TECNOLOGIA SUSTENTABLE EN EL SUELO.

El suelo es un factor fundamental relacionado al desarrollo sustentable para sistemas agrícolas.
El Índice de Productividad (IP) se afirma en la presunción de que el suelo es el mayor determinante  del rendimiento de cultivos debido a que proporciona el medio ambiente para el crecimiento de la raíz.  Investigadores evaluaron el potencial productivo relativo de la tierra calculando un IP basado en la capacidad de disponibilidad de agua del suelo, la resistencia para el crecimiento y desarrollo de la raíz  (densidad aparente) , y adecuado pH para una profundidad de 1 metro.

MANEJO DEL SUELO
Hay una preocupación creciente sobre el manejo de los recursos naturales, particularmente la tierra y agua y sobre el cambio climático global debido al efecto invernadero, causado en parte por la degradación del suelo. La presión creciente sobre los recursos naturales ha producido la desertificación de algunas áreas.

La desertificación fue considerada en principio como el resultado de sequías prolongadas. Sin embargo, en los años recientes, se ha llegado a la conclusión de que el mal uso de la tierra es quizás el factor básico, y la sequía es sólo un factor exacerbado. Dregne  estableció que la pobreza, la ignorancia y la codicia son las causas indirectas de desertificación. La causa directa es el mal manejo del suelo a través de las practicas excesivas de pastoreo, tala indiscriminada, métodos de labranza inapropiados, malos sistemas de distribución de agua, y sobreexplotación de la tierra. La desertificación es, simplemente, otra palabra para definir la degradación del suelo pero dentro de un contexto de suelo árido.


En síntesis, una población en crecimiento con altos ingresos y gran consumo de proteínas animales intensifica la presión sobre los recursos suelo y agua. Durante décadas pasadas, el adelanto tecnológico ha llevado a un aumento significativo en la producción de cultivos. Al mismo tiempo, crece la idea de que algunas de estas tecnologías han activado la  degradación medioambiental. La preocupación radica en que, en muchas áreas, estos sistemas de producción agrícola no son sustentables.
Los factores más importantes que determinan la sustentabilidad de un sistema son el clima y el suelo. El análisis cuidadoso de estos factores puede revelar una riqueza de información para formular pautas y políticas. Las interacciones de los recursos, la tecnología, y política del medio ambiente requieren alcances metodológicos para:
-          cuantificar cómo los recursos del suelo y el clima determinan apropiadas tecnologías potenciales;
-          determinar qué tecnologías seleccionadas tienen impacto sobre el suelo;
-          desarrollar una estrategia para seleccionar tecnologías de producción apropiada que enfrenten los objetivos económicos y metas medioambientales. Algo que el INTA ha hecho y sigue haciendo.

Además del énfasis en la planificación del uso sistemático del suelo y manejo de los recursos, existe la necesidad de supervisar los cambios del suelo como una parte integral de estrategia de desarrollo agrícola. Esto es particularmente decisivo cuando se trata de suelos marginales (de baja capacidad de uso agrícola) muy vulnerables a la degradación química y física.
Diseño, construcción e instalación de Sistemas Ecológicos de Tratamiento y Reuso de Agua Residual
Nuestra tecnología de punta está en una avanzada combinación de procesos biológicos anaerobios, aerobios y de biofiltración, de tal manera que se optimiza la                               degradación de los contaminantes y se minimiza el costo de construcción, el  gasto energético y los costos de operación.

Estas tecnologías han sido especialmente desarrolladas y adaptadas para las condiciones de México y otros países de climas templados y tropicales con el apoyo de avanzados centros de investigación (tales como el Instituto de Ingeniería de la UNAM de quienes somos licenciatarios). 
Biofiltración y bioconversión
Eco Red ha diseñado eficientes soluciones tecnológicas para la clarificación y retención de sólidos suspendidos, así como la biofiltración y bioconversión de los contaminantes por medio de sistemas hidropónicos de lecho vegetal a base de plantas hidrófilas, que convierten los nutrientes remanentes en biomasa (plantas) que además de embellecer el paisaje, tienen valor comercial como plantas ornamentales o para reforestación, materia prima para artesanías, forraje y composta, además de constituir un refugio para la fauna silvestre.
Nuestras propuestas consideran soluciones integrales para el tratamiento y reuso de las aguas residuales, garantizando el cumplimiento de la normatividad y permitiendo su reutilización para diferentes usos, así como la generación de vegetación de valor comercial, entre otros beneficios.
Esta tecnología ha sido totalmente probada y puesta a punto en más de 40 plantas de tratamiento funcionando eficientemente en diferentes partes de la República.
  • Realizamos el diseño y la construcción de Sistemas Ecológicos de Tratamiento y reuso de Aguas Residuales adecuado a las necesidades de cada proyecto
  • Garantizamos un tratamiento de agua residual de cualquier origen a nivel terciario, produciendo agua limpia que puede ser descargada a cuerpos de agua, o reutilizada en riego, fuentes ornamentales, lavado de pisos o maquinaria, y en diferentes procesos industriales, entre otros usos.
  • Cumplimiento con la Norma Oficial Mexicana (NOM-003-SEMARNAT-1997) para calidad de agua tratada para reuso con contacto humano
  • Se minimiza drásticamente la producción de lodos, y no se genera ningún producto tóxico de desecho
  • Reducción considerable en el consumo de agua potable y costos por el uso y tratamiento  de la misma.
  • Bajo costo de operación y mantenimiento.
  • Se generan, en los procesos de biofiltración, beneficios adicionales tales como la producción de especies vegetales de alto valor comercial,
  • Tecnología aplicable desde una casa hasta un municipio o ciudad
Biofertilizacion
El principal factor que mide la fertilidad de un suelo es la materia orgánica. Esta ejerce el llamado “efecto esponja” (absorción de agua y nutrientes); si no cuidamos esta fracción del suelo, en vano estaríamos tratando de conservar y de administrar los nutrientes propios del suelo o de los agregados.

La Biofertilización es una tecnología que está enraizada con este concepto, la inclusión de microorganismos en las semillas (Inoculación) “Hongos Micorrizas - Bacterias fijadoras de N2” y/o solubilizadores de fósforo, producen efectos aditivos, de particular importancia, para el desarrollo de cultivos más rendidores, de mejor calidad fitosanitaria y para aumentar el contenido de materia orgánica del suelo. Estos microorganismos, básicamente trabajan sobre el abastecimiento de nitrógeno y fósforo hacia el vegetal; también se acotan otras funciones no menos importantes: desarrollo radicular más abundante y efecto protector contra enfermedades fúngicas de la raíz.

Si describimos cada una de estas funciones veremos la importancia de su aplicación. Respecto al nitrógeno no podemos dejar de reconocer que en plantas leguminosas el aporte es del 70% de lo que el vegetal necesita, el resto lo extrae del suelo. En el caso de plantas cereales (trigo - maíz) el aporte, cuando los microorganismos están combinados (Micorrizas - bacterias fijadoras de Nitrógeno), es del 20%; el resto lo extrae del suelo (del que tiene o del agregado por vía de fertilización). En ambos casos nos quedan pendientes la reposición del nitrógeno al suelo, pero menos del necesario si utilizamos estos Biofertilizantes.

Por ejemplo en trigo, por Tn. de rendimiento, se van con el grano 25 kg. de N, si restamos un 20% se van 20 kg. En el caso de una soja, por Tn. de grano se van de 60 a 70 kg. de N, si el aporte por vía de Biofertilización es del 70%, solo se van de 18 a 21 kg provistos por el suelo.

Si bien los balances son negativos (se va más de lo que se incorpora) el manejo de la fertilización química y el desarrollo de sistemas microbiológicos fijadores de N2, pueden compensar esas pérdidas. No hay que olvidarse que el nitrógeno es un gas muy abundante en la atmósfera y que puede ser incorporado al suelo como materia orgánica nitrogenada por medio de la fijación biológica de nitrógeno.

El caso de los nutrientes minerales merece una atención esmerada en cuanto a la reposición. Aquí los Biofertilizantes trabajan sobre estos nutrientes (fósforo, potasio, azufre y otros oligoelementos), extrayéndolos del suelo y cediéndolos al vegetal. En este punto debemos conocer las necesidades del cultivo para que puedan expresar su potencial rendimiento: “darles lo que necesitan”. Las propiedades sobresalientes de los Biofertilizantes pasan por un mejor aprovechamiento de la riqueza nutricional del suelo, o del agregado (fertilización).

Por ejemplo Las Micorrizas, que trabajan en simbiosis con la planta, pueden extraer el fósforo necesario de una amplia superficie de exploración tanto en profundidad como en lateral, pudiendo llegar a varios metros de distancia de la zona radicular. La extracción dependerá de la necesidad del vegetal para cumplir con su ciclo. No habrá que entender que hay una expoliación mineral, sino que el abastecimiento al vegetal estará sujeto a las relaciones C/N - N/P y así con otros minerales. Para poder tener idea del problema en el tiempo habrá que saber que reserva tengo e ir gastando de acuerdo a una necesidad productiva y equilibrada con la conservación del capital suelo. Los análisis que me proveen de datos para un mejor conocimiento de gasto/reposición de nutrientes son los valores totales de cada nutriente (reserva) en una profundidad de uso aproximada a los 60 cm. Así para el caso del fósforo sabemos que en algunas regiones agrícolas del país (Santa Fe y Pcia. de Bs. As.) la cantidad asciende a 500 - 600 ppm, que traducidas a kg/ha a una profundidad de 60 cm. son: de 3000 a 4500 kg/ha. Si conocemos estos datos para otros nutrientes podemos manejar la productividad del suelo con más objetividad. Si a su vez tenemos un sistema microbiológico (Micorrizas) capaz de extraer nutrientes de la profundidad y llevarlos a la superficie a través de la simbiosis con la planta, podríamos equilibrar las necesidades reales con la introducción de una fertilización químico - biológica ajustada al gasto - reposición.

Otra propiedad de los Biofertilizantes es el desarrollo de la cabellera radicular del vegetal, que es más abundante que en aquellas situaciones donde no hay uso de esta nueva técnica. El desarrollo radicular extra es materia orgánica que se incorpora al suelo, produciendo beneficios de significación (mayor retención de agua y nutrientes, mejor estructura del suelo y mejor permeabilidad). En el caso de un trigo testigo que desarrolla una cabellera radicular de 1,95 gr./pl contra otro Biofertilizado, que desarrolla una cabellera radicular de 2,80 gr./pl (en peso seco), hace una diferencia de 1700 kg. de materia orgánica radicular/ha. extra (fuente: CREA Venado Tuerto, Ing. Boxler, año 2003); beneficio que se integra a la fertilidad natural del suelo. Aquí estamos agregando gratuitamente carbono orgánico. Las tecnologías que se encaminan a este proyecto son la Siembra Directa y la Biofertilización.

Finalmente nos queda comentar la acción fitosanitaria de los biofertilizantes. Al agregar una población numerosa de Micorrizas y Bacterias o ambas a la semilla, producen una colonización de microorganismos útiles que compiten efectivamente contra patógenos que puede llevar la semilla (se desconoce su limpieza microbiológica) o los que están en el suelo. Si sumamos la acción de terápicos en concentraciones ajustadas a la compatibilidad con los microorganismos de los Biofertilizantes, concluiríamos en un control efectivo de enfermedades.

Como se podrá observar en la lectura del presente artículo, tenemos herramientas a disposición para desarrollar actos productivos orientados a la producción, manejo y conservación de la fertilidad del suelo.
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SÍNTESIS
La utilización a gran escala de combustibles fósiles (petróleo, gas natural, carbón) constituye la causa principal de origen humano del cambio climático por las emisiones de CO2 resultantes. El sector de la producción de electricidad representa un porcentaje importante de esas emisiones y es muy probable que esta tendencia vaya en aumento.
En efecto, en la Unión Europea (UE), más del 50 % de la electricidad se produce a partir de combustibles fósiles, principalmente del carbón, que representa un 30 % aproximadamente de la producción de electricidad total de la UE. Para contribuir a la seguridad del suministro energético de la UE, el carbón seguirá ocupando un puesto esencial en las fuentes de energía utilizadas. Las emisiones de CO2 derivadas de la producción de electricidad a partir de carbón ascendieron en 2005 a un 70 % del total de las emisiones de CO2 procedentes de la producción de electricidad en la UE, lo que representa un 24 % de las emisiones de CO2 de todos los sectores.
Estas fuentes de energía, y en particular el carbón, van a ser cada vez más importantes en la producción de energía de determinadas regiones del mundo en las próximas décadas (especialmente en China y en la India) por el aumento significativo de la demanda de energía.
Por consiguiente, es fundamental que la UE establezca de inmediato el marco para desarrollar y difundir las tecnologías que le permitan utilizar de forma sostenible el carbón, es decir, de limitar las emisiones de CO2 procedentes de la utilización del carbón para la producción de electricidad.
Las mejoras conseguidas en las tecnologías del carbón (aumento de la eficiencia energética, disminución de las lluvias ácidas y de las situaciones de contaminación atmosférica local debidas a las emisiones de SO2, de NOx y de partículas) demuestran que son posibles avances tecnológicos significativos, especialmente mediante el principio de la captura y almacenamiento del carbono.
Tecnologías de combustibles fósiles sostenibles
Las tecnologías de carbón sostenible serán el resultado de una combinación óptima de las técnicas del «carbón limpio» (mejora del rendimiento y disminución de las emisiones atmosféricas) y de las técnicas de captura y almacenamiento de CO2. El perfeccionamiento de estas tecnologías y la demostración de su viabilidad comercial permitirán su difusión a gran escala.
Para ello es necesario un fuerte aumento de los fondos asignados a la investigación, que permita el desarrollo de proyectos de demostración tecnológica, a escala tanto nacional como comunitaria. Debe garantizarse una cooperación periódica entre el sector industrial y las autoridades públicas, especialmente mediante una estructura de coordinación y apoyo que se inspire en la Plataforma tecnológica para centrales eléctricas alimentadas por combustibles fósiles con emisiones cero, inaugurada en el año 2006. La Comisión estudiará las demás medidas adecuadas que conviene adoptar a corto plazo en materia de demostración.
Deberán aplicarse las mejores técnicas disponibles cuando se renueve el parque de centrales eléctricas de carbón utilizadas en la UE, lo que debería permitir reducir en un 20 % las emisiones de CO2 procedentes de las centrales de carbón de aquí al año 2020. La Comisión evaluará si se recurre efectivamente a las mejores técnicas disponibles y contemplará, si procede, la adopción de instrumentos jurídicamente vinculantes para fomentarlo.
Marco favorable para estas tecnologías
La UE ha de disponer de un marco normativo y económico favorable para las tecnologías de baja emisión de CO2, que garantice a largo plazo el recurso perenne a las tecnologías de carbón sostenible, a fin de favorecer las inversiones y la transición a esas tecnologías.
Así pues, la Comisión aboga por:
·         evaluar los posibles riesgos de la captura y almacenamiento del carbono, proceso que incluye una consulta pública en Internet;
·         proponer las condiciones de utilización de estas tecnologías que permitan una gestión adecuada de los riesgos;
·         integrar esas condiciones en el marco normativo vigente, especialmente en el régimen de comercio de derechos de emisión de gases de efecto invernadero, así como las Directivas sobre la evaluación del impacto ambiental y la prevención y control integrados de la contaminación.
Por otra parte, la Comisión considera que las nuevas centrales de carbón deberían construirse con sistemas de captura y almacenamiento de CO2 de aquí al año 2020 y que las centrales existentes deberían adaptarse a las normas de forma progresiva. Podrían establecerse medidas incentivadoras (por ejemplo la adopción de objetivos jurídicamente vinculantes o la creación de centros comunes de almacenamiento).
Además, la UE seguirá promoviendo a escala internacional la celebración de un acuerdo para limitar el aumento de la temperatura a 2 °C por encima de los niveles preindustriales, y en este contexto una de las opciones será la captura y el almacenamiento de CO2. La UE apoyará la modificación de determinados acuerdos y convenios internacionales para reducir los obstáculos a las tecnologías que permiten la captura y almacenamiento del carbono (por ejemplo, en el subsuelo marino).
Costes y beneficios de las tecnologías sostenibles para los combustibles fósiles
La construcción de nuevas centrales adaptadas a la captura y almacenamiento del carbono no debería suponer necesariamente costes complementarios, aunque la construcción de centrales para la demostración a escala industrial de las tecnologías de carbón sostenible sí requerirá recursos financieros importantes, así como la adaptación a partir de 2020 de las centrales existentes.
Hoy en día, las tecnologías de captura y almacenamiento del carbono siguen siendo demasiado caras para una utilización a gran escala. Sin embargo, las mejoras técnicas de los próximos años y los beneficios derivados de la captura y almacenamiento del CO2 deberían limitar el aumento del coste de la electricidad procedente de centrales que recurran a esas tecnologías en 2020 a un 10 % con respecto a los niveles actuales, e incluso compensar totalmente dichos costes. Además, el posible aumento del coste de la electricidad producida por centrales de carbón no debería repercutir, al menos íntegramente, en los precios de la electricidad para los consumidores.
En cuanto a los efectos negativos para el medio ambiente, la Comisión considera que los riesgos de la captura y almacenamiento del carbono proceden ante todo de posibles fugas. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (GIEC), sin embargo, ha llegado a la conclusión de que la proporción de CO2 retenida en reservas geológicas adecuadamente seleccionadas y gestionadas supere muy probablemente el 99 % en un período de 100 años.
La utilización sostenible de combustibles fósiles, especialmente mediante la captura y el almacenamiento del CO2, permitirá eliminar hasta un 90 % de las emisiones de carbono producidas por las centrales eléctricas de combustibles fósiles, lo que representa una reducción global del 25 al 30 % de las emisiones de CO2 en la UE de 27 Estados miembros de aquí al año 2030 en comparación con los niveles del año 2000. Por otra parte, el recurso a las tecnologías adecuadas permitirá reducir simultáneamente los contaminantes atmosféricos relacionados con la combustión tradicional del carbón, entre otros los NOx y el SO2, lo que daría lugar a una disminución de los costes ambientales locales y de los costes sanitarios.
Además, si la UE obtiene resultados suficientes a escala internacional en el desarrollo de las tecnologías sostenibles para los combustibles fósiles, su liderazgo le permitirá crear empleo y exportar su tecnología, con el consiguiente efecto de arrastre positivo para los terceros países. Para ello se desarrollará una estrecha cooperación, tecnológica y comercial, con los países usuarios de carbón, entre los que figuran China, los Estados Unidos y la India, así como los países en desarrollo.
Contexto
Esta Comunicación es parte del «paquete sobre energía» publicado por la Comisión en enero de 2007, que define una nueva política energética europea y en el que se establecen objetivos cuantificados.

Bombear agua hacia arriba cuando se dispone de energía, para hacerla caer de nuevo cuando se necesita es una tecnología conocida muy usada en distintos lugares. Pero Riverbank Power, una empresa canadiense con experiencia en el campo de la energía eólico, ofrece un planteamiento totalmente novedoso para almacenar la energía potencial del agua. En lugar de usar colinas o lugares elevados para hacer subir el agua, la guarda en el subsuelo e invierte el proceso.

Aquabank es una nueva manera de acumular energía, similar a las baterías, que permitirá la proliferación de otras fuentes de energía renovables como la eólica, mareomotriz o biomasa.
La tecnología de Aquabank deja caer el agua por gravedad hacia el subsuelo moviendo una turbina y produciendo electricidad. Esa electricidad producida durante el día se inyecta en la red eléctrica. Durante la noche, cuando hay exceso de viento, se utiliza esa energía sobrante para bombear de nuevo el agua hacia su ubicación original en la superficie.
En el subsuelo, a 600 metros de profundidad, se ubican 4 turbinas de 250 MW que generan la electricidad hidráulica. La superficie ocupada por esta instalación está entre 5 y 10 acres (2 – 4 hectáreas). El área del subsuelo requiere unos 100 acres (40 hectáreas). El sistema mueve 37.854.096 hl de agua para producir seis horas de electricidad y cuesta 8 horas subirla de nuevo a la superficie.
Como cualquier otro proyecto hidráulico, Aquabank también necesita desviar el agua de los ríos, aunque afirman utilizar la mejor tecnología para que el impacto sea mínimo, sobre todo para los peces y los ecosistemas fluviales relacionados. Para evitar la entrada de peces en el sistema, la captación del agua, al igual que su filtrado, se realiza muy lentamente, evitando que el curso del agua resulte apenas alterado. Dado que el agua se almacena en el subsuelo durante muy poco tiempo, su bombeo de nuevo al río no cambia su calidad ni temperatura.


La empresa valenciana Energesis Ingeniería, una compañía pionera en el desarrollo e instalación de sistemas de climatización geotérmica, creada por dos profesores de la Universidad Politécnica de Valencia, es noticia porque ha desarrollado un laboratorio móvil, capaz de medir y analizar la conductividad térmica del subsuelo y otras estructuras.
Instalaciones de climatización geotérmica.
Este laboratorio móvil permite proporcionar información fiable para el diseño de instalaciones de climatización geotérmica.
Para la determinación de las características térmicas del suelo necesarias para instalar un sistema de climatización geotérmico, el laboratorio móvil inyecta o extrae calor en el suelo a través de un circuito de agua enterrado y mide la respuesta térmica del subsuelo.
Este procedimiento, desarrollado por Energesis Ingeniería dentro del programa GESTA (Generación de Soluciones de Tecnología Avanzada), constituye una novedad, ya que hasta la fecha sólo se podían realizar estudios mediante inyección de calor, no mediante la extracción.


Recordemos que la energía geotérmica de baja entalpía basa su principio en la capacidad que tiene la tierra para acumular el calor procedente del sol, manteniendo una temperatura general constante a lo largo del año a partir de determinada profundidad.
Los sistemas tradicionales se basan en el intercambio de calor del edificio con el aire que lo rodea. Sin embargo, la climatización geotérmica cede o extrae ese calor del subsuelo, que tiene una temperatura más moderada y constante que el aire exterior. Debido a esto, por cada kW de energía eléctrica podemos generar 4.5 kW de refrigeración o 4 kW de calefacción, mientras que en los sistemas convencionales de climatización generarían aproximadamente 2 kW de refrigeración ó 2.3 kW de calefacción.


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