Un estudiante de secundaria inventó una solución de biocombustibles para la escasez de azúcar

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La industria mundial de los biocombustibles sufrió ayer un duro golpe después de que se supo que India estaba considerando poner un límite al etanol de caña de azúcar, en un intento por evitar una inminente escasez de azúcar. Es otra vez la vieja batalla entre combustible y alimentos de principios de la década de 2000. Esta vez, sin embargo, los investigadores de biocombustibles están ideando nuevas soluciones, y una de ellas está en manos de un estudiante de secundaria obsesionado con la química. La pregunta es, ¿volará?

¡La ciencia gana!

La estudiante y su nuevo biocombustible aparecen en una próxima serie documental de National Geographic Feria de Ciencias: Serie, que debuta este fin de semana el 10 de octubre. Si quieres conocerla, mira el programa. De hecho, si quieres ver mil puntos de luz atravesando la oscuridad de la negación de la ciencia, mira el programa. Los jóvenes inteligentes que aplican la ciencia para resolver problemas en sus comunidades y en el mundo son un tema general Feria de Ciencias: Seriey no decepciona.

La solución de los biocombustibles es un buen ejemplo. La colegiala que lo desarrolló fue motivada en parte por esperar seis horas en el auto de su madre para llenar gasolina durante una de las escasez crónica de combustible en Zimbabwe. El país produce una gran cantidad de etanol a partir de la caña de azúcar, pero todavía depende de combustibles fósiles importados para mezclarlo. La escasez de azúcar en la India también advierte de nuevos problemas en el futuro (véanse los informes sobre la situación del combustible en CleanTechnica Remeledzai Joseph Kuhdzai, que creció en Zimbabwe).

Al darse cuenta de que la caña de azúcar sólo crece en tierras de cultivo, pero la caña común crece en todas partes, el estudiante comenzó a demostrar que la caña no tratada puede producir concentraciones más altas de sacarosa que la caña de azúcar cultivada.

Ese fue sólo el primer paso. Para saber cómo, o si, llegó al etanol a tiempo para competir en una competición internacional ultracompetitiva. Ciencia e Ingeniería Justo En Atlanta, Georgia, mira el programa.

Los biocombustibles alternativos son sólo un punto de luz

Los biocombustibles están lejos de ser la única solución presentada para el clima Feria de Ciencias. La serie fue dirigida por Darren Foster y la ex niña de la feria de ciencias Cristina Costantini, quien amablemente se sentó con LimpiezaTécnica vía Zoom para una entrevista a principios de esta semana. Señalaron que los estudiantes que compiten por ingresar a ISEF están motivados para resolver problemas del mundo real y que la crisis climática es la madre de todos los problemas.

A continuación sigue nuestra conversación, editada para mayor claridad y fluidez.

Técnica limpia: ¿Cómo llegó el programa a presentar a estudiantes que trabajan en soluciones climáticas?

Alentar: La mayoría de los estudiantes abordan el cambio climático a su manera, como motores eléctricos más eficientes o alternativas a los biocombustibles, pero también está siempre presente incluso si no es un proyecto sobre cambio climático.

Constantino: Darren y yo nos inspiramos en el espíritu de estos niños. Muchos de ellos ven un problema y luego quieren solucionarlo. Este (el cambio climático) es uno de los mayores problemas que enfrenta nuestra generación. En lugar de encogerse de hombros, todos se lo toman muy personalmente. Se ven a sí mismos como la primera línea.

Técnica limpia: Cientos de estudiantes de 73 países diferentes compitieron en ISEF. ¿Cómo llegaste a elegir los proyectos a presentar?

Alentar: Es una vergüenza de riquezas. Estos niños son lo mejor de lo mejor en ciencia. Buscamos diversidad en los proyectos, su procedencia y sus antecedentes.

Técnica limpia: ¿En qué se diferencia la Feria de Ciencias de la negación del cambio climático y otras percepciones negativas de la ciencia?

Constantino: Parte de la razón por la que Darren y yo elegimos este mundo es porque es un rincón de la humanidad que realmente nos da esperanza en este momento. La ciencia es muy real. La ciencia es muy celebrada. Muchos de ellos quieren ser científicos y estar en primera línea de ayuda.

Foster señaló que el patrocinador principal de ISEF es Regeneron, una empresa que surgió de la investigación desarrollada por el cofundador George D. Yancopoulos, MD, PhD, como un proyecto de feria de ciencias para una escuela secundaria.

«Estas mentes brillantes, las nuevas ideas, el entusiasmo, la hermosa claridad… pueden explorar estos problemas», dijo Foster. “Es uno de los mundos más felices en los que nos encontramos. Realmente nos da esperanza”.

Técnica limpia: ¿Qué tipo de consejos crees que estos estudiantes darán a la próxima generación?

Constantino: Yo era un niño honesto en la escuela secundaria. Las habilidades continúan. La capacidad de comunicar una idea… Ojalá más científicos fueran mejores en eso.

Técnica limpia: ¿Alguna idea final?

Alentar: cosas que veras Feria de Ciencias son las soluciones del mañana. Lo mejor está por llegar, y estos niños están realmente en la cúspide de lo que sucederá en los próximos cinco o diez años.

Más allá de los biocombustibles, hacia el vuelo carbono neutral del futuro

También se presenta un estudiante con un nuevo diseño para un motor eléctrico de alto rendimiento Feria de CienciasAsí que creemos que una de esas cosas que están por llegar es la propulsión eléctrica neutra en carbono para aviones que combina biocombustible con electrificación.

Si se pregunta por qué algo así tendría sentido, es una buena pregunta. Por último, están surgiendo mezclas de biocombustibles para reducir la huella de carbono de los aviones convencionales. También están apareciendo en escena nuevos aviones eléctricos, tanto de pila de combustible como de batería.

El desafío para los biocombustibles es que la mezcla todavía depende de la energía fósil. Mientras tanto, los vuelos electrificados todavía se limitan a un puñado de pasajeros, y aumentarán en los próximos años.

Para resolver ambos problemas a la vez, el Departamento de Energía de EE. UU. está llevando a cabo una iniciativa llamada ASCEND, para motores eléctricos de clase aeronáutica refrigerados sinérgicamente con accionamientos integrados.

ASCEND es administrado por la Oficina ARPA-E de Financiamiento de Proyectos de Alto Riesgo y Alta Recompensa. La primavera pasada, la oficina otorgó $5 millones a un equipo de investigadores de la Universidad Texas A&M para desarrollar un sistema de propulsión eléctrica liviano y de alta eficiencia para aviones como parte de la segunda fase del programa.

El objetivo es ampliar los vuelos eléctricos a aviones comerciales de un solo pasillo con capacidad para 150-200 asientos, que representan casi el 50% de las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con los viajes aéreos, más temprano que tarde.

«Al utilizar combustibles líquidos neutros en carbono, como el etanol o el amoníaco verde, un sistema de propulsión totalmente eléctrico tendría cero emisiones netas y sería mucho más silencioso para los pasajeros y quienes se encuentran cerca del aeropuerto», explica Texas A&M.

Si todo va según lo planeado, la Fase II entregará «un sistema de propulsión totalmente eléctrico totalmente integrado con una densidad de potencia de 12 kilovatios por kilogramo o más con una eficiencia del 93% o más».

Como lo describe Texas A&M, esta tecnología no existe actualmente, es decir, hasta que un equipo de investigación la dé vida con la ayuda de la impresión 3D y otros nuevos procesos de fabricación.

Mientras tanto, ARPA-E también quiere apoyar a la próxima generación de científicos en ciernes con una nueva incubadora de carrera temprana de $ 10 millones que se lanzará en 2024, llamada IGNITE, para inspirar a la próxima generación de innovadores a impactar las tecnologías energéticas.

«Una vez fui un joven ingeniero, y en ARPA-E queremos apoyar a los investigadores, emprendedores e ingenieros que inician su carrera para que desarrollen soluciones energéticas innovadoras y aborden los desafíos que les apasionan», explica ARPA-E. Directora Evelyn N. Wang. «Con IGNIITE 2024, soy optimista y creo que juntos podemos apoyar a una nueva generación de innovadores energéticos y crear un futuro energético limpio y sostenible».

El proceso de solicitud se inició el mes pasado y los documentos conceptuales para cualquier persona interesada en postularse se publicarán el 4 de enero.

Mira el tráiler de la feria de ciencias aquí.

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Foto (captura de pantalla): Nuevos biocombustibles y otras soluciones climáticas presentados en el tráiler de la feria de ciencias, cortesía de National Geographic National Geographic Documentary Films.