Recurso renovable - Renewable resource
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Un recurso renovable , también conocido como recurso de flujo , es un recurso natural que se repondrá para reemplazar la porción agotada por el uso y el consumo, ya sea a través de la reproducción natural u otros procesos recurrentes en una cantidad finita de tiempo en una escala de tiempo humano. Cuando es poco probable que la tasa de recuperación de los recursos supere una escala de tiempo humana, estos se denominan recursos perpetuos . Los recursos renovables son parte del entorno natural de la Tierra y los componentes más grandes de su ecosfera . Una evaluación positiva del ciclo de vida es un indicador clave de la sostenibilidad de un recurso.
Las definiciones de recursos renovables también pueden incluir la producción agrícola, como en los productos agrícolas y, en cierta medida, los recursos hídricos . En 1962, Paul Alfred Weiss definió los recursos renovables como: " La gama total de organismos vivos que proporcionan al hombre vida, fibras, etc. ". Otro tipo de recursos renovables son los recursos energéticos renovables . Las fuentes comunes de energía renovable incluyen la energía solar, geotérmica y eólica, todas clasificadas como recursos renovables. El agua dulce es un ejemplo de recursos renovables.
Aire, comida y agua
Recursos hídricos
El agua puede considerarse un material renovable cuando se sigue un uso, una temperatura, un tratamiento y una liberación cuidadosamente controlados. De lo contrario, se convertiría en un recurso no renovable en esa ubicación. Por ejemplo, como el agua subterránea generalmente se extrae de un acuífero a un ritmo mucho mayor que su recarga natural muy lenta, se considera un recurso no renovable. La eliminación de agua de los espacios porosos en los acuíferos puede causar una compactación permanente ( hundimiento ) que no se puede renovar. El 97,5% del agua de la Tierra es agua salada y el 3% es agua dulce ; algo más de dos tercios de esto se congela en glaciares y casquetes polares . El agua dulce restante no congelada se encuentra principalmente como agua subterránea, con solo una pequeña fracción (0,008%) presente en la superficie o en el aire.
La contaminación del agua es una de las principales preocupaciones relacionadas con los recursos hídricos. Se estima que el 22% del agua mundial se utiliza en la industria. Los principales usuarios industriales incluyen represas hidroeléctricas, plantas de energía termoeléctrica (que usan agua para enfriar), refinerías de minerales y petróleo (que usan agua en procesos químicos) y plantas de fabricación (que usan agua como solvente), también se usa para arrojar basura.
La desalinización del agua de mar se considera una fuente renovable de agua, aunque es necesario reducir su dependencia de la energía de combustibles fósiles para que sea completamente renovable.
Panorama de un humedal natural ( Sinclair Wetlands , Nueva Zelanda)
Alimentos no agrícolas
La comida es cualquier sustancia consumida para brindar apoyo nutricional al cuerpo. La mayoría de los alimentos tienen su origen en recursos renovables. Los alimentos se obtienen directamente de plantas y animales.
Es posible que la caza no sea la primera fuente de carne en el mundo modernizado, pero sigue siendo una fuente importante y esencial para muchos grupos rurales y remotos. También es la única fuente de alimentación de los carnívoros salvajes.
Agricultura sostenible
La frase agricultura sostenible fue acuñada por el científico agrícola australiano Gordon McClymont . Se ha definido como "un sistema integrado de prácticas de producción vegetal y animal que tiene una aplicación específica del sitio que perdurará a largo plazo". La expansión de las tierras agrícolas reduce la biodiversidad y contribuye a la deforestación . La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación estima que en las próximas décadas se seguirán perdiendo tierras de cultivo debido al desarrollo industrial y urbano, junto con la recuperación de humedales y la conversión de bosques en cultivos, lo que provocará la pérdida de biodiversidad y una mayor erosión del suelo. .
Aunque el aire y la luz solar están disponibles en todas partes de la Tierra , los cultivos también dependen de los nutrientes del suelo y de la disponibilidad de agua . El monocultivo es un método de cultivo de un solo cultivo a la vez en un campo determinado, lo que puede dañar la tierra y hacer que se vuelva inutilizable o que sufra una reducción de los rendimientos . El monocultivo también puede causar la acumulación de patógenos y plagas que atacan a una especie específica. La Gran Hambruna Irlandesa (1845-1849) es un ejemplo bien conocido de los peligros del monocultivo.
La rotación de cultivos y las rotaciones de cultivos a largo plazo confieren la reposición de nitrógeno mediante el uso de abono verde en secuencia con cereales y otros cultivos, y pueden mejorar la estructura y la fertilidad del suelo alternando plantas de raíces profundas y de raíces superficiales. Otros métodos para combatir la pérdida de nutrientes del suelo están volviendo a los ciclos naturales que inundan anualmente las tierras cultivadas (devolviendo los nutrientes perdidos de manera indefinida), como la inundación del Nilo , el uso a largo plazo de biocarbón y el uso de variedades locales de cultivos y ganado que se adaptan a condiciones menos que ideales como plagas, sequía o falta de nutrientes.
Las prácticas agrícolas son uno de los mayores contribuyentes al aumento global de las tasas de erosión del suelo . Se estima que "más de mil millones de toneladas de suelo de África austral se erosionan cada año. Los expertos predicen que los rendimientos de los cultivos se reducirán a la mitad dentro de treinta a cincuenta años si la erosión continúa al ritmo actual". El fenómeno Dust Bowl en la década de 1930 fue causado por una sequía severa combinada con métodos agrícolas que no incluían rotación de cultivos, campos en barbecho, cultivos de cobertura , terrazas y árboles rompevientos para prevenir la erosión del viento .
La labranza de las tierras agrícolas es uno de los principales factores que contribuyen a la erosión, debido al equipo agrícola mecanizado que permite un arado profundo, lo que aumenta considerablemente la cantidad de suelo disponible para el transporte por la erosión hídrica . El fenómeno llamado suelo pico describe cómo las técnicas de granjas industriales a gran escala están afectando la capacidad de la humanidad para cultivar alimentos en el futuro. Sin esfuerzos para mejorar las prácticas de manejo del suelo , la disponibilidad de suelo arable puede volverse cada vez más problemática.
Los métodos para combatir la erosión incluyen la agricultura sin labranza , el uso de un diseño de línea clave , el crecimiento de rompevientos para sujetar el suelo y el uso generalizado de compost . Los fertilizantes y pesticidas también pueden tener un efecto de erosión del suelo, lo que puede contribuir a la salinidad del suelo y evitar que otras especies crezcan. El fosfato es un componente principal del fertilizante químico que se aplica con mayor frecuencia en la producción agrícola moderna. Sin embargo, los científicos estiman que las reservas de roca fosfórica se agotarán en 50 a 100 años y que el pico de fosfato se producirá aproximadamente en 2030.
El procesamiento industrial y la logística también influyen en la sostenibilidad de la agricultura. La forma y la ubicación de los cultivos se venden requiere energía para el transporte, así como el costo de la energía para los materiales, la mano de obra y el transporte . Los alimentos vendidos en una ubicación local, como un mercado de agricultores , han reducido los gastos generales de energía.
Aire
El aire es un recurso renovable. Todos los organismos vivos necesitan oxígeno , nitrógeno (directa o indirectamente), carbono (directa o indirectamente) y muchos otros gases en pequeñas cantidades para su supervivencia .
Recursos no alimentarios
Un recurso renovable importante es la madera procedente de la silvicultura , que se ha utilizado para la construcción, la vivienda y la leña desde la antigüedad. Las plantas proporcionan las principales fuentes de recursos renovables, la principal distinción es entre cultivos energéticos y cultivos no alimentarios . Una gran variedad de lubricantes , aceites vegetales de uso industrial, textiles y fibras hechos, por ejemplo, de algodón , copra o cáñamo , papel derivado de la madera , trapos o hierbas , bioplásticos se basan en recursos vegetales renovables. Una gran variedad de productos de base química como látex , etanol , resina , azúcar y almidón se pueden proporcionar con energías renovables vegetales. Las energías renovables de origen animal incluyen pieles , cuero , grasas técnicas y lubricantes y otros productos derivados, como por ejemplo , pegamento , tendones , tripas para animales o, en tiempos históricos, ambra y barbas proporcionadas por la caza de ballenas .
Con respecto a los ingredientes farmacéuticos y las drogas legales e ilegales, las plantas son fuentes importantes, sin embargo, por ejemplo, el veneno de serpientes, ranas e insectos ha sido una valiosa fuente renovable de ingredientes farmacológicos. Antes de que comenzara la producción de OGM, la insulina y hormonas importantes se basaban en fuentes animales. Las plumas , un subproducto importante de la avicultura para la alimentación, todavía se utilizan como relleno y como base para la queratina en general. Lo mismo se aplica a la quitina producida en la cría de crustáceos que pueden utilizarse como base de quitosano . La parte más importante del cuerpo humano que se utiliza para fines no médicos es el cabello humano como para las integraciones de cabello artificial , que se comercializa en todo el mundo.
Papel histórico
Históricamente, los recursos renovables como la leña, el látex , el guano , el carbón vegetal , la ceniza de madera , los colores de las plantas como el índigo y los productos de ballena han sido cruciales para las necesidades humanas, pero no lograron satisfacer la demanda al comienzo de la era industrial. Los primeros tiempos modernos enfrentaron grandes problemas con el uso excesivo de recursos renovables, como la deforestación , el pastoreo excesivo o la pesca excesiva .
Además de la carne fresca y la leche, que como alimentos no son el tema de esta sección, los ganaderos y artesanos utilizaron otros ingredientes animales como tendones , cuernos, huesos y vejigas. Las construcciones técnicas complejas como el arco compuesto se basaron en una combinación de materiales de origen animal y vegetal. El actual conflicto de distribución entre la producción de biocombustibles y alimentos se describe como Alimentos versus combustible . Los conflictos entre las necesidades alimentarias y el uso, como suponían las obligaciones de los feudos, también eran habituales en tiempos históricos. Sin embargo, un porcentaje significativo de los rendimientos de los agricultores (de Europa central) se destinó a la ganadería , que también proporciona fertilizantes orgánicos. Los bueyes y los caballos eran importantes para el transporte, accionaban motores, por ejemplo, en cintas de correr .
Otras regiones resolvieron el problema del transporte con terrazas , agricultura urbana y huerta. Otros conflictos como entre la silvicultura y la ganadería, o entre los pastores (de ovejas) y los ganaderos llevaron a varias soluciones. Algunos confinaron la producción de lana y ovejas a grandes dominios estatales y nobiliarios o se subcontrataron a pastores profesionales con rebaños errantes más grandes.
La Revolución Agrícola Británica se basó principalmente en un nuevo sistema de rotación de cultivos , la rotación de cuatro campos. El agricultor británico Charles Townshend reconoció el invento en el Waasland holandés y lo popularizó en el Reino Unido del siglo XVIII, George Washington Carver en los Estados Unidos. El sistema utilizó trigo , nabos y cebada e introdujo también trébol . Clover es capaz de fijar nitrógeno del aire, un recurso renovable prácticamente no exhaustivo, en compuestos fertilizantes para el suelo y permite aumentar los rendimientos en general. Los agricultores abrieron un cultivo de forrajes y pastoreo. Por lo tanto, el ganado podía criarse durante todo el año y se evitaba el sacrificio de invierno . La cantidad de estiércol subió y permitió más cultivos pero abstenerse de pastos leñosos .
Los primeros tiempos modernos y el siglo XIX vieron la base de recursos anterior parcialmente reemplazada, respectivamente, complementada por síntesis química a gran escala y por el uso de recursos fósiles y minerales, respectivamente. Además del papel todavía central de la madera, hay una especie de renacimiento de los productos renovables basados en la agricultura moderna, la investigación genética y la tecnología de extracción. Además de los temores sobre una próxima escasez global de combustibles fósiles , la escasez local debido a boicots, guerras y bloqueos o simplemente problemas de transporte en regiones remotas han contribuido a diferentes métodos de reemplazo o sustitución de recursos fósiles basados en energías renovables.
Desafíos
El uso de ciertos productos básicamente renovables como en la medicina tradicional china pone en peligro a varias especies . Solo el mercado negro de cuernos de rinoceronte redujo la población mundial de rinocerontes en más del 90 por ciento durante los últimos 40 años.
Renovables utilizadas para la autosuficiencia
El éxito de la industria química alemana hasta la Primera Guerra Mundial se basó en la sustitución de productos coloniales. Los predecesores de IG Farben dominaron el mercado mundial de tintes sintéticos a principios del siglo XX y tuvieron un papel importante en productos farmacéuticos artificiales , películas fotográficas , productos químicos agrícolas y electroquímicos .
Sin embargo, los antiguos institutos de investigación de fitomejoramiento adoptaron un enfoque diferente. Después de la pérdida del imperio colonial alemán , jugadores importantes en el campo como Erwin Baur y Konrad Meyer pasaron a utilizar cultivos locales como base para la autarquía económica . Meyer, como científico agrícola clave y planificador espacial de la era nazi, administró y dirigió los recursos de Deutsche Forschungsgemeinschaft y se centró alrededor de un tercio de las subvenciones de investigación completas en la Alemania nazi en la investigación agrícola y genética y especialmente en los recursos necesarios en caso de un nuevo esfuerzo bélico alemán. . Una amplia gama de institutos de investigación agraria que aún existen hoy y que tienen importancia en el campo se fundaron o ampliaron en el tiempo.
Hubo algunos fracasos importantes como, por ejemplo, tratar de cultivar especies de olivo resistentes a las heladas , pero cierto éxito en el caso del cáñamo , el lino y la colza , que siguen siendo de importancia actual. Durante la Segunda Guerra Mundial, los científicos alemanes intentaron utilizar la especie rusa Taraxacum (diente de león) para fabricar caucho natural . Los dientes de león de caucho siguen siendo de interés, ya que los científicos del Instituto Fraunhofer de Biología Molecular y Ecología Aplicada (IME) anunciaron en 2013 que habían desarrollado un cultivo que es adecuado para la producción comercial de caucho natural.
Situación legal y subvenciones
Se han utilizado varios medios legales y económicos para mejorar la cuota de mercado de las energías renovables. El Reino Unido utiliza obligaciones de combustibles no fósiles (NFFO), una colección de pedidos que requieren que los operadores de redes de distribución de electricidad en Inglaterra y Gales compren electricidad de los sectores de energía nuclear y energía renovable . Mecanismos similares operan en Escocia (las Órdenes de Renovables de Escocia bajo la Obligación de Energía Renovable de Escocia) e Irlanda del Norte (la Obligación de Combustibles No Fósiles de Irlanda del Norte). En los EE. UU., Los certificados de energía renovable (REC) utilizan un enfoque similar. La Energiewende alemana está utilizando tarifas reguladas. Un resultado inesperado de las subvenciones fue el rápido aumento de la quema de pellets en las plantas de combustibles fósiles convencionales (comparar las centrales eléctricas de Tilbury ) y las fábricas de cemento, lo que hace que la madera o la biomasa representen aproximadamente la mitad del consumo de energía renovable de Europa.
Ejemplos de uso industrial
Productos químicos biorrenovables
Los productos químicos biorrenovables son productos químicos creados por organismos biológicos que proporcionan materias primas para la industria química. Los productos químicos biorrenovables pueden proporcionar sustitutos alimentados por energía solar para las materias primas de carbono a base de petróleo que actualmente abastecen a la industria química. La tremenda diversidad de enzimas en los organismos biológicos y el potencial de la biología sintética para alterar estas enzimas para crear nuevas funcionalidades químicas pueden impulsar la industria química. Una plataforma importante para la creación de nuevos productos químicos es la vía biosintética de policétidos , que genera productos químicos que contienen unidades de cadena de alquilo repetidas con potencial para una amplia variedad de grupos funcionales en los diferentes átomos de carbono.
Bioplásticos
Los bioplásticos son una forma de plásticos derivados de fuentes renovables de biomasa , como grasas y aceites vegetales , lignina , almidón de maíz , almidón de guisantes o microbiota . La forma más común de bioplástico es el almidón termoplástico . Otras formas incluyen bioplásticos de celulosa , bio poliéster , ácido poliláctico y polietileno bioderivado .
La producción y el uso de bioplásticos generalmente se considera una actividad más sostenible en comparación con la producción de plástico a partir del petróleo (petroplástico); sin embargo, la fabricación de materiales bioplásticos a menudo todavía depende del petróleo como fuente de energía y materiales. Debido a la fragmentación del mercado y las definiciones ambiguas, es difícil describir el tamaño total del mercado de bioplásticos, pero la capacidad de producción global se estima en 327.000 toneladas. Por el contrario, el consumo mundial de todos los envases flexibles se estima en alrededor de 12,3 millones de toneladas.
Bioasfalto
El bioasfalto es una alternativa al asfalto elaborado a partir de recursos renovables no derivados del petróleo. Las fuentes de fabricación de bioasfalto incluyen azúcar , melaza y arroz , almidones de maíz y papa , y desechos a base de aceite vegetal. El asfalto elaborado con ligantes a base de aceite vegetal fue patentado por Colas SA en Francia en 2004.
Energía renovable
La energía renovable se refiere al suministro de energía a través de recursos renovables que, naturalmente, se reponen con la suficiente rapidez a medida que se utilizan. Incluye, por ejemplo , la luz solar , el viento , la biomasa , la lluvia , las mareas , las olas y el calor geotérmico . La energía renovable puede reemplazar o mejorar el suministro de energía fósil en varias áreas distintas: generación de electricidad , agua caliente / calefacción de espacios , combustibles para motores y servicios energéticos rurales (fuera de la red) . La fabricación de dispositivos de energía renovable utiliza recursos no renovables como metales extraídos y superficie terrestre .
Biomasa
La biomasa se refiere al material biológico de organismos vivos o recientemente vivos, y con mayor frecuencia se refiere a plantas o materiales derivados de plantas.
La recolección y el uso sostenibles de recursos renovables (es decir, mantener una tasa de renovación positiva) pueden reducir la contaminación del aire , la contaminación del suelo , la destrucción del hábitat y la degradación de la tierra . La energía de biomasa se deriva de seis fuentes de energía distintas: basura, madera, plantas, desechos, gases de vertedero y combustibles alcohólicos . Históricamente, los seres humanos han aprovechado la energía derivada de la biomasa desde la llegada de la quema de madera para hacer fuego, y la madera sigue siendo la mayor fuente de energía de biomasa en la actualidad.
Sin embargo, el uso de biomasa de baja tecnología, que todavía representa más del 10% de las necesidades energéticas mundiales, puede inducir la contaminación del aire interior en los países en desarrollo y provocar entre 1,5 millones y 2 millones de muertes en 2000.
La biomasa utilizada para la generación de electricidad varía según la región. Los subproductos forestales, como los residuos de madera, son comunes en los Estados Unidos . Los desechos agrícolas son comunes en Mauricio (residuos de caña de azúcar) y el sudeste asiático (cáscaras de arroz). Los residuos de la cría de animales, como la basura de las aves de corral, son comunes en el Reino Unido . La industria de generación de energía de biomasa en los Estados Unidos, que consta de aproximadamente 11.000 MW de capacidad operativa de verano que suministran activamente energía a la red, produce alrededor del 1,4 por ciento del suministro de electricidad de los Estados Unidos.
Biocombustible
Un biocombustible es un tipo de combustible cuya energía se deriva de la fijación biológica de carbono . Los biocombustibles incluyen combustibles derivados de la conversión de biomasa , así como biomasa sólida , combustibles líquidos y varios biogases .
El bioetanol es un alcohol elaborado por fermentación , principalmente a partir de carbohidratos producidos en cultivos de azúcar o almidón como el maíz , la caña de azúcar o el pasto varilla .
El biodiésel se elabora a partir de aceites vegetales y grasas animales . El biodiésel se produce a partir de aceites o grasas mediante transesterificación y es el biocombustible más común en Europa.
El biogás es metano producido por el proceso de digestión anaeróbica de materia orgánica por anaerobios , etc. También es una fuente renovable de energía.
Biogás
El biogás se refiere típicamente a una mezcla de gases producida por la descomposición de materia orgánica en ausencia de oxígeno . El biogás se produce por digestión anaeróbica con bacterias anaeróbicas o por fermentación de materiales biodegradables como estiércol , aguas residuales , desechos municipales , desechos verdes , material vegetal y cultivos. Es principalmente metano ( CH
4) y dióxido de carbono ( CO
2) y puede tener pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno ( H
2S ), humedad y siloxanos .
Fibra natural
Las fibras naturales son una clase de materiales similares al cabello que son filamentos continuos o están en trozos alargados discretos, similares a trozos de hilo . Se pueden utilizar como componente de materiales compuestos . También se pueden enmarañar en hojas para fabricar productos como papel o fieltro . Las fibras son de dos tipos: fibra natural que consiste en fibras animales y vegetales, y fibra sintética que consiste en fibras sintéticas y fibras regeneradas.
Amenazas a los recursos renovables
Los recursos renovables están en peligro por el desarrollo y el crecimiento industriales no regulados. Deben ser manejados con cuidado para evitar exceder la capacidad del mundo natural para reponerlos. Una evaluación del ciclo de vida proporciona un medio sistemático de evaluar la renovabilidad. Se trata de una cuestión de sostenibilidad en el medio natural.
Sobrepesca
National Geographic ha descrito la sobrepesca en el océano como "simplemente la extracción de vida silvestre del mar a tasas demasiado altas para que las especies capturadas se reemplacen a sí mismas".
La carne de atún está impulsando la sobrepesca que pone en peligro a algunas especies como el atún rojo. La Comunidad Europea y otras organizaciones están tratando de regular la pesca para proteger las especies y prevenir su extinción. El tratado de la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar trata los aspectos de la sobrepesca en los artículos 61, 62 y 65.
Existen ejemplos de sobrepesca en áreas como el Mar del Norte de Europa , los Grandes Bancos de América del Norte y el Mar de China Oriental de Asia.
La disminución de la población de pingüinos se debe en parte a la sobrepesca, provocada por la competencia humana por los mismos recursos renovables.
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Deforestación
Además de su función como recurso de combustible y material de construcción, los árboles protegen el medio ambiente absorbiendo dióxido de carbono y creando oxígeno. La destrucción de las selvas tropicales es una de las causas críticas del cambio climático . La deforestación hace que el dióxido de carbono permanezca en la atmósfera. A medida que se acumula el dióxido de carbono, produce una capa en la atmósfera que atrapa la radiación del sol. La radiación se convierte en calor, lo que provoca el calentamiento global , más conocido como efecto invernadero .
La deforestación también afecta el ciclo del agua . Reduce el contenido de agua en el suelo y las aguas subterráneas, así como la humedad atmosférica. La deforestación reduce la cohesión del suelo, por lo que se producen erosión , inundaciones y deslizamientos de tierra .
Las selvas tropicales albergan muchas especies y organismos que proporcionan a las personas alimentos y otros productos básicos. De esta manera, los biocombustibles pueden resultar insostenibles si su producción contribuye a la deforestación.
Especie en peligro
Algunos recursos, especies y organismos renovables se enfrentan a un riesgo muy alto de extinción causado por el aumento de la población humana y el consumo excesivo. Se ha estimado que más del 40% de todas las especies vivas de la Tierra corren el riesgo de extinguirse. Muchas naciones tienen leyes para proteger las especies cazadas y restringir la práctica de la caza. Otros métodos de conservación incluyen restringir el desarrollo de la tierra o crear reservas. La Lista Roja de Especies Amenazadas de la UICN es el sistema de clasificación y clasificación del estado de conservación más conocido en todo el mundo. A nivel internacional, 199 países han firmado un acuerdo en el que acuerdan crear planes de acción para la biodiversidad para proteger las especies en peligro de extinción y otras especies amenazadas.
Ver también
Notas
Referencias
Otras lecturas
- Krzeminska, Joanna, ¿Son compatibles los esquemas de apoyo a las energías renovables con los objetivos de la competencia? An Assessment of National and Community Rules, Yearbook of European Environmental Law (Oxford University Press), Volumen VII, noviembre de 2007, pág. 125
- Masters, GM (2004). Sistemas de energía eléctrica renovable y eficiente. Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons.
- Panwar, NL, Kaushik, SC y Kothari, S. (2011, abril). Papel de las fuentes de energía renovable en la protección del medio ambiente: una revisión. Revisiones de energías renovables y sostenibles, 15 (3), 1513-1524.
- Sawin, Janet. "Trazando un futuro de nueva energía". Estado del mundo 2003. Por Lester R. Brown. Boston & Company, Incorporated, 2003.