Crean un dispositivo que transforma materia orgánica en biogás y produce un potente fertilizante

Un proyecto de la UTN impulsa el desarrollo de biodigestores que generan metano, un gas con alto poder calorífico. Además, promueve la generación de luz en zonas rurales.

Por Facundo Chahin

Foto: Gentileza UTN

Un grupo de docentes y alumnos de la carrera de Ingeniería Mecánica de la Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional Buenos Aires) comenzó a desarrollar un prototipo de biodigestor para generar energía renovable a partir de la transformación de materia orgánica en biogás con un elevado porcentaje de metano, un fluido de alto poder calorífico, y cuyo producto secundario es un potente fertilizante para los cultivos.

El proyecto impulsado por la cátedra de Ingeniería Mecánica 2, con la participación de alumnos, tuvo como propósito inicial el desarrollo de un modesto primer prototipo de biodigestor, fabricado en 2012, que contó con los parámetros adecuados. El resultado final fue la obtención de un biogás de alta calidad, que tras ser enviado al Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) arrojó la presencia de un 60 por ciento de metano.

Según explicó al Suplemento Universidad Néstor Ferré, director del Departamento de Mecánica de la UTN-Buenos Aires y una de las cabezas del proyecto, “a partir de ese porcentaje se habla de un biogás de buena calidad, ya que el metano es el gas que se busca a raíz de su elevado poder calorífico, similar al de una nafta súper”.

A partir de ese resultado positivo, y tras ser homologado por el rectorado de la casa de estudios superiores como proyecto de investigación oficial, el equipo se abocó a la creación de dispositivos cada vez más sofisticados. En la actualidad, está en marcha el diseño de un cuarto prototipo de biodigestor.

“El objetivo es desarrollar mediante mecanismos tecnológicos digestores con el fin de que sea tentador el tratamiento del residuo orgánico en descomposición, ya que hoy no es del todo rentable, aunque se obtenga un fruto como el biogás, que tiene un cierto valor comercial”, detalló Ferré y explicó que la instalación final está vinculada a la cantidad de materia orgánica a tratar, así como a la frecuencia con que es generada.

El proceso consiste en propiciar todos los parámetros para que las bacterias metanogénicas –grupo especializado de bacterias anaeróbicas que descomponen la materia orgánica– crezcan en número y logren transformar el sustrato vertido dentro del dispositivo –desechos de animales vacunos– en biogás.

A su vez, otro de los productos secundarios del biodigestor es lo que queda una vez que se produjo el gas: un potente fertilizante para el cultivo, rico en elementos como el NPK (nitrógeno, fósforo y potasio). “El fertilizante se compone de una parte liquida, denominada biol, y otra sólida, llamada biosol, que se utiliza para abono”, especificó el docente.

Si bien los biodigestores pueden trabajar en forma autónoma, es necesario algún aporte de energía para su funcionamiento. En ese sentido, Ferré afirmó que la meta es poder instalarlos en áreas rurales donde no hay corriente eléctrica, para generar luz a partir del biogás, que no posee efectos nocivos en materia ecológica.

Y subrayó: “Nuestro país fue tocado con la varita mágica respecto a la posibilidad de generar energía a partir de las renovables; tenemos de los mejores vientos del mundo, una de las radiaciones solares más interesantes, mareas y hasta energía geotérmica. Además de los recursos, tenemos la cabeza desde lo técnico, de modo que con buenas políticas a largo plazo podemos desarrollar un modelo sustentable y sin producir daños ambientales”.

Fuente: pagina12.com.ar

Cómo Japón está revolucionando la agricultura sin tierra ni trabajadores

por Fatima Kamata

Yuichi Mori se inspiró en las membranas utilizadas en los riñones artificiales para desarrollar películas de polímeros para su uso en la agricultura.

Las frutas y verduras cultivadas por el japonés Yuichi Mori no están en el suelo y no necesitan tierra.

Las raíces de lo que él planta salen de un dispositivo que originalmente estaba diseñado para un tratamiento médico.

Mori cultiva sobre una película de polímero transparente hecha a base de un hidrogel permeable que ayuda a almacenar líquidos y nutrientes.

Las plantas crecen en la parte superior de la película y las raíces se desarrollan a un lado.

Además de permitir que la verdura crezca en cualquier entorno, la técnica consume un 90% menos de agua que la agricultura tradicional y no utiliza pesticidas ya que los poros del polímero bloquean los virus y las bacterias.

Los productos de la agricultura vertical son frescos, cultivados localmente, se pueden cosechar durante todo el año, están libres de pesticidas y no se ven afectados por el mal tiempo, dicen sus defensores.

"Adapté los materiales que se usan para filtrar la sangre en los tratamientos de diálisis renal al medio de crecimiento de las plantas", explica el investigador a BBC News Brasil.

Su empresa, Mebiol, tiene patentes para la invención registradas en casi 120 países y supone una revolución agrícola en Japón.

Los campos se están convirtiendo en centros tecnológicos, con ayuda Inteligencia artificial (IA), internet de las cosas y conocimiento sacados de los laboratorios.

En un país con escasez de tierra cultivable y falta de mano de obra, la agrotecnología ha aumentado la precisión en el monitoreo y mantenimiento de los cultivos.

Incluso permite cultivar sin tierra o en áreas con acceso limitado al agua, una preocupación creciente en todo el mundo.

El método de cultivo sin tierras se conoce como agricultura hidropónica.

El método de producción con películas de polímeros permite la agricultura en cualquier parte del planeta.

El Informe Mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos de este año estima que el 40% de la producción de granos y el 45% del Producto Interno Bruto mundial se verán comprometidos para 2050 si la degradación de medio ambiente y el agua continúan a las tasas actuales.

El cultivo en polímeros, tal y como lo hace Yuichi Mori, ha cruzado fronteras.

Se practica en más de 150 localidades dentro de Japón, pero también en regiones como el desierto de Emiratos Árabes Unidos.

El método también se está utilizando para reconstruir áreas agrícolas del noreste de Japón contaminadas por sustancias que llegaron con el tsunami después del gran terremoto de marzo de 2011.

Robot tractor

Con el aumento previsto de la población mundial (de 7.600 millones a 9.800 millones de personas para 2050), las empresas están apostando en oportunidades de negocio relacionadas con la demanda mundial de alimentos, así como por el potencial del mercado de maquinaria.

La humanidad ha aprendido como cultivar plantas sin tierra, alimentándolas directamente con nutrientes minerales del agua e iluminándolas directamente.

El gobierno japonés está subsidiando actualmente el desarrollo de 20 tipos de robots, capaces de ayudar en varias etapas de la agricultura, desde la siembra hasta la cosecha en varios cultivos.

En asociación con la Universidad de Hokkaido, la compañía Yanmar ha desarrollado un tractor robot que se está probando en el campo.

Una persona puede operar dos tractores al mismo tiempo gracias a un sensor integrado que identifica obstáculos y evita colisiones.

El fabricante de automóviles Nissan ya lanzó este año un robot equipado con GPS, conexión WiFi y energía solar.

Llamado Duck, el robot de reducidas dimensiones, navega el agua de los campos de arroz para ayudar a que se oxigene, reduciendo el uso de pesticidas y el impacto ambiental.

Los agricultores en muchos países no cuentan con suministros de electricidad confiables, infraestructura suficiente ni mano de obra calificada.

Agricultura sin gente

Con la tecnología, el gobierno busca atraer a los jóvenes que tienen poco interés en trabajar directamente en el campo, pero a los que sí les gusta la tecnología.

Es un intento por revivir una industria clave que cada vez cuenta con menos personas.

En casi una década, el número de productores agrícolas japoneses ha caído de 2,2 millones a 1,7 millones y la edad media es de 67 años.

Solo el 7% de la población activa de Japón está empleada en el campo, y la mayoría de los agricultores trabajan solo a tiempo parcial.

La topografía limita en gran medida la agricultura de Japón, que puede producir solo el 40% de los alimentos que necesita.

Alrededor del 85% del territorio está ocupado por montañas y la mayor parte de la tierra cultivable restante se dedica a cultivar arroz.

Este grano siempre ha sido el alimento básico de los japoneses.

El gobierno otorga subsidios a los productores de arroz para mantener la producción en pequeñas propiedades de una hectárea, pero el cambio de los hábitos alimenticios ha robado protagonismo a este cultivo.

El consumo per cápita ha caído desde 118 kg en 1962 a menos de 60 kg de arroz en los últimos años.

La alta tecnología ha permitido la expansión cultivos sin tierra.

Así Japón ha comenzado a fomentar la diversificación en el campo.

Como no hay mano de obra disponible, los agricultores recurrieron a la maquinaria y la investigación biotecnológica.

Cada vez se utilizan más drones en tareas como la fumigación, haciendo en media hora el trabajo que llevaría un día completo a cualquier trabajador.

La alta tecnología ha permitido la expansión cultivos sin tierra.

A través de la producción en invernaderos e hidroponía, Japón ha podido expandir su producción de frutas y verduras.

La empresa Mirai Group es pionera en la producción de alimentos en vertical y actualmente cosecha alrededor de 10.000 lechugas al día.

La productividad es cien veces mayor en comparación con el método convencional.

A través de un sensor, la compañía controla la luz artificial, los nutrientes, el dióxido de carbono y la temperatura de cultivo hidropónico.

La luz artificial hace que las plantas crezcan rápidamente, y el manejo controlado elimina la pérdida por enfermedades.

A pesar del alto costo de energía que representa el método, el número este tipo de fábricas en Japón se ha triplicado en una década, a casi 200 instalaciones actuales.

La tecnología japonesa permite la producción de tomate del desierto, como esta en Dubái.

El mercado hidropónico está creciendo en todo el mundo y actualmente representa un poco más de US$1.500 millones.

Y de acuerdo con el pronóstico de Allied Market Research, se espera que se multiplique por cuatro para 2023, llegando a los US$6.400 millones.

Ayuda a países en desarrollo

Con el apoyo de la tecnología, Japón también se ha comprometido a ayudar a los países del continente africano a duplicar la producción anual de arroz a 50 millones de toneladas para 2030.

Ya se están llevando a cabo proyectos específicos en África.

En Senegal, por ejemplo, los japoneses invirtieron en capacitar a técnicos agrícolas y en transferir tecnología principalmente de riego.

Como resultado, la productividad aumentó de cuatro a siete toneladas de arroz por hectárea y los ingresos de los productores aumentaron aproximadamente un 20%.

La estrategia japonesa es promover la inversión privada y expandir el comercio de maquinaria agrícola sostenible en todo el continente africano.

En un periodo de 15 años, el PIB de África se expandió 3,4 veces de US$632.000 millones en 2001 a US$2,1 trillones en 2016.

Con la intención de ayudar a reducir las pérdidas posteriores a la cosecha, revitalizar la industria alimentaria y aumentar los ingresos rurales, en 2014 el Ministerio de Agricultura, Silvicultura y Pesca de Japón formuló la Estrategia Global de la Cadena de Valor Alimentario para aplicarla en los países en desarrollo como Vietnam, Myanmar o Brasil.

Fuente: BBC Mundo

El impresionante diseño del nuevo buque modular ruso, capaz de llevar 24 aviones a bordo

por Igor Rozin

Será el único buque modular del mundo capaz de almacenar hasta 50 vehículos aéreos en su muelle o de realizar tareas comerciales en la ruta del Ártico Norte.

Rusia inició en marzo la construcción de su nuevo buque de asalto anfibio, llamado Varán. Se trata de un portaviones, caracterizado por un alto grado de automatización y la posibilidad de utilizar sistemas robóticos. Puede albergar 24 aviones polivalentes, seis helicópteros y hasta 20 vehículos aéreos no tripulados.

“Está previsto que la composición del grupo aéreo del Varán se cree sobre la base de los cazas MiG-29K que se llevan en portaviones y en sus modificaciones. También tendrá en cuenta los aviones de nueva generación con despegue y aterrizaje vertical”, declaró el servicio de prensa de la oficina de construcción.

En total, este buque de asalto anfibio podrá transportar hasta 50 vehículos aéreos de diversas clases, desde helicópteros de transporte hasta aviones de combate.

Según los promotores, el Varán recibirá “sistemas robóticos avanzados, con un sistema de control de combate integrado”. Sin embargo, la empresa constructora no revela detalles acerca del sistema de inteligencia artificial.

El desplazamiento del Varán es de unas 45.000 toneladas. Tendrá 250 metros de eslora y una anchura de 65 metros. El calado en la línea de flotación estructural será de 9 metros. El buque podrá alcanzar una velocidad máxima de 26 nudos náuticos (hasta 50 km/h).

Característica principal

“La principal característica del buque reside en su modularidad. A partir de este proyecto se pueden crear varios tipos de grandes buques de superficie, como un portaviones, un buque de asalto anfibio, un buque de transporte y hospital e incluso un buque de apoyo al Ártico”, afirma Dmitri Litovkin, redactor jefe del periódico ruso Repaso militar independiente.

Esto permitirá a los ingenieros rusos ofrecer este barco no solo a los militares, sino a las corporaciones náuticas mundiales ya que será un barco comercial capaz de transportar materiales de gas y petróleo a través del planeta, incluso por la ruta marítima del norte, que discurre por el Ártico.

“El precio del barco, así como sus características de IA y robótica, aún se mantienen en secreto. Potencialmente, se revelarán una vez que el barco se incorpore a la flota rusa. Se espera que esto ocurra no antes de finales de la década de 2020”, afirma el experto.

Análogos extranjeros

“No hay análogos por el momento, ya que ninguna oficina de construcción naval del mundo ha creado todavía una plataforma modular similar que permita a sus clientes personalizar el tipo de buque que necesitan basándose en esta plataforma naval”, señala Arthur Shaihudinov, analista militar de la agencia de noticias TASS.

En términos de desplazamiento, el Varán es similar al buque de asalto anfibio estadounidense de la clase América. En la actualidad, la Armada de EE UU cuenta con dos buques de este tipo -América y Trípoli-; otro buque -Bougainville- se puso en marcha en marzo de 2019. Estos buques de asalto anfibio se distinguen por un coste colosal, que alcanza los 3.300-3.400 millones de dólares por unidad de combate.

Fuente: es.rbth.com