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El “punto caliente” de metano en Estados Unidos es más grande que lo que se esperaba

Según un nuevo estudio de datos satelitales llevado a cabo por científicos de la NASA y de la Universidad de Michigan, un pequeño “punto caliente” ubicado en el sudoeste de Estados Unidos es responsable de la producción de la mayor concentración de metano, un gas de efecto invernadero, que se ha visto sobre Estados Unidos (más que el triple de los cálculos estándar hechos en la Tierra).

El metano es muy eficiente para atrapar el calor en la atmósfera y, al igual que el dióxido de carbono, contribuye al calentamiento global. El “punto caliente”, ubicado cerca de las Cuatro Esquinas, el punto de intersección que comprende Arizona, Colorado, Nuevo México y Utah, abarca solamente alrededor de 6.500 kilómetros cuadrados (2.500 millas cuadradas), o la mitad del tamaño de Connecticut.

El área de las Cuatro Esquinas (en color rojo) es el “punto caliente” más importante de Estados Unidos respecto de las emisiones de metano. En este mapa se muestra cuánto variaron las emisiones de las concentraciones históricas promedio registradas entre 2003 y 2009 (los colores oscuros están por debajo del promedio; los colores más claros están por encima). Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Universidad de Michigan

El área de las Cuatro Esquinas (en color rojo) es el “punto caliente” más importante de Estados Unidos respecto de las emisiones de metano. En este mapa se muestra cuánto variaron las emisiones de las concentraciones históricas promedio registradas entre 2003 y 2009 (los colores oscuros están por debajo del promedio; los colores más claros están por encima). Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Universidad de Michigan

En cada uno de los siete años estudiados en el período 2003-2009, el área liberó alrededor de 0.59 millones de toneladas métricas de metano a la atmósfera. Esto es casi 3,5 veces el cálculo para la misma área registrado en la muy utilizada base de datos llamada Emissions (Emisiones, en idioma español) de la Unión Europea para la Investigación Atmosférica Global (Global Atmospheric Research, en idioma inglés).

En el estudio publicado hoy en línea en la revista Geophysical Research Letters, los investigadores utilizaron observaciones llevadas a cabo por el instrumento denominado Espectrómetro de Exploración de Imágenes de la Absorción para la Cartografía Atmosférica (Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography o SCIAMACHY, por su acrónimo en idioma inglés), de la Agencia Espacial Europea.

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Crean una ‘jaula’ para el paladio que cataliza mejor la combustión de metano

Investigadores de las universidades de Cádiz, Pensilvania (EEUU) y Trieste (Italia) han rodeado un núcleo de paladio con partículas de oxido de cerio para formar un material que cataliza la combustión de metano –el componente principal del gas natural– de una forma mucho más limpia y eficiente que hasta ahora. El avance se publica esta semana en la revista Science.

Un equipo internacional, con participación de científicos de la Universidad de Cádiz (UCA), ha sintetizado una ‘jaula’ con entre 10 y 12 partículas de óxido de cerio para encapsular otras de paladio. La alta porosidad de las unidades resultantes permite que el metano y el oxígeno puedan acceder fácilmente al paladio, la ‘fase activa’ del catalizador de la combustión de un gas de gran interés: el metano.

Las ‘jaulas’ de oxido de cerio encierran al paladio. El resultado es un material que cataliza la combustión de metano de una forma limpia y eficiente. Imagen: M. Cargnello, J.J. Delgado et al.

Esta innovadora configuración, montada sobre un soporte modificado de óxido de aluminio, aumenta la actividad y la estabilidad del catalizador a alta temperatura. Como el metano es el componente principal del gas natural y, a la vez, un gas de efecto invernadero, el hallazgo permite simultáneamente incrementar la eficiencia en la producción de energía con metano y, al eliminarlo, reducir sus emisiones al medio ambiente.

Una ‘nano-jaula’ de menos de 10 nm

“El conjunto del paladio en el núcleo y la ‘jaula’ no supera los 10 nanómetros”, explica a SINC Juan José Delgado, coordinador de esta investigación en la UCA, donde han visualizado los materiales mediante microscopía electrónica de transmisión: “Los ojos que han permitido ver la estructura de estos catalizadores”.

El estudio se publica en el último número de la revista Science y lo han desarrollado miembros del departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica de esta universidad, junto a investigadores de las universidades de Pensilvania (EEUU) y Trieste (Italia).

“Utilizar la energía contenida en los enlaces químicos del metano es una necesidad”, señalan los científicos gaditanos, que recuerdan que el petróleo se está agotando mientras que el gas natural está emergiendo como una solución a medio plazo debido a existencia de reservas “relativamente abundantes”.

“La puesta en práctica de procesos más eficaces a menor temperatura -el siguiente paso, sin bajar la productividad- y que reduzcan las emisiones de sustancias nocivas tiene sin lugar a duda un alto interés económico”, comenta Delgado.

El metano es un gas invernadero mucho más dañino que el CO2

El metano es un gas invernadero mucho más dañino que el CO2, con un efecto 20 veces mayor. Su uso extensivo, por ejemplo, en la calefacción de nuestros hogares, se lleva a cabo habitualmente mediante combustión a altas temperaturas (800-1000 °C). Un proceso similar se utiliza también en las turbinas de gas que se usan habitualmente en la producción de energía.

Los procesos de combustión causan la emisión de compuestos tóxicos como los óxidos de nitrógeno, relacionados con la lluvia ácida, o el monóxido de carbono y otros productos de la combustión incompleta de metano que, además, contribuyen al efecto invernadero.

Aún así, el metano se puede considerar como el ‘más limpio’ entre los hidrocarburos, ya que su estructura simple (un átomo de carbono unido a cuatro átomos de hidrógeno) permite reducir al mínimo las emisiones de CO2 por gramo de combustible. Esta morfología le dota de una gran estabilidad química, con enlaces muy difíciles de romper, una condición necesaria para poder utilizar la energía contenida en la molécula.

http://www.agenciasinc.es

Referencia bibliográfica:

M. Cargnello, J. J. Delgado Jaén, J. C. Hernández Garrido, K. Bakhmutsky, T. Montini, J. J. Calvino Gámez, R. J. Gorte, P. Fornasiero. “Exceptional Activity for Methane Combustion over Modular Pd@CeO2 Subunits on Functionalized Al2O3”. Science 337, 10 de agosto de 2012.