FUENTES Y USOS DE ENERGÍA. Visión situación energética

                                                         Visión situación energética

La manera en que obtengamos la energía para el funcionamiento del mundo moderno tiene diferentes consecuencias. La evidencia científica nos dice que es muy probable que la quema de combustibles fósiles esté causando el calentamiento global. Los gases de efecto invernadero producidos por la utilización de las llamadas fuentes de energía convencionales como el dióxido de carbono, están aumentando el efecto invernadero en la atmósfera. En la siguiente gráfica se muestran las concentraciones de CO2 a lo largo de miles de años. Nunca había sido tan elevada como hasta ahora. (en 2013 se calcularon estas emisiones en torno a 43 mil millones de toneladas equivalentes de CO2, significando “equivalente” el mismo efecto de calentamiento durante un intervalo de tiempo de 100 años).

                        (Fuente: Nasa Global Climate Change)

Pero es que además existe una relación con el aumento de la temperatura que es innegable. En la siguiente gráfica se observa como la temperatura y el dióxido de carbono aumentan de forma paralela.

                            Fuente: Climate.gov

Y a su vez aumenta también de forma paralela la población mundial demostrando la estrecha relación con las necesidades energéticas de la sociedad.

                            (Fuente: Climántica.org)

Aunque la situación energética mundial implica a todos es justo destacar que no todos los países emiten la misma cantidad de dióxido de carbono. Enla siguiente gráfica se comparan las emisiones de CO2 por persona y año en cada país:

                    (Fuente: “Energía sostenible: sin malos humos”, Ed: UPNA)

Si todos los habitantes del mundo (7 mil millones de personas) se repartieran por igual la cantidad de emisiones ésta sería de unas 6 tCO2 por persona y año.

Aunque la relación causa efecto entre aumento de concentraciones de dióxido de carbono y cambio climático es complicado de demostrar, el IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático) realiza un análisis en su último informe donde inciden en que “el calentamiento global de 1,5ºC e incluso de 2ºC se sobrepasará durante el siglo XXI si no se producen unas reducciones profundas en las emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero a la atmósfera en las próximas décadas”.

La opción objetiva para reducir las emisiones de gases efecto invernadero sin renunciar a las necesidades energéticas será la sustitución de las fuentes de energía convencionales por las renovables. Para abordar este cambio 197 países adoptaron en el Acuerdo de París unas medidas para conseguir limitar el aumento global de la temperatura en 2ºC antes de 2050.

Este acuerdo supone un cambio drástico en las sociedades que implica no solamente cambiar las fuentes de energía sino también un cambio social de cambio de hábitos. Para que este objetivo se cumpla se tendrá que pasar de 6 tCO2e por persona y año a tan solo 1tCO2e. Esto supone todo un reto para aquellos países que emiten mucho más que esas 6tCO2e por persona y año.

Cierto es que el uso de fuentes renovables está aumentando pero no a un ritmo suficiente.

 El último informe de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) advierte que el crecimiento de las energías renovables deberá duplicarse para lograr el objetivo de emisiones netas cero para 2050.

Todos estos datos no ayudan a tener una visión esperanzadora de nuestro futuro energético y climático. Es cierto que los números son abrumadores y pesimistas pero también es cierto que hay una voluntad de cambio. Ya se está produciendo aunque el tiempo apremia. Por todo el mundo no cesan de aparecer ideas nuevas e innovadoras para obtener fuentes de energías limpias y renovables. El Sol, el viento, el agua, cada región del mundo es diferente y en cada punto del planeta la ciencia encuentra una solución particular. Algunos ejemplos:

• Fusión nuclear (Ted Talk: Fusión es el futuro de la energía. Proyecto de Steven Cowley)

• Placas esféricas solares de André Broessel

• Pequeñas turbinas de viento de Lucien Gambarota

• Conversión de energía térmica del océano. Duke Hartman

MATEMÁTICAS PARA LA VIDA COTIDIANA. Ciencia y ficción

                                                  Ciencia y Ficción: Los Simpson

En la serie de los Simpson existen multitud de escenas dedicadas a una temática científica. En concreto, a las Matemáticas se le dedican escenas con numerosos guiños algunos de ellos difíciles de detectar si no se tiene una formación matemática específica y/o no se tiene sentido del humor. En el presente artículo analizaré una pequeña selección de escenas de Los Simpson relacionadas con las matemáticas.

“Las chicas solo quieren sumar”. Este capítulo está dedicado al papel de las mujeres en las Matemáticas y en las ciencias en general. Se realiza una crítica al sesgo machista que existe en torno a este tema y donde los estereotipos de género marcan las matemáticas como una “cosa de chicos” y no “”de chicas”. La protagonista Lisa decide hacerse pasar por chico para acceder a las clases de matemáticas de los chicos cuando el machista director de colegio decide separar las clases en chicos y chicas. En estas clases de matemáticas para chicos se aprenden matemáticas “de verdad” mientras que en las de chicas se toman menos en serio. Hay una escena que me hace mucha gracias: cuando durante la protesta de las mujeres contra el machismo del director, su madre sujeta una pancarta con la frase “Why did I multiply” haciendo el juego de palabras.

            
            “La cama de faquir de la probabilidad”: En esta escena Los Simpson van al museo de Ciencias y observan un tablero de Galton.

En este tablero vertical perforado con clavos se dejan caer pelotas. Si se dejara caer una es imposible averiguar hacia qué lado caerá, pero si se dejan caer muchas el resultado muestra una curva de campana de distribución normal. Así se puede deducir donde caerán la mayoría. El personage del matemático francés Blaise Pascal aparece a continuación con una recomendación sobre el juego: “si has comprendido la probabilidad nunca jugarás a la lotería”

    

    “La casa árbol del terror VI”, capítulo especial de Halloween. En este especial Homer se introduce en un mundo tridimensional donde aparecen múltiples referencias a las Matemáticas y Astrofísica. Entre otros se puede ver un guiño al Teorema de Fermat que dice que si n es un número entero mayor o igual que 3, entonces no existen números enteros positivos x, y y z, tales que se cumpla la igualdad:

                

Estos guiños científicos que pueden aparecer en series de TV o películas acercan la ciencia al público general. Estimula la curiosidad de los espectadores no expertos siendo una forma de divulgación científica muy original. Además es una manera amable de presentar partes de la ciencia que históricamente ha causado más “temor” entre los estudiantes.

MATEMÁTICAS PARA LA VIDA COTIDIANA

 

R0 Gripe A (H1N1)

Estamos en agosto de 2010. El pasado 11 de junio de 2009 la Organización Mundial de la Salud declaró a la gripe A (H1N1) como una pandemia.

Según los datos recogidos por la OMS en la siguiente gráfica (Datos oficiales publicados por la OMS con confirmación serológica a 1 de agosto de 2010) y apoyándose en modelos epidemiológicos como el SIR, la evolución de los números ha seguido una tendencia que hace pensar que el fin de la pandemia está próximo.

(Cuadro de evolución al inicio de la pandemia (muertes / casos confirmados por laboratorio)

Por ejemplo, durante el último mes el número de personas fallecidas por causa de esta enfermedad ha sido de unas 138 mientras que durante el mes de mayo de 2009 fue de unas 15.143.

Sin embargo, el número de personas fallecidas no es el único dato que se debe tener en cuenta para el estudio epidemiológico. El modelo SIR relaciona las variaciones de la población susceptible de contagiarse (S), la población infectada (I) y la población recuperada o fallecida (R). El total de la población sería la suma de estas tres variables. Cuando aparece una enfermedad nueva como la gripe A en 2009, al principio el porcentaje de contagios y por tanto de fallecidos es elevado. Esto es así porque el 100% de la población es susceptible de ser contagiada y con ello es susceptible de contagiar a otros y/o de fallecer. Los ritmos en los que suceden estos procesos dependen de varios factores como la densidad de la población, sintomatología, vacunación y en general los diferentes comportamientos sociales.

Junto con estos datos se puede obtener la tasa de reproducción R0 y que se refiere al número de personas que contagia cada una infectada. La gripe común por ejemplo tiene una R0 de entre 2 y 3 el ébola tiene R0= 2.

    

    

Es por ello que se deben tomar medidas como los aislamientos en ausencia de vacuna cuando la R0 es muy elevada.

Los contagios de la gripe A durante las primeras semanas fueron muy elevados debido a que toda la población era susceptible de ser contagiada. A medida que fue pasando el tiempo el crecimiento de los contagios y de fallecidos siguió una curva exponencial aunque a un ritmo cada vez más lento.

La tasa de reproducción R0 al principio se estimó en 1,46 (estudio de BMC Infectious Diseases). Como depende de muchos factores puede ir variando con el tiempo. Lógicamente al disminuir los individuos susceptibles y aumentar los inmunes, esta tasa puede disminuir. Pero puede aumentar si por ejemplo la densidad de población es alta y las probabilidades de encuentros entre individuos susceptibles aumenta.

Y por ello en cada país se estimaron diferentes valores de R0:

(Análisis comparado de la dinámica epidemiológica de la Influenza A (H1N1) en Chile)

BIOQUÍMICA DE LA VIDA COTIDIANA

                                                                         Insectos

Los insectos comestibles para seres humanos aún no son fáciles de encontrar en los supermercados. No forman parte de nuestra dieta pero es posible que en los próximos años se normalice su consumo. Son una fuente de proteína que podría ayudar a disminuir el consumo de carne de vacuno y con ello reducir el impacto ambiental que conlleva su producción. Ya la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura)  recomendó hace pocos años su consumo para combatir el hambre y parece que poco a poco se va incorporando en la dieta de países que tradicionalmente no los consumían.

Para encontrar estos insectos me he acercado al Mercado de Ruzafa en Valencia. Aquí se puede encontrar una tienda con insectos y flores comestibles, Insectum, que oferta diferentes insectos en distintos formatos: desde grillos, gusanos, langostas o saltamontes preparados tostados en bolsas listos para consumir, en forma de harinas, fusilli o en patés. La persona que me atiende me comenta que los insectos tostados por ejemplo, se pueden consumir de diferentes maneras según el gusto del consumidor: como un snack, en purés como “picatostes”, en ensaladas…

Algunos ejemplos de los productos que se pueden adquirir son los siguientes:

• Langostas tostadas (concretamente la especie Locusta migratoria)

• Bolsita de “snack de bichos” con gusanos de la harina (Tenebrio molitor) y grillos

(Acheta domesticus)

• Fusilli preparados con harina de grillos (Acheta domesticus) con un alto contenido proteico (22 gramos de proteína por cada 100 gramos)

• Nachos preparados con harina de maíz y de grillo. Su contenido en proteínas es del 18%)

Todos estos productos además de altas concentraciones de proteína pueden contener  

vitamina B1, B2, B12 y oligoelementos como magnesio, hierro o zinc. Se ha de tener  

en cuenta el tema de los alérgenos (pueden causar alergias similares a las producidas  

por moluscos, crustáceos y ácaros).

 

 

BIOQUÍMICA DE LA VIDA COTIDIANA

Envases activos y envases inteligentes

Los envases en la industria alimentaria han ido evolucionando a lo largo del tiempo no solo para facilitar su transporte sino también para prolongar la vida de los productos en buenas condiciones y para aportar el máximo de información posible al consumidor.

Los envases activos y los envases inteligentes son dos ejemplos de este tipo de nueva tecnología en los alimentos. 

Un ejemplo de envase activo es el que evita la oxidación de aceites y grasas de las patatas de bolsa. Para ello se utiliza la técnica del envasado en atmósfera protectora.

El aire que nos encontramos en las bolsas de patatas no solo sirve para evitar que las patatas sean aplastadas durante el transporte sino que la mezcla de gases en la que el oxígeno se encuentre en menor proporción retarda la oxidación de las grasas y que se produzca el típico olor a rancio.

Los envases inteligentes tienen el objetivo de proporcionar al consumidor toda la información posible en cuanto al estado del producto alimentario. De esta manera, en caso de que se produzca algún tipo de alteración, por ejemplo ser susceptible de ocasionar un riesgo para el consumo, ésta sea detectada a tiempo. 

Ejemplos de este tipo de envases son aquellos con sensores que detectan cambios de temperatura o cambios fisiológicos y que indican mediante una reacción de cambio de color por ejemplo que esa alteración se ha producido. En mi búsqueda por los supermercados no he sido capaz de encontrar ningún envase de este tipo. Lo que sí he encontrado son etiquetas con códigos de barra y códigos QR del alimento en los que se puede encontrar toda la información del producto en cuanto a su origen, fecha de envasado,  fecha de caducidad, etc.

BIOQUÍMICA DE LA VIDA COTIDIANA

                                                         Bebidas energéticas

Hoy toca analizar las llamadas “bebidas energizantes”. Este tipo de productos constituyen un paso más allá de los llamados “refrescos”. Si no era suficiente con el elevado contenido en azúcar de los refrescos, en los últimos tiempos la industria alimentaria se ha sacado de la manga otra excusa para seguir vendiendo estas bebidas azucaradas. Con la excusa del “nutricionismo”, se recalcan los beneficios de ciertos componentes en lugar de valorar el producto alimentario en su conjunto. Esta estrategia que trata de confundir al consumidor es lo que nos ha llevado a que durante los últimos años haya aumentado el consumo de bebidas energéticas sobre todo en la población joven. Estas bebidas pretenden poner en valor su categoría de ser “energizantes” por su contenido en ciertos componentes como son la “taurina” y  la “cafeína”.

Estudiantes y deportistas se convirtieron en el consumidor tipo de estas bebidas. Lo cierto es que la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria ya concluyó que no existe evidencia científica de que la  “taurina” aporte algún beneficio o ventaja en cuanto al aumento de las capacidades cognitivas.

Pues bien, de nuevo el nutricionismo  pretende que los consumidores desvíen la mirada hacia determinados componentes cuando en realidad nos debería preocupar la cantidad de azúcares añadidos, que se multiplican cuando los envases ya no son de 330 mL sino de 500mL. La OMS recomienda no superar los 25 gramos de azúcares añadidos al día en adultos (el 5% de la ingesta de calorías total al día). En la siguiente imagen se muestra una comparativa de la cantidad de azúcares que contiene cada producto.

Cantidad de azúcares por producto (cada sobre de azúcar contiene 6 gramos de azúcar).

• Lata de Coca Cola: 35 gramos de azúcar (5 sobres y medio de azúcar)

• Lata de Contact: 52,5 gramos de azúcar ( 8 sobres y medio de azúcar)

• Lata de Burn: 75 gramos de azúcar ( 12 sobres y medio de azúcar)

• La OMS recomienda no superar 4 de estos sobres de azúcar al día.

Cantidad de cafeína por producto

• Lata de Coca Cola: 35 gramos de cafeína (medio café)

• Lata de Contact: 150 gramos de cafeína (casi 2 cafés)

• Lata de Burn: 160 gramos de cafeína (2 cafés)

En cuanto al contenido de cafeína cabe destacar el peligro de mezclar las bebidas energéticas con el alcohol, puesto que la cafeína estimula su consumo.

BIOQUÍMICA DE LA VIDA COTIDIANA

                                    Alimentos funcionales: estrategia del asterisco

Continuando con este pequeño trabajo de campo en el supermercado, es el turno de analizar la utilización de la llamada “estrategia del asterisco”, esa estrellita que aparece al lado de algunos componentes del alimento. Estoy hablando del caso de las vitaminas y sales minerales sobre todo que contienen algunos alimentos funcionales y que la normativa europea permite publicitar cuando su cantidad llega al 15% de la cantidad diaria recomendada. 

Esta “estrategia del asterisco”, en mi opinión, tiene muy mala leche porque claro lo del asterisco es la “letra pequeña” que solo leemos las que nos creemos muy listas. Que no solo leemos la etiqueta nutricional de los alimentos sino que además leemos lo del asterisco. Que pensamos que no nos engañan justo porque lo leemos. Pero parece que la industria alimentaria sabe también eso y “juega a crearnos la necesidad” de consumir un producto cuando es completamente innecesario. 

Y lo voy a explicar con 2 ejemplos: 

1. El primero es la mantequilla sin lactosa de la marca Hacendado que ya comenté en la entrada sobre los alimentos funcionales, pero en este caso nos fijamos en el asterisco de la Vitamina A.

La cantidad diaria recomendada por la EFSA (Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria) es de alrededor 800 mcg (microgramos) en adultos. La EFSA tiene una herramienta interactiva, “buscador DRV”, para acceder a los valores dietéticos de referencia para los nutrientes.

La mantequilla sin lactosa lleva el 63% de la dosis recomendada de Vitamina A.  En principio sería más fácil tomar 100 gramos de zanahorias o espinacas que 100 gramos de mantequilla, que es casi la mitad del envase. Además, la mantequilla lleva de “compañero de viaje” más de 50 gramos por cada 100 gramos de grasas saturadas que no habíamos encargado. Por lo tanto es muy fácil llegar a la dosis diaria recomendada sin tener que recurrir a esta mantequilla y teniendo una dieta más sana y equilibrada. Pero con esta manera de utilizar el asterisco las empresas alimentarias dan a entender al consumidor que va a obtener un beneficio extraordinario si consumen su producto, cuando no es cierto. La vitamina A se puede encontrar en alimentos frescos y saludables y fáciles de incluir en una dieta sana y equilibrada.

2. El segundo ejemplo es la leche Vita Calcio de Puleva.

       El envase presume de contener Vitamina A, C y E. Este ejemplo es más explícito

(sobre la estrategia del asterisco) ya que explica los beneficios que aportan las vitaminas: “La

vitamina B12 ayuda a disminuir el cansancio y la fatiga” (que es parecido al cansancio) “y el

calcio y la vitamina D contribuyen al mantenimiento de los huesos en condiciones normales”.

Es llamativo el caso de la Vitamina B12 cuando es un nutriente que se encuentra en

cantidades mayores, en cualquier otro alimento de origen animal como la sardina, hígado de

ternera, jamón serrano…Pero en este alimento se nos muestra como algo extraordinario la

cantidad contenida de esta vitamina.