Recursos renovables

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 un tiempo finito en una escala de tiempo humana. Cuando es poco probable que la tasa de recuperación de los recursos supere la escala de tiempo humana, 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, hasta cierto punto, 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, que se clasifican 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 y una temperatura, un tratamiento y una liberación cuidadosamente controlados. De lo contrario, se convertiría en un recurso no renovable en ese lugar. Por ejemplo, dado que el agua subterránea generalmente se extrae de un acuífero a un ritmo mucho mayor que su muy lenta recarga natural, 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; un poco más de dos tercios de esto está congelado en glaciares y casquetes polares. El agua dulce no congelada restante se encuentra principalmente como agua subterránea, con solo una pequeña fracción (0,008 %) presente sobre el suelo o en el aire.

La contaminación del agua es una de las principales preocupaciones con respecto a los recursos hídricos. Se estima que el 22% del agua mundial se utiliza en la industria. Los principales usuarios industriales incluyen represas hidroeléctricas, centrales termoeléctricas (que usan agua para enfriar), refinerías de petróleo y minerales (que usan agua en procesos químicos) y plantas manufactureras (que usan agua como solvente), también se usa para verter 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 totalmente renovable.

• Panorama de un humedal natural (Humedales Sinclair, Nueva Zelanda)

Alimentos no agrícolas

La comida es cualquier sustancia consumida para proporcionar apoyo nutricional para el cuerpo. La mayoría de los alimentos tiene su origen en recursos renovables. Los alimentos se obtienen directamente de plantas y animales.

La caza puede no ser 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 de plantas y animales que tiene una aplicación específica del sitio que durará 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 a 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 para cultivar solo un cultivo a la vez en un campo determinado, lo que puede dañar la tierra y hacer que se vuelva inutilizable o que su rendimiento se reduzca. El monocultivo también puede causar la acumulación de patógenos y plagas que se dirigen 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 al alternar plantas de raíces profundas y de raíces superficiales. Otros métodos para combatir la pérdida de nutrientes del suelo son volver a los ciclos naturales que anualmente inundan las tierras cultivadas (devolviendo indefinidamente los nutrientes perdidos), como la inundación del Nilo, el uso a largo plazo de biocarbón y el uso de razas locales de cultivos y ganado que están adaptadas 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 del sur de África se erosionan cada año. Los expertos predicen que el rendimiento de los cultivos se reducirá 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 la rotación de cultivos, campos en barbecho, cultivos de cobertura, terrazas de suelo y árboles cortavientos para evitar la erosión eólica.

La labranza de las tierras agrícolas es uno de los principales factores que contribuyen a la erosión, debido al equipo agrícola mecanizado que permite el arado profundo, lo que aumenta severamente la cantidad de suelo disponible para el transporte por erosión hídrica. El fenómeno llamado pico del suelo describe cómo las técnicas de agricultura industrial 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 cultivable 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 cortavientos para sostener 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 crezcan otras especies. El fosfato es un componente principal en el fertilizante químico que se aplica más comúnmente en la producción agrícola moderna. Sin embargo, los científicos estiman que las reservas de fosfato de roca se agotarán en 50 a 100 años y que el pico de fosfato ocurrirá alrededor de 2030.

El procesamiento industrial y la logística también tienen un efecto en la sostenibilidad de la agricultura. La forma y los lugares donde se venden los cultivos 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 un lugar 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 proporcionada por 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 usados ​​industrialmente, textiles y fibras hechas, por ejemplo, de algodón, copra o cáñamo, papel derivado de la madera, trapos o hierbas, bioplásticos se basan en recursos renovables de plantas. Una gran variedad de productos basados ​​en productos químicos como látex, etanol, resina, azúcar y almidón pueden obtenerse con energías renovables de plantas. Las energías renovables de origen animal incluyen pieles, cueros, grasas técnicas y lubricantes y otros productos derivados, como por ejemplo, cola animal, tendones, tripas 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 OMG, 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 puede utilizarse como base del quitosano. La parte más importante del cuerpo humano utilizada para fines no médicos es el cabello humano en lo que respecta a las integraciones de cabello artificial, que se comercializa en todo el mundo.

Rol histórico

Históricamente, los recursos renovables como la leña, el látex, el guano, el carbón vegetal, la ceniza de madera, los colorantes vegetales como el índigo y los productos derivados de las ballenas 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, vejigas. Las construcciones técnicas complejas como el arco compuesto se basaron en una combinación de materiales de origen animal y vegetal. El conflicto de distribución actual entre la producción de biocombustibles y alimentos se describe como Alimentos versus combustible. Los conflictos entre las necesidades y el uso de los alimentos, según lo supuesto por las obligaciones feudales, también fueron comunes 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 fertilizante orgánico. Los bueyes y los caballos eran importantes para fines de transporte, impulsaban motores como, por ejemplo, en cintas de correr.

Otras regiones resolvieron el problema del transporte con terrazas, agricultura urbana y de jardín. Otros conflictos entre la silvicultura y el pastoreo, o entre pastores (de ovejas) y ganaderos llevaron a varias soluciones. Algunos limitaron la producción de lana y ovejas a los grandes dominios estatales y de la nobleza o 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 la invención en el Waasland holandés y la popularizó en el Reino Unido del siglo XVIII, George Washington Carver en los EE. UU. El sistema utilizó trigo, nabos y cebada e introdujo también el trébol. El trébol 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 gran medida. Los agricultores abrieron un cultivo forrajero y un cultivo de pastoreo. Por lo tanto, se podía criar ganado durante todo el año y se evitaba el sacrificio de invierno. La cantidad de estiércol aumentó y permitió más cultivos pero abstenerse de pastos de madera.

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 aún 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 MTC 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 en los últimos 40 años.

Energías 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 productos electroquímicos.

Sin embargo, los antiguos institutos de investigación de fitomejoramiento adoptaron un enfoque diferente. Después de la pérdida del imperio colonial alemán, importantes jugadores en el campo como Erwin Baur y Konrad Meyer cambiaron al uso de cultivos locales como base para la autarquía económica. Meyer, como científico agrícola clave y planificador espacial de la era nazi, administró y lideró los recursos de Deutsche Forschungsgemeinschaft y centró aproximadamente un tercio de las subvenciones de investigación completas en la Alemania nazi en investigación agrícola y genética y especialmente en los recursos necesarios en caso de un nuevo esfuerzo de guerra 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 intentar, por ejemplo, cultivar especies de olivo resistentes a las heladas, pero se logró cierto éxito en el caso del cáñamo, el lino y la colza, que siguen teniendo una importancia actual. Durante la Segunda Guerra Mundial, los científicos alemanes intentaron utilizar especies rusas de 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 cultivar que es adecuado para la producción comercial de caucho natural.

Situación legal y subvenciones

Se han utilizado varios medios legales y económicos para aumentar la cuota de mercado de las energías renovables. El Reino Unido utiliza Obligaciones de combustibles no fósiles (NFFO), un conjunto de órdenes 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 Renovables Escocesas bajo la Obligación de Energías Renovables Escocesas) 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 utiliza tarifas reguladas. Un resultado inesperado de los subsidios fue el rápido aumento de la quema de pellets en plantas de combustibles fósiles convencionales (compárese con las centrales eléctricas de Tilbury) y fábricas de cemento,

Ejemplos de uso industrial

Productos químicos biorenovables

Busque biorenovable en Wiktionary, el diccionario gratuito.

Los productos químicos biorenovables son productos químicos creados por organismos biológicos que proporcionan materias primas para la industria química. Los productos químicos biorenovables pueden proporcionar sustitutos alimentados por energía solar para las materias primas de carbono a base de petróleo que actualmente suministran a la industria química. La enorme diversidad de enzimas en los organismos biológicos y el potencial de la biología sintética para alterar estas enzimas para crear aún nuevas funcionalidades químicas pueden impulsar la industria química. Una plataforma importante para la creación de nuevos productos químicos es la ruta biosintética de los 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. La investigación del poliuretano está en curso y utiliza específicamente recursos renovables.

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, biopoliéster, ácido poliláctico y polietileno de origen biológico.

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 aún 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. En contraste, el consumo global de todos los envases flexibles se estima en alrededor de 12,3 millones de toneladas.

Bioasfalto

El bioasfalto es una alternativa de asfalto hecha 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 fabricado 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 se reponen de forma natural lo suficientemente rápido 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 de energía rural (fuera de la red). La fabricación de dispositivos de energía renovable utiliza recursos no renovables como los metales extraídos y la 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 sostenible y el uso 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 el advenimiento 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 baja tecnología de la biomasa, que aún representa más del 10% de las necesidades energéticas mundiales, puede provocar la contaminación del aire interior en los países en desarrollo y provocar entre 1,5 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 suministra energía activamente 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 biodiesel está hecho de aceites vegetales y grasas animales. El biodiesel 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 anaerobia de materia orgánica por anaerobios., etc. También es una fuente renovable de energía.

Biogás

El biogás generalmente se refiere a una mezcla de gases producidos por la descomposición de la materia orgánica en ausencia de oxígeno. El biogás se produce por digestión anaeróbica con bacterias anaeróbicas o 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 piezas alargadas discretas, similares a piezas de hilo. Se pueden utilizar como componente de materiales compuestos. También se pueden matear en hojas para fabricar productos como papel o fieltro. Las fibras son de dos tipos: fibras naturales que consisten en fibras animales y vegetales, y fibras hechas por el hombre que consisten en fibras sintéticas y fibras regeneradas.

Amenazas a los recursos renovables

Los recursos renovables están en peligro por el desarrollo y crecimiento industrial no regulado. Deben manejarse con cuidado para evitar exceder la capacidad del mundo natural para reponerlos. Una evaluación del ciclo de vida proporciona un medio sistemático para evaluar la renovabilidad. Se trata de una cuestión de sostenibilidad en el medio natural.

Sobrepesca

National Geographic ha descrito la pesca en el océano como "simplemente la extracción de la vida silvestre del mar a un ritmo demasiado alto para que las especies pescadas se reemplacen".

La carne de atún está impulsando la sobrepesca hasta el punto de poner 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 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.

Deforestación

Además de su función como fuente de combustible y material de construcción, los árboles protegen el medio ambiente al absorber dióxido de carbono y crear 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, mejor 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 bien pueden ser 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 crecimiento de la población humana y el consumo excesivo. Se ha estimado que más del 40% de todas las especies vivas en la Tierra están en riesgo de extinción. Muchas naciones tienen leyes para proteger las especies cazadas y restringir la práctica de la caza. Otros métodos de conservación incluyen la restricción del desarrollo de la tierra o la creación de reservas. La Lista Roja de Especies Amenazadas de la UICN es el sistema de clasificación y listado de estado de conservación más conocido en todo el mundo. A nivel internacional, 199 países han firmado un acuerdo acordando crear Planes de Acción de Biodiversidad para proteger especies en peligro de extinción y otras especies amenazadas.