What to do with the CO2 / Que hacer con el CO2

One of the most patent impacts that human activity have caused on our planet is the release of carbon dioxide into the planets atmosphere. Mostly this is done through the combustion of carbon based natural resources. Carbon that has been fixed into the ground by fossilized plants millions of years ago, where carbon rich organic matter were transformed into pure carbon or raw oil or gas, is now rapidly pouring into the air.

Most of the terrestrial carbon is fixed in rock, and the rest is fixed in the ocean, atmosphere, plants, soil, and in fossil fuels. In the “carbon cycle” carbon moves from one place into another, so any process that takes carbon from one store will put it in another. Combustion of fossil fuels puts fixed carbon into the atmosphere, where photosynthesis made by plants on ground or in the oceans puts it back into storage.

The carbon cycle acts as a thermostat, keeping earths temperature in balance. We can see from historical data going back hundreds of thousands (or even millions) of years, that the amount of carbon oxide in the atmosphere is decisive for the Earth’s temperature: the more CO2,  the hotter is the Earth, the less CO2, the cooler our planet gets. Today more carbon is released into the atmosphere (mostly as carbon dioxide) than is getting fixed in other forms, and we run the risk of our Earth’s thermostat geting out of balance, entering a period of much hotter and more violent climate. So if we could take more carbon out of the atmosphere than what is put in, we would help to put the climate back in balance.

On one hand we can put less CO2 into the atmosphere employing methods like:

  • use less fossil fuels
  • use fuels with less carbon content
  • actively reduce carbon oxide from exhaust gases
  • use less energy
  • be more energy efficient
  • use other energy forms

On the other hand we can actively take CO2 out of the atmosphere employing methods like:

  • stimulate natural photosynthesis by adding more vegetation
  • employ methods for artificial photosynthesis
  • pull out CO2 from the air using mechanical or chemical methods
  • convert CO2 into other commodity chemicals like carbon monoxide or methanol
  • use microorganisms that feed upon carbon dioxide

 

Uno de los impactos más patentes que la actividad humana ha causado en nuestro planeta es la liberación de dióxido de carbono en su atmósfera. Principalmente esto se hace mediante la combustión de recursos naturales basados en carbono. El carbono que las plantas fosilizadas fijaron en el suelo hace millones de años, donde la materia orgánica rica en carbono se transformó en carbono puro o petróleo o gas crudo, ahora se está vertiendo rápidamente en el aire.

La mayor parte del carbono terrestre está fijado en roca, y el resto está fijado en el océano, la atmósfera, las plantas, el suelo y los combustibles fósiles. En el “ciclo del carbono”, el carbono no se consume, solamente se mueve de un lugar a otro, por lo que cualquier proceso que tome carbono de un almacenamiento lo colocará en otro. La combustión de combustibles fósiles coloca carbono fijo en la atmósfera, desde donde la fotosíntesis realizada por las plantas en el suelo o en los océanos lo vuelve a almacenar.

El ciclo del carbono actúa como un termostato, manteniendo la temperatura de la tierra en equilibrio. Podemos ver a partir de datos históricos que se remontan cientos de miles (o incluso millones) de años, que la cantidad de óxido de carbono en la atmósfera es decisiva para la temperatura de la Tierra: cuanto más CO2, más caliente es la Tierra, menos CO2, más frío se pone nuestro planeta. Hoy se libera más carbono a la atmósfera (principalmente como dióxido de carbono) del que se fija en otras formas, y corremos el riesgo de que el termostato de nuestra Tierra se desequilibre y entre en un período de clima mucho más cálido y violento. Entonces, si pudiéramos sacar más carbono de la atmósfera de lo que se pone, ayudaríamos a recuperar el equilibrio del clima.

Por un lado, podemos poner menos CO2 en la atmósfera empleando métodos como:

  • usar menos combustibles fósiles
  • usar combustibles con menos contenido de carbono
  • reducir activamente el óxido de carbono de los gases de escape
  • usar menos energía
  • ser más eficiente energéticamente
  • usar otras formas de energía

Por otro lado, podemos eliminar activamente el CO2 de la atmósfera empleando métodos como:

  • estimular la fotosíntesis natural agregando más vegetación
  • emplear métodos para la fotosíntesis artificial
  • extraer CO2 del aire utilizando métodos mecánicos o químicos
  • convertir el CO2 en otros productos químicos como el monóxido de carbono o el metanol
  • usar microorganismos que se alimentan del dióxido de carbono

Storing solar energy / Almacenar la energía solar

In most places on earth the energy flow from the direct sunlight corresponds to more than 1,000 watts per square meter. As the sun shines, the light heats air, water, earth or whatever material that comes underneath its generous rays.

When photovoltaic panels are exposed to sunlight the energy flow is transformed into electricity, but that electricity is then automatically lost if it is not consumed directly or put into storage. Therefore most solar systems use some kind of battery bank so that the consumption of the generated energy can be postponed to when it is needed better. Typically the electricity generated by day is mostly consumed during the night.

Most photovoltaic systems are over-dimensioned to some extent to allow for a continued use during periods with less productivity (like cloudy days). With more panels you get more production capacity, and with more batteries you can store more of that production.

When looking at many off-grid systems that added capacity from over-sizing means that the systems spend most of their time with fully loaded batteries. So when the batteries are full the system just has to discard the rest of energy production.

One simple way to augment the system’s capacity is to plan the use of electricity so that it coincides with the time of the day when most of the energy is produced (around midday or early afternoon), like for example to set the washing machine to run at those hours. In this way you get added capacity as you draw both from the batteries and what is produced at that very moment. And you don’t drain the batteries as easily as you have planned the main consumption when there otherwise would have been an over-production of energy.

If you also have the on-grid option of a connection to the general electrical network, you could sell to the grid when your batteries are full and buy back from them when you need to, and use the grid as a virtual storage for all the extra electricity that you can’t store yourself. It is a virtual storage, as the energy you have put to the grid will be consumed be someone else directly, and someone else will produce the electricity you buy back later. So really you are storing energy in the form of the money you get for selling electricity, which buys you capacity to withdraw energy from the grid later.

Other forms of energy storage are to produce hot (or cold) water with the surplus electricity and use that energy to heat (or cool) your building. Or some other liquid could be used for the storage (like oil), or the proper building could be looked upon as a form of storage, if it encloses heavy elements that can hold thermal energy. This could be conceived by an under-floor heating system that put energy into the floor slab. If it is water-based it could even be used for cooling down a building during hot summer days.

There are far more complex to store energy a for example using catalyzers to produce hydrogen gas from water, hydro potential storage (pump water to a higher point and let it fall through a generator) or the use of a heat exchanger to produce electricity. Most of them are just too expensive or too inefficient but of course still interesting for smaller scale experiments or for large-scale investments.


En la mayor parte de la Tierra, el flujo de energía de la luz solar directa corresponde a más de 1.000 vatios por metro cuadrado. A medida que el sol brilla, la luz calienta el aire, el agua, la tierra o cualquier material que venga por debajo de sus generosos rayos.

Cuando los paneles fotovoltaicos estén expuestos a la luz solar, el flujo de energía se transforma en electricidad, pero esa electricidad se pierde automáticamente si no se consume directamente o se almacena. Por lo tanto, la mayoría de los sistemas solares utilizan algún tipo de banco de baterías para que el consumo de la energía generada pueda posponerse cuando se necesite mejor. Normalmente, la electricidad generada por el día se consume principalmente durante la noche.

La mayoría de los sistemas fotovoltaicos están sobredimensionados en cierta medida para permitir un uso continuado durante los períodos con menos productividad (como los días nublados). Con más paneles hay más capacidad de producción y con más baterías se podrá almacenar más de esa producción.

Cuando se observan muchos sistemas fuera de la red, la capacidad agregada por estar sobredimensionados significa que los sistemas pasan la mayor parte de su tiempo con baterías completamente cargadas. Entonces, cuando las baterías están llenas, el sistema tiene que desechar el resto de la producción de energía.

Una forma sencilla de aumentar la capacidad del sistema es planear el uso de la electricidad de modo que coincida con la hora del día en que se produce la mayor parte de la energía (alrededor del mediodía o la tarde), como por ejemplo configurar la lavadora para que funcione a esas horas. De esta manera, se obtiene mayor capacidad a medida que extrae tanto de las baterías como de lo que se produce en ese momento. Y no agota las baterías tan fácilmente como ha planeado el consumo principal cuando de lo contrario habría habido una sobreproducción de energía.

Si también tiene la opción de una conexión a la red eléctrica general, podría vender la electricidad a la red cuando sus baterías estén llenas y comprarlas cuando sea necesario, y utilizar la red como un almacenamiento virtual para todos la electricidad adicional  que no puedes almacenar. Es un almacenamiento virtual, ya que la energía que ha puesto en la red se consumirá directamente por otra persona, y otra persona producirá la electricidad cuando vuelves a comprar. De modo que realmente está almacenando energía en la forma de dinero que obtiene por vender electricidad, lo que le da capacidad para retirar energía de la red más adelante.

Otras formas de almacenamiento de energía son producir agua caliente (o fría) con el excedente de electricidad y usar esa energía para calentar (o enfriar) su edificio. O se podría usar algún otro líquido para el almacenamiento (como el aceite), o se podría considerar el edificio mismo como una forma de almacenamiento, si encierra elementos pesados ​​en su interior que pueden contener energía térmica. Esto se puede conseguir por medio de un sistema de calefacción por suelo radiante que almacena energía en la losa del piso. Si el sistema radiante es a base de agua, incluso podría usarse para enfriar un edificio durante los calurosos días de verano.

Hay formas mucho más complejas para almacenar energía como, por ejemplo, utilizar catalizadores para producir gas hidrógeno a partir del agua, almacenamiento de potencial hidráulico (bombear agua a un punto más alto y dejarlo caer a través de un generador) o el uso de un intercambiador de calor para producir electricidad. La mayoría de ellos son demasiado caros o demasiado ineficientes, pero por supuesto siguen siendo interesantes para experimentos a pequeña escala o para inversiones a gran escala.

The plant revolution / El futuro es vegetal

We normally see plants as something inferior to animal life, more primitive, that hasn’t evolutionized at the same rate and to the same grade as the “superior” animals. In his new book, The Revolutionary Genius of Plants: A New Understanding of Plant Intelligence and Behavior, the author Stefano Mancuso shows us a whole new and intriguing view on plant life.

The plants wasn’t at all “left behind” by evolution, he argues, they just took a totally different evolutionary approach and followed a distinct path. While animals avoid changes by constantly moving around, plants decided to stay put, resist and adapt to the changes. While animals consume, plants produce. While animals have developed dedicated organs for different functions and a central brain, plants have evolved in a decentralized manner where all functions are present in every part of a plant.

We see the ability to move, and move quickly, as something very important. Speed is in a way our measurement of modernity and performance. Animals and humans have used their capacity to move for various reasons, for finding food and shelter, for protection against other animals and for spreading their DNA to new places. This behaviour has in a way freed us from a part of the need to adapt to changes and threats in our surroundings. Plants on the hand had to try to handle changing, or just plain hostile, environmental conditions and find strategies to cope with what was present around them.

So to survive, plants had to develop defences against being eaten to extinction, like sharp or unpalatable parts, and develop techniques to use the environment to carry them away to new places. They also needed to cope with strong heat, cold, draught, deluge, winds, lack of nutrients and other extreme conditions.

When you look at a plant, what you see is hierarchy of equal parts or perhaps one should say, a network of connected parts. You can cut off a piece of a plant and you still maintain a complete and fully functional organism as a base for a new individual. In a way you could say that plants never die, as parts of it may decline while others regenerate. This makes the plants a model for us when we want to create resilient technological solutions, like for a example communications networks.

Animals mostly consume more than they produce, they need an abundant quantity of nutrients from plants and other animals to keep alive and through their breathing they consume oxygen. Green plants, on the other hand, consume very little, taking most of their energy through the sunlight and the process photosynthesis and produce a substantial part of the earth’s oxygen need.

What is really fascinating about plants is that recently it has been shown that they actually have their own form of intelligence, that they react to stimuli in their environment in an active way, with different chemical reactions, or that they actually can see what is around them and also have memory, being able to remember different situations and change their reactions over time.

It may well be that the solution to many of our current environmental problems, like adapting to climate change, drinking water scarcity or food shortage, might have been here silently waiting for aeons for us humans to evolve enough to be able to see them.

Normalmente vemos las plantas como algo inferior a la vida animal, más primitivo, que no ha evolucionado tanto y al mismo ritmo que los animales “superiores”. En su nuevo libro, “El futuro es vegetal”, el autor Stefano Mancuso nos muestra una visión completamente nueva e intrigante sobre la vida de las plantas.

Las plantas no se habían “quedado atrás” por la evolución, argumenta, simplemente adoptaron un enfoque evolutivo totalmente diferente y siguieron un camino distinto. Mientras los animales pueden evitar cambios moviéndose constantemente, las plantas han decidido quedarse, resistir y adaptarse a los cambios. Mientras los animales consumen, las plantas producen. Mientras los animales han desarrollado órganos dedicados para diferentes funciones y un cerebro central, las plantas han evolucionado de una manera descentralizada con todas las funciones presentes en cada parte de una planta.

Vemos la capacidad de moverse, y de moverse rápidamente, como algo muy importante. La velocidad es, en cierto modo, nuestra medida de modernidad y rendimiento. Los animales y los humanos han usado su capacidad para moverse por varias razones, para encontrar comida y refugio, para protegerse contra otros animales y para difundir su ADN a nuevos lugares. Este comportamiento nos libera de una manera en parte de la necesidad de adaptarnos a los cambios y amenazas en nuestro entorno. Las plantas a cambio tenían que tratar de manejar condiciones ambientales cambiantes, o simplemente hostiles, y encontrar estrategias para hacer frente a lo que estaba presente a su alrededor.

Así que para sobrevivir, las plantas tenían que desarrollar defensas contra ser consumidas hasta la extinción, como partes afiladas o desagradables, y desarrollar técnicas para usar el medio ambiente para llevarlas a lugares nuevos. También necesitaban lidiar con excesos de calor o frío, sequias, inundaciones, vendavales, la falta de nutrientes y otras condiciones extremas.

Cuando miras una planta, lo que ves es una jerarquía de partes iguales o tal vez de debería decir, una red de partes conectadas. Puede cortar un esqueje de una planta y aún mantener un organismo entero y completamente funcional como base para un nuevo individuo. Se podría decir que las plantas nunca mueren, como partes puede declinar mientras que otras se regeneran. Esto les convierte en un modelo para nosotros cuando queremos crear soluciones tecnológicas resistentes, como por ejemplo las redes de comunicaciones.

Los animales en su mayoría consumen más de lo que producen, necesitan una cantidad abundante de nutrientes de plantas y otros animales para mantenerse con vida y respiran consumiendo oxígeno. Las plantas verdes, por otro lado, consumen muy poco, ya que consiguen la mayor parte de su energía a través de la luz solar y el proceso de la fotosíntesis y producen una parte sustancial de la necesidad de oxígeno de la tierra.

Lo realmente fascinante de las plantas es que se ha demostrado que de hecho tienen su propia forma de inteligencia, que reaccionan ante los estímulos de su entorno de forma activa, con diferentes reacciones químicas, o que realmente pueden ver lo que hay alrededor. También tienen memoria, son capaces de recordar diferentes situaciones y cambiar sus reacciones con el tiempo.

Puede ser que las soluciones a muchos de nuestros problemas ambientales actuales, como la adaptación al cambio climático, la falta de agua potable o la escasez de alimentos, podría haber estado esperando que evolucionásemos suficiente para poder verlos.

The health of growing / La salud en cultivar

It is well known that being in contact with nature is beneficial, that it is relaxing and comforting. Being able to see a growing tree from your window brings peace to your mind and regenerates your physical and mental health. That is true to the extent that studies have demonstrated that having access to green spaces in a hospital makes patients recover faster, that it relieves stress and anxiety, and also gives a sense of purpose. Having the possibility to take a walk in park activates the body as well as the mind, and of course the mere physical activity is good for you, but is has also been shown that being in contact with growing plants creates a higher energy level and also improves memory and learning.

When monks and nuns took to remote places to found new monasteries in the middle ages, growing their own food and being as self-sufficient as possible wasn’t only a vital necessity. It was a form of cultivating ones spirit while tending to the land. It was almost a sin not to bring forth the hidden fruits of the fertility of the earth. The practice of growing something yourself also cultivates your character, teaches you to be patient, thankful and humble. it also gives a strong sense of responsibility. The term “humility” derives from the Latin word humilitas, a noun related to the adjective humilis, which may be translated as “humble”, but also as “grounded”, or “from the earth”, since it derives from humus (earth).

There are so many people nowadays running about in denaturalised spaces, office towers, housing blocks, shopping malls and on motorways. Hard urban environments deprived of any meaningful contact with nature, where natural components, if they even exist and at the best, are transformed into cute backdrops, scenarios to be looked upon and dominated but not to be interacted with. That is in part why many city people sense the strong need to take to the nature on weekends or holidays, to go up into the mountains, out into the woods or down to the sea and get in touch with nature, perhaps walking barefoot to be grounded again.

To grow your own food is a great way to give you a feeling of being useful and productive. Is also gives you a direct access to fresh nutrients like vitamins, minerals and antioxidants. Contact with the soil can also act as antidepressant, as some bacteria present in the soil can promote the production of serotonin, changing your mood for a more positive one. Working together with your family members, other individuals and in small groups, is also a way of feeling more connected and less alone. Growing plants transforms space, creates a healthy social and learning environment and improves the bond with nature.

Es bien sabido que estar en contacto con la naturaleza es beneficioso, que es relajante y reconfortante. Poder ver un árbol en crecimiento desde la ventana trae paz a la mente y regenera la salud física y mental. Esto es tan cierto hasta que algunos estudios han demostrado que tener acceso a espacios verdes en un hospital hace que los pacientes se recuperen más rápido, que alivie el estrés y la ansiedad, y que también proporcione un sentido de propósito. Tener la posibilidad de pasear por un parque activa el cuerpo y la mente, y por supuesto, la mera actividad física es buena, pero también se ha demostrado que estar en contacto con las plantas en crecimiento crea un nivel de energía más alto y también mejora la memoria y el aprendizaje.

Cuando monjes y monjas se trasladaron a lugares remotos para fundar nuevos monasterios en la Edad Media, cultivar sus propios alimentos y ser lo más autosuficientes posible no era solo una necesidad vital. Era una forma de cultivar el espíritu mientras se cuidaba la tierra. Era casi un pecado no dar a nacer los frutos ocultos de la fertilidad de la tierra. La práctica de cultivar algo también cultiva tu carácter, te enseña a ser paciente, agradecido y humilde. También te da un fuerte sentido de responsabilidad. El término “humildad” deriva de la palabra latina humilitas, un sustantivo relacionado con el adjetivo humilis, que puede traducirse como “humilde”, pero también como “conectado a tierra”, o “de la tierra”, ya que deriva del humus (tierra).

Hoy en día, hay tanta gente corriendo en espacios desnaturalizados, torres de oficinas, bloques de viviendas, centros comerciales y autopistas. Ambientes urbanos muy duros privados de cualquier contacto significativo con la naturaleza, donde los componentes naturales, si es que existen y en el mejor de los casos, se han transformado en telones de fondo bonitos, escenarios para ser vistos y dominados pero no para interactuar. Eso es en parte por qué mucha gente de la ciudad siente la fuerte necesidad de buscar a la naturaleza en los fines de semana o las vacaciones, subir a las montañas, entrar en el bosque o bajar al mar y ponerse en contacto con la naturaleza, tal vez caminando descalzo para tomar tierra otra vez.

Cultivar tu propia comida es una excelente manera de darte la sensación de ser útil y productivo. También te brinda acceso directo a nutrientes frescos como vitaminas, minerales y antioxidantes. El contacto con el suelo puede además actuar como antidepresivo, ya que algunas bacterias presentes en el suelo pueden promover la producción de serotonina, cambiando su estado de ánimo por otro más positivo. Trabajar junto con los miembros de la familia, otras personas y en grupos pequeños, también es una forma de sentirse más conectado y menos solo. Cultivar plantas transforma el espacio, crea un ambiente social y de aprendizaje saludable y mejora el vínculo con la naturaleza.