabilidad. Según un ejecutivo de la empresa, “Berkeley posee una de las mejores escuelas de ingeniería química del mundo, pero son los estudiantes de administración quienes saben hallar los mecanismos financieros necesarios”. La Universidad está utilizando los fondos proporcionados por Dow para establecer un Programa de Productos y Soluciones Sustentables dentro de su Centro de Empresas Responsables. En el programa participarán químicos, biólogos, analistas financieros, especialistas en política, e incluso abogados, de Berkeley. Varias transnacionales – ExxonMobil, General Electric, Toyota, etc. - han ofrecido fondos al Proyecto de Energía y Clima Global de la Universidad de Stanford, que explora nuevas tecnologías energéticas. La Fundación Shell ha estado financiando al Centro Shell de Sustentabilidad de la 13 Universidad de Rice desde 2002, y Wal-Mart ha prometido fondos para un Centro de Sustentabilidad Aplicada en la Universidad de Arkansas. Habrá que ver si algunos de los millonarios y las grandes empresas nacionales se deciden a seguir el ejemplo de sus similares estadounidenses, y aportan cantidades importantes a las instituciones académicas nacionales que les ayuden a encontrar soluciones a los problemas que plantea el calentamiento global. (Fuente: New York Times, dic. 2007) *****