Nanoeconomía y/o Bioeconomía

La bioeconomía y la nanoeconomía surgen como respuesta a las problemáticas planteadas por Economía Física formulada por Nicholas Georgescu-Roegen (Universidad Vanderbilt), a través de dos publicaciones: Analytical Economics (1966) y The Entropy Law and Economic Process (1971) en las cuales centra las problemáticas económicas y ambientales actuales en el divorcio entre las teorías económicas y las leyes de la naturaleza.

Ante el avance exponencial y complejo de éstas problemáticas, próximo a su muerte, Nicolás Georgescu-Roegen ha señalado como única solución posible para poder dar respuestas a las crecientes demandas de las nueve necesidades humanas primarias (salud, energía, alimentación, cuidado del ambiente, vestimenta, vivienda, comunicación, transporte y defensa), la aparición de ciencias-tecnologías integradas capaces de generar en tiempo y forma los recursos necesarios para todos de modo de restituir la pautas perdidas y avanzar hacia un nuevo equilibrio.

Las respuestas han surgido de dos ciencias-tecnologías integradas capaces de transformar la naturaleza: la biotecnología y la nanotecnología. La biotecnología que utiliza seres vivos o partes de seres vivos, con su 65 millones de genes conocidos e ingeniería genética y la nanotecnología con su capacidad de innovar construyendo con átomos y moléculas brindan las bases para las nuevas economías: la bioeconomía y la nanoeconomía, ambas incluidas hoy bajo la denominación de economías de las nuevas tecnologías, tendiente a dejar en segundo plano a la economía de la globalización centrada en la primer convergencia tecnológica (tecnologías de la información y la comunicación-TICs) e incapaz de dar respuesta a las necesidades económicas y ambientales de los 8000 millones de habitantes del planeta.

La bioeconomía puede dar respuestas a cuatro de necesidades humanas primarias: salud, alimentación, energía y cuidado del ambiente. En cambio la nanoeconomía, basada en una tecnología con capacidad de innovar construyendo con átomos y moléculas (de lo que está formado el planeta y los seres humanos), es la única con posibilidad real de dar respuestas a todas (las nueve) necesidades humanas primarias.

Tomemos un ejemplo vinculado con la producción de energía. La generación de biomasa consume dióxido de carbono. Luego cuando la biomasa se utiliza como combustible genera dióxido de carbono él cuál vuelve a ser reutilizado por las plantas para generar biomasa nuevamente, en un aparentemente ciclo virtuoso de neutralidad de uno de los principales gases responsables del efecto invernadero. No obstante la energía utilizada en ese ciclo sólo se recupera parcialmente dejando un saldo negativo en el gasto de energías usualmente no renovables y contaminantes. Por otra parte el sector agropecuario en general consume la mayor cantidad de agua dulce del planeta (69%) a la que se contamina con pesticidas y fertilizantes debido a la extremadamente baja y lenta absorción de ambos productos por las raíces de las plantas. El 95% de los fertilizantes y el 99,9% de los pesticidas se degradan antes de lograr los efectos buscados (Lowry y col. ACS Nano 2019, 13, 5, 5291–5305). En el caso de los fertilizantes nitrogenados disueltos en el agua terminan mayoritariamente como gases de óxidos de nitrógeno en la atmósfera, contribuyendo también al incremento del efecto invernadero.

La nanotecnología por su parte con la aparición de nanopesticidas y nanofertilizantes de aplicación foliar permiten revertir la lenta absorción por las raíces de las plantas, aprovechando más de un 90% de los agroquímicos, disminuyendo los gastos de producción y la contaminación del agua dulce. También contribuye a la generación de energía mejorando la eficiencia de los paneles solares mediante la utilización de alguno de sus nanomateriales como los puntos cuánticos. Éstos permiten, regulando su diámetro, captar la radiación infrarroja (IR) que durante la noche sale de la superficie de la tierra y al reflejarse en las nubes produce el calentamiento del planeta. Es decir permite hacer paneles similares a los solares pero que generan energía fotovoltaica de noche con la radiación IR. Otros nanomateriales están permitiendo avanzar sobre la generación de energía en paneles que funcionan con la humedad ambiente y nanocatalizadores capaces convertir el dióxido de carbono ambiental en metano (gas de las hornallas) entre otros y obtener combustible hidrógeno a partir del agua. Nuevos materiales también para mejorar la eficiencia y durabilidad de los molinos eólicos.

En definitiva la bio y nanoeconomía, con sus bases tecnológicas la biotecnología que utiliza seres vivos o partes de seres vivos, con su 65 millones de genes conocidos e ingeniería genética y la nanotecnología con su capacidad de innovar construyendo con átomos y moléculas para dar respuestas a las problemáticas socioeconómicas surgen como respuestas únicas a la complejidad de las necesidades de la tierra con 8000 millones de habitantes.

Para un planeta sin rumbo, a la deriva en lo económico y en lo ambiental, aparece una economía basada en nuevas tecnologías, capaces de transformar las naturaleza para hacer posible la vida en la tierra.

La economía de las nuevas tecnologías

 En el artículo Tiempo de Nanoeconomía decíamos que la nanoeconomía se fundamenta en tratar la de visibilizar las necesidades económicas de cada persona e individualizarlas para brindar las respuestas necesarias. La economía y lo ambiental están sin rumbo en la actualidad. Por un lado los procesos económicos han perdido el contacto con su base natural al centrarse en la dinámica de los mercados, el aumento en la producción y priorizar aspectos comerciales. Por el otro han perdido contacto con las necesidades humanas con una peligrosa tendencia al desempleo crónico y aumento de la pobreza. En el contexto citado uno de los pensadores más notables y profundos de la economía Nicolás Georgescu-Roegen ha expresado “Los fenómenos económicos ciertamente no son independientes de las leyes físico-químicas que gobiernan nuestro medio ambiente” marcando el límite y la inconveniencia de la economía vigente centrada en el divorcio entre las teorías económicas y el cumplimiento de las leyes de la naturaleza.

Divorcio conducente a un planeta a la deriva en lo económico y ambiental. A la problemática planteada por Nicolás Georgescu-Roegen en su economía física (debido a su su obra magna publicada en 1971: “The Entropy Law and the Economics Process”) le aparecieron dos respuestas vinculadas a la capacidad de las nuevas tecnologías para transformar la naturaleza y rehacer las pautas perdidas (en 1973 la biotecnología y en 1974 la nanotecnología). Ambas han dado origen a la bioeconomía y a la nanoeconomía. La bioeconomía, es una economía basada en la biotecnología con habilidad para generar en tiempo y forma los recursos naturales renovables, con su acervo de 65 millones de genes y la ingeniería genética, para dar respuestas a necesidades socio-económicas tales como la demanda de energía, alimentos, disminución de los gastos en salud y cuidado del medio ambiente, generando a su vez trabajo e ingresos en forma sustentable. 

La nanoeconomía es una economía construida a partir de las necesidades y el quehacer diario de los 7800 millones de personas habitantes del planeta en vez del resultado del accionar de países o empresas.Tanto la nanotecnología como la biotecnología se complementan e integran, además con la infotecnología permiten avanzar en una simbiosis coordinada hacia el desarrollo de la cognotecnología. Al conjunto se lo conoce como nuevas tecnologías o NBIC (Nano, Bio, Info y Cognotecnologías). Las cuatro dan origen a un espectro más amplio y al paso de la nanobioeconomía a la economía de las nuevas tecnologías. 

La economía de pensamiento único con predominio de lo económico sobre lo social-político, globalizada, centrada en el mercado y utilización activa de los medios de comunicación, resulta inadecuada para dar respuestas necesarias ante el crecimiento exponencial de la población, lo que conlleva a desequilibrios económicos, ecológicos y sociales conducentes a un ascenso de lo irracional. En cambio, la economía de las nuevas tecnologías, nos da un nuevo y único enfoque para tratar de alcanzar un equilibrio sólido, sustentado por las leyes de la naturaleza y las necesidades de los habitantes de la tierra. 

Licenciatura en Bioeconomía: otra vez sopa.

Tal vez no sea necesario resaltar el potencial que tiene la Argentina en Bioeconomía. Desde sus recursos naturales hasta la expertiz de sus profesionales constituyen una sólida base para estar y avanzar en la vanguardia del sector. No obstante el saber disperso lleva a un crecimiento desordenado y conspira con una visión estratégica del contexto. Es necesario desde lo curricular ordenar y generar el nuevo campo del saber hacer para que pueda llegar a todo los rincones del planeta y concretar un desarrollo armónico con una distribución más justa de los recursos. 

En el número de la Revista Agropost (marzo del 2013) dedicado a la Biotecnología al 2020 publicaba en el artículo “Una visión del futuro desde la Biotecnología” en el cual se podía leer “En el contexto planteado resurge el modelo económico concordante con las leyes de la naturaleza: la bioeconomía de Nicolás Georgescu-Roegen de la mano del avance de su biotecnociencia, la biotecnología, y su motor productivo la biofábrica transgénica no contaminante (fotosintética y catalizada por enzimas). Hoy podemos redefinir a la bioeconomía como una economía basada en la biotecnología que utiliza  materias primas renovables y su acervo de 65 millones de genes para dar respuestas a la demanda de energía, alimentos, salud y cuidado del medio ambiente, generando a su vez trabajo e ingresos en forma sustentable. Los  millones de genes conocidos y la ingeniería genética crean las bases  para una nueva  matriz económico-productiva sustentable tendiente a  restablecer las pautas perdidas en  la naturaleza y hacer posible un nuevo equilibrio en la tierra”.

Realizamos desde el año 2010 varios intentos por poner una Licenciatura en Bioeconomía en el país, la que a su vez sería la primera carrera vinculada con el sector a nivel internacional. En distintos años presentamos secuencialmente el proyecto en varias universidades y hasta realizamos contactos con instituciones y funcionarios sin resultado favorable, desperdiciándose así la oportunidad que se presentaba.  

En junio de este año, la Universidad Técnica en Múnich (TUM), en Alemania, abrió la primera Licenciatura en Bioeconomía. Además la TUM, junto a la Universidad Estatal Paulista Júlio de Mesquita Filho de Brasil y la Universidad de Queensland en Australia, han formado la Alianza Global de Bioeconomía.

De manera paralela, seis universidades europeas han formado la Universidad Europea de Bioeconomía: Universidad de Bolonia (Italia), Universidad de Finlandia Oriental (Finlandia), Universidad de Hohenheim (Alemania), AgroParisTech, Instituto de Tecnología para la Vida, la Alimentación y las Ciencias del Medio Ambiente de París (Francia), Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida, Viena (BOKU, Austria) y Wageningen Universidad e Investigación (Holanda).

Tan difícil es distinguir las voces de los ecos. Lamentablemente debemos decir otra vez sopa aunque la frase correcta sea otra vez necios. 

Lecturas complementarias:
Bioeconomia, la proxima frontera (25/10/12)
Bioeconomía para todos (1/02/15)

Purificación del agua por antigravedad con nano-árboles

Mover eficientemente el agua hacia arriba contra la gravedad es una gran hazaña de la ingeniería humana, pero una que los árboles han dominado durante cientos de millones de años. Las plantas contienen muchos pequeños vasos de xilema que extraen agua del suelo a través de sus ramas y hojas. Una vez que el agua llega a las hojas, la radiación solar hace que el agua se evapore a través de pequeños poros en las hojas. En un nuevo estudio que investigadores de la  Universidad de Zhejiang de China publicaron en la revista ACS Nano (Efficient Water Transport and Solar Steam Generation via Radially, Hierarchically Structured Aerogels), explican cómo han diseñado un sistema de transporte de agua inspirado en árboles que utiliza fuerzas capilares para impulsar el agua sucia hacia arriba a través de un aerogel estructurado jerárquicamente, donde la energía solar puede convertirlo en vapor para producir agua fresca y limpia. 

Crédito: Xu y col.© 2019 American Chemical Society

Los aerogeles se han convertido en uno de los materiales más interesantes del siglo XXI. La estrategia de procesamiento única produce materiales con porosidades extremadamente altas y densidades bajas, áreas de superficie específicas altas, resistencias dieléctricas altas y conductividades térmicas bajas. Estas propiedades han hecho de los erogeles nuevos e intrigantes materiales para aplicaciones aeroespaciales, generación y almacenamiento de energía, dispositivos biomédicos e implantes y sensores. Recientemente, los aerogeles han entrado en el campo de la nano, incorporando una variedad de nanomateriales en la matriz del aerogel y utilizando dichos materiales para crear aerogeles compuestos mejorado aún más sus propiedades funcionales. Con el avance de la nanotecnología el desarrollo de estructuras de aerogel de alto rendimiento ha crecido de manera exponencial. Por ejemplo, los nanomateriales de carbono como los nanotubos de carbono, el grafeno y las nanofibras de carbono se han incorporado a los aerogeles para mejorar la conductividad eléctrica y el rendimiento de aplicaciones como supercondensadores, sensores y baterías.  La preparación de los aerogeles implica típicamente tres pasos distintos. Una vez que los materiales deseados se seleccionan para la fabricación del aerogel, los materiales precursores se dispersan en un líquido (es decir, dispersión coloidal) y se dejan gelificar, formando así una red continua de partículas sólidas en todo el líquido constituyendo la primera etapa: la transición sol-gel (gelificación), la segunda es la perfección de la red (envejecimiento) y la tercera transición gel-aerogel (secado).  El nuevo sistema presentado en el citado artículo consta de dos componentes principales: un aerogel largo, poroso y ultraligero para transportar agua, y una capa de nanotubos de carbono en su parte superior para absorber la luz solar y convertir el agua en vapor. El sistema está encerrado en un recipiente de vidrio. El agua viaja hacia arriba a través de los poros en el aerogel debido a las fuerzas capilares causadas por la adhesión entre las moléculas de agua y la superficie interna de los poros. Una vez que el agua llega a la cima, la capa de nanotubos de carbono calentada por el sol trasforma el agua en vapor, dejando atrás cualquier contaminante. El sistema también funciona igual de bien con agua limpia, agua de mar, aguas residuales y aguas subterráneas arenosas. Además, el colector de calor de carbono logra una alta eficiencia de conversión de energía de hasta el 85%. El secreto del buen rendimiento reside en el logro de un aerogel con una estructura jerárquica con canales alineados radialmente, poros de tamaño pequeño, superficies internas arrugadas y mallas moleculares. 

Información complementaria:

Efficient Water Transport and Solar Steam Generation via Radially, Hierarchically Structured Aerogels

Rociar nanopartículas en las hojas para entregar con eficiencia agroquímicos en las raíces.

La agricultura en todo el mundo requiere nuevas soluciones para la sostenibilidad de los alimentos y el agua. Debido a los cambios climáticos frecuentes, el aumento de la población, la mayor demanda de alimentos y las amenazas globales a los cultivos, se están buscando soluciones para administrar la producción de alimentos para el futuro. La cantidad de recursos utilizado por la agricultura es asombrosa. Se producen más de 3.000 millones de toneladas métricas de cultivos cada año en el planeta, lo cual requiere 187 millones de toneladas métricas de fertilizantes, 4 millones de toneladas de pesticidas, 2,7 billones de metros cúbicos de agua (el 70% de todo el consumo de agua dulce a nivel mundial) y más de 504 millones de kilocalorías de energía. Con las prácticas actuales nunca llegan a destino y se desperdicia hasta el 95 por ciento de los micronutrientes y el 99.9 por ciento de los pesticidas aplicados. Se acumulan en la tierra o se escurren en el agua subterránea y causan daños ambientales colaterales, degradan el suelo, se desperdicia el agua y la energía utilizada en su producción y aplicación. 
En el artículo Nanoparticle Size and Coating Chemistry Control Foliar Uptake Pathways, Translocation, and Leaf-to-Rhizosphere Transport in Wheat, publicado en la revista ACS Nano, el Dr. Gregory V. Lowry y colaboradores de la Carnegie Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania, han descubierto con éxito una forma de aplicar nanopartículas (con el agroquímico adsorbido)  a las hojas de la planta para que viajen hasta la raíz con lo que se podría lograr una entrega de nutrientes, antibióticos y psticidas con una eficiencia de casi 100%.

Crédito: Gregory V. Lowry y col. Carnegie Mellon University

Una agricultura eficiente en la cual cada átomo colocado en los cultivos se utilice y no se desperdicie, todo un cambio en la forma de entregar los agroquímicos a las plantas. Por primera vez han estudiado sistemáticamente cómo las nanopartículas se mueven a través de la hoja, a la planta, a la raíz y exudan al suelo. Los investigadores rociaron nanopartículas de oro, con un recubrimiento del polímero PVP (polivinilpirrolidona) y con un recubrimiento de citrato, sobre las hojas de las plantas de trigo jóvenes. Las plantas no necesitan oro, pero como el oro no existe en ninguna parte de la planta, pudieron identificar fácilmente a dónde viajaba. Usaron plantas de trigo porque es un cultivo importante y susceptible a la deficiencia de nutrientes. Una vez  rociadas sobre la hoja se mueven a través de la cutícula (capa externa cerosa que cubre la hoja) y luego atraviesan la epidermis.  Las nanopartículas se abren camino hacia el tejido interno de la hoja o mesófila. Finalmente, se mueven hacia la vasculatura, las “venas” de la planta. Desde allí puede viajar por todo el tallo hasta la raíz. Al llegar a las raíces son  exudadas al suelo, a la rizosfera. La rizosfera es donde la planta interactúa con el suelo, absorbe nutrientes, libera pequeños ácidos, dióxido de carbono, proteínas y donde las bacterias y los hongos pueden ingresar a ella. El seguimiento de las nanopartículas en el cultivo se realizo mediante mapeos de fluorescencia de rayos X. 
Los métodos disponibles actualmente para llegar a la rizosfera consisten en mezclar agroquímicos en el suelo o aplicarlos en solución. En ambos casos se pierde una gran cantidad de los productos químicos. La utilización de nanopartículas con tamaño menor a 50 nm  podría ser una clave muy importante para alimentar de manera sostenible a los 7.500 mil millones de habitantes del planeta. Las posibilidades son infinitas, y esta investigación tal vez se constituya en el inicio de un camino para la utilización eficiente de los agroquímicos.

Información complementaria: 

Nanoparticle Size and Coating Chemistry Control Foliar Uptake Pathways, Translocation, and Leaf-to-Rhizosphere Transport in Wheat

BioNanoarquitectura.

La premisa sustentada por la Bionanoarquitectura es que la vida responde mejor a diseños y materiales concordantes con la preservación de la naturaleza de los habitantes y de la naturaleza del medio, de modo de hacer más armónica y sustentable la existencia.

Un punto de inflexión dentro de la biotecnología moderna se produce con la presentación en el año 2000 de los datos del Proyecto Genoma Humano. El conocimiento del mapa genético humano ha brindado por primera vez en la historia la posibilidad de disponer del acervo genético como materia prima básica de la actividad socioeconómica del presente y del futuro. El conocimiento del genoma humano, desde el nacimiento, permitirá detectar nuestra tendencia genética a cierto tipos de actitudes-enfermedades para las cuales se deben adaptar las características de las viviendas y no forzar al individuo a los diseños arquitectónicos contra su natural tendencia genética.

Con el transcurso del tiempo se comprendió la necesidad de conocer un aspecto complementario de nuestro genoma. En las distintas partes del ser humano existen microorganismos tales como bacterias y hongos desarrollados en una relación íntima con el cuerpo. Ellos superan aproximadamente en 100 veces la cantidad de nuestras propias células. La sociedad formada por los microorganismos y los humanos produce un beneficio mutuo. El estudio global de secuenciación del genoma de la comunidad de microorganismos presentes en la microflora se centra en un nuevo campo biotecnológico: la metagenómica humana. Su propósito es proporcionar una visión amplia centrada en el descubrimiento de genes de interés especial en las comunidades microbianas relacionados con nuestro estado de salud y enfermedad. En la actualidad, el proyecto del microbioma humano se suma al del genoma humano ampliando de ese modo el acervo genético referencial sobre estado de salud de una persona en relación con su medio. La microflora humana es la interfase con la microflora de nuestro hábitat, susceptible a los grandes cambios medioambientales producto de la actividad del hombre.

Bionanoarquitectura. Alberto L. D'Andrea. El Cronista. 29/06/2009

La nanotecnología nos puede ayudar a mantener un hábitat equilibrado a través de la utilización de nanomateriales tendientes a lograr un máximo aprovechamiento de los recursos naturales sin producir desequilibrios que repercutan en la metagenómica del lugar y en definitiva en su fino equilibrio con nuestra salud. También la nanotecnología puede dar respuesta a múltiples necesidades ambientales y a ciertos genes vinculados con distintas problemáticas humanas usuales (ansiedad, depresión, stress, abatimiento, etc.).

Sólo citaremos unos pocos ejemplos. Pinturas nanotecnológicas con cierta especifidad antibacteriana destinadas a eliminar microorganismos que puedan afectar la bioflora normal. Pinturas adicionadas con nanoesferas cerámicas capaces de disminuir la conducción térmica aumentando la capacidad reflectiva de las superficies mejorando la aislación de la vivienda y por ende disminuyendo el consumo de energía destinada para refrigerar o calefaccionar en un 20%. Pinturas, para ansiosos,  que cambian el color de la pared durante el día según el ángulo de incidencia de la luz. Desde lo ambiental, la nanotecnología, también permite construir paneles solares diurnos más eficientes, paneles solares nocturnos hechos con nanocristales nanométricos capaces de absorber y funcionar con la radiación infrarroja que durante la noche se refleja desde las nubes (efecto invernadero) y pintura catalítica  capaz de convertir el monóxido de carbono a dióxido de carbono.

Imaginemos que pronto, alguien que viva en un departamento muy pequeño, en condiciones contrarias a su tendencia natural, podrá tener una pantalla girante muy finita en su pared (tipo OLED) y le bastara con seleccionar dónde quiere estar (servicio de nanocámaras incluido). Tomando una cerveza (en su departamento) pero mirando en tiempo real el entorno en el bar Palentino en Madrid, o tomar un café mirando a su alrededor o por una ventana la gente pasar en tiempo real en el café Tortoni de Buenos Aires,  o almorzar mirando las cataratas del Niágara desde Estados Unidos o Canadá o el rompimiento del glaciar Perito Moreno en la provincia de Santa Cruz (Argentina),...

Conocer nuestro genoma hará posible detectar nuestra tendencia a ciertos entornos compatibles; a una arquitectura centrada en las necesidades genéticas individuales de modo de que la nurtura respete a la natura, no imponiéndole una adaptación artificial tras la apariencia de un forzado equilibrio condenado al fracaso emocional. La interacción dinámica entre la nanotecnología y la biotecnología nos dará las herramientas necesarias para la comprensión profunda e integral del ser humano y nos brindará herramientas para incidir subjetiva y objetivamente en el arte y la técnica de la construcción. 

La producción arquitectónica basada en la biotecnología y la nanotecnología correlaciona objeto, medio y sujeto en una relación sinérgica y dinámica. La Bionanoarquitectura finalmente se podría visualizar como la contribución de la biotecnología y de la nanotecnología a la arquitectura para mejorar las condiciones de habitabilidad del planeta. 

Lectura complementaria:       

Casas hechas a medida (de nuestros genes).
Nota: el presente artículo es una actualización  del publicado en El Cronista el 9 de junio del año 2009.

Nanobioeconomía, el camino correcto.

El economista Nicholas Georgescu-Roegen (1906-1994), uno de los pensadores más notables y profundos de la economía moderna,  lanzó dos torpedos críticos a la economía vigente en sus libros Analytical Economics(1966) y The Entropy Law and Economic Process(1971) en los cuales, centra las problemáticas económicas actuales, en el divorcio entre las teorías económicas y el cumplimiento de las leyes de la naturaleza. En su enfoque físico, la economía debe estar sujeta a las leyes de la termodinámica y su funcionamiento solo puede garantizarse por una entrada continua de energía y materiales.

El problema de la economía actual es su pérdida del contacto con la base material del proceso económico y que se ha centrado, casi en forma exclusiva, en analizar el funcionamiento de los mercados y el intercambio comercial. Pone énfasis en crecimiento económico sin considerar la finalidad ni sus costos. Para los economistas de pensamiento único todo es un ciclo de producción y consumo, pero para la naturaleza ésto no constituye un ciclo, es solo un gasto unidireccional de energía y recursos naturales no renovables en el tiempo que se consumen. Nicolás Georgescu-Roegen  auguró, por lo tanto, un gran fracaso en la economía mundial, fracaso evidente ante la cantidad, en tiempos cada vez más cortos, de crisis económicas. Señaló como única solución posible la aparición de una ciencia-tecnología capaz de generar en tiempo y forma los recursos naturales necesarios para llegar a un nuevo tipo de equilibrio en la tierra.

La biotecnología con su capacidad transformadora de la naturaleza aparece como la tecnología "prometeica" buscada en respuesta a las problemáticas planteadas por su economía física. Hoy podemos definir a la bioeconomía  como una economía basada en la biotecnología capaz de generar en tiempo y forma los recursos naturales renovables, con su acervo de 65 millones de genes y la ingeniería genética, para dar respuestas a necesidades socioeconómicas tales como la demanda de energía, alimentos, disminución de los gastos en salud y cuidado del medio ambiente, generando a su vez trabajo e ingresos en forma sustentable. Sus aportes van desde la obtención de energía utilizando biomasa hasta las biofábricas transgénicas. No obstante comienzan a llegar respuestas de otra ciencia-tecnología con capacidad de trasformar la naturaleza: la nanotecnología.

La nanotecnología ofrece nuevas soluciones energéticas como los paneles solares de puntos cuánticos flexibles, capaces de producir energía con la luz solar durante el día y captando la radiación infrarroja durante la noche y de producir nanocatalizadores para transformar el dióxido de carbono atmosférico a gas metano. De hecho la generación de energía solar supera largamente la aportada por la biomasa en el planeta. 

Lecturas complementarias

Bioeconomía para todos 
Economía biofísica.

La nanotecnología podrá disminuir la temperatura de tu vivienda y del planeta.

Alberto L. D'Andrea - Revista Noticias Número 2099/ 2017

Disminución de la temperatura en la vivienda.

Existen en la actualidad muchas patentes de pinturas con propiedades de aislamiento térmico capaces de absorber la radiación infrarroja. Las nuevas formulaciones  incorporan elementos nanotecnológicos que, por su capacidad de absorber los rayos infrarrojos y disipar la radiación durante el transcurso del día, no permiten al calor proveniente de la radiación solar atravesar la pared. Sorprendentemente la contribución a la carga térmica de la pared es mínima debido a la acción de los aditamentos nanotecnológicos generalmente formados por nanopartículas coloidales. En la actualidad se comercializan varias pinturas “térmicas” de distinta base nanotecnológica. Algunas pinturas utilizan nanopartículas de óxidos de tungsteno (empresa JAXA-Desarrollo aeroespacial Japonés) o partículas coloidales de cloruro de estaño con un diámetro promedio de 3 nanómetros, inmersas en una suspensión de politetrafluoroetileno (patente WO 2013115633 A1, “Pintura con la capacidad de absorber los rayos infrarrojos a través de una película de nanopartículas”). La NASA desarrolló un aditivo de nanopartículas de cerámica que se puede adicionar a cualquier pintura tradicional para trasformarla en una pintura con propiedades térmicas; el ahorro debido al aditivo en la aislación de la casa puede llegar hasta el 50% y el efecto térmico tiene una duración de cinco años. El mayor aislamiento térmico, no sólo disminuye la temperatura del interior de la vivienda, también el consumo de energía mayoritariamente generada utilizando combustibles fósiles, al reducir o eliminar la utilización de los equipos de aire acondicionado.

Disminución de la temperatura del planeta.

El efecto invernadero “normal” es esencial para el clima de la Tierra. La cantidad de energía que llega al planeta por la radiación solar se compensa con la cantidad de energía radiada al espacio; por lo tanto, la temperatura terrestre se mantiene constante. No obstante por la acción del hombre, desde las revoluciones industriales, la emisión de dióxido de carbono, metano, vapor de agua y óxidos de nitrógeno, entre otros,  se incrementó en la atmósfera originando una mayor absorción de la radiación infrarroja que es reemitida nuevamente a la tierra por los gases del efecto invernadero aumentando la temperatura. La nanotecnología puede ofrecer dos soluciones al problema: utilizar paneles solares nocturnos que utilicen la energía infrarroja (a) o generar las condiciones para que la atmósfera deje pasar la radiación infrarroja térmica (b).

a) La mitad de energía solar disponible llega a la tierra forma de rayos infrarrojos. Ahora existen paneles solares con cristales nanométricos “realizados a medida” capaces de absorber esta energía infrarroja. Los prototipos de los paneles para la absorción de radiación infrarroja, transparentes y flexibles, ya están funcionando. Son capaces de convertir cualquier superficie en un panel solar. Su capacidad para absorber la radiación infrarroja directa durante el día (junto con la visible-paneles mixtos) y la remanente reemitida por los gases de efecto invernadero durante la noche, puede contribuir significativamente a disminuir el calentamiento de la tierra y la temperatura del planeta. Además permite  reducir los gases causantes del efecto invernadero al generar corriente eléctrica sustituyendo a los combustibles fósiles.

b) También para disminuir la temperatura del planeta podríamos crear un “efecto anti-invernadero” o un “efecto invernadero negativo” utilizando nanotecnología de avanzada para fabricar nanodispersiones fluidas (distribución de nanoobjetos en una fase fluida continúa) capaces de reflejar el infrarrojo cercano y ser “transparentes” al infrarrojo térmico, evitando que la radiación calórica vuelva a la tierra. Algo similar al efecto anti-invernadero del satélite Titán, el más grande de Saturno,  cuya niebla contiene nitrógeno y moléculas orgánicas (metano, etano, diacetileno, metilacetileno, cianoacetileno, acetileno, propano, anhídrido carbónico, monóxido de carbono, cianógeno, cianuro de hidrógeno). La radiación solar sobre las moléculas de nitrógeno y metano en la ionosfera crea una sopa de iones positivos y negativos. Las colisiones entre las moléculas orgánicas y los iones ayudan a las moléculas a crecer, convirtiéndose en aerosoles (partículas sólidas o líquidas suspendidas en un gas) mayores y más complejos capaces de absorber en la atmósfera superior el 90% de la radiación solar que entra en el satélite, pero incapaz de retener la radiación infrarroja proveniente de su superficie. El efecto anti-invernadero en el satélite Titán produce una disminución de 9 grados en su temperatura. En el planeta tierra, ante una situación límite,  se podría intentar regular la temperatura inyectando en la atmósfera la cantidad necesaria de una nanodispersión fluida para lograr el efecto anti-invernadero y conseguir la disminución deseada.

El avance exponencial de los desarrollos nanotecnológicos incrementa la factibilidad de su utilización para disminuir la temperatura de tu vivienda y del planeta. A grandes males, grandes nanosoluciones. 

Educación, tecnología y pobreza.

El capitalismo de mercado presenta una alta capacidad productiva, no obstante existe una creciente percepción de que sus recompensas no se distribuyen con justicia y en la actualidad favorecen ampliamente a los altamente calificados. El capitalismo globalizado exige habilidades mayores cada vez que una nueva tecnología emerge a partir de la anterior. Lainteligencia humana  natural no es en la actualidad mayor a la de los habitantes de la antigua Grecia, nuestro avance entonces depende del atesoramiento del inmenso legado del conocimiento humano acumulado a lo largo de los siglos. El sistema educativo a nivel primario y secundario ha fracasado a nivel mundial  en la tarea de preparar a los estudiantes con la rapidez necesaria  para prevenir la escasez de trabajadores altamente calificados, incrementando la cantidad de los menos preparados. Cualquier reforma educativa en tal sentido tardaría una cantidad de años durante los cuales la  brecha se profundizaría, los trabajadores calificados seguirán teniendo mayores aumentos salariales con efecto cada vez mas nefasto sobre la distribución de la riqueza y las necesidades tecnológicas para el desarrollo de un país. Las grandes potencias para resolver en forma inmediata la necesidad de contar con trabajadores altamente cualificados abren las fronteras a un gran número de inmigrantes poseedores del conocimiento vital necesario para el mantenimiento de su economía, condenando definitivamente a sus habitantes poco calificados a su suerte conducente muchas veces a la pobreza extrema. Los países subdesarrollados o en vía de desarrollo no cuentan con la posibilidad inmigratoria, sólo les queda como única oportunidad impulsar desde los ministerios de educación y trabajo, para los trabajadores poco calificados, una revolución educativa centrada en las nuevas tecnologías; una vía alternativa para recuperar el tiempo perdido, posicionarse en la producción conveniente y consolidar una distribución de la riqueza más justa capaz de legitimar la democracia.

La bioeconomía, una respuesta a la encíclica Laudato si' sobre el cuidado de la casa común.

En la reciente encíclica del Papa "Laudato si", dice: “Todavía no se ha logrado adoptar un modelo circular de producción que asegure recursos para todos y para las generaciones futuras, y que supone limitar al máximo el uso de los recursos no renovables, moderar el consumo, maximizar la eficiencia del aprovechamiento, reutilizar y reciclar”.  Tal afirmación lleva a recordar el intento histórico más reciente por romper con la economía ortodoxa, de pensamiento único, vigente. El intento partió de Nicholas Georgescu-Roegen, uno de los pensadores más notables y profundos de la economía moderna; él lanzó dos torpedos críticos a la economía vigente en sus libros Analytical Economics (1966) y  The Entropy Law and Economic Process (1971) en los cuales centra las problemáticas económicas actuales en el divorcio entre las teorías económicas y el cumplimiento de las leyes de la naturaleza. Para los economistas de pensamiento único todo es un ciclo de producción y consumo, pero para la naturaleza esto no constituye un ciclo, es sólo un gasto unidireccional de energía y recursos naturales no renovables en el tiempo que se consumen. El auguró por lo tanto un gran fracaso en la economía mundial, fracaso evidente ante la cantidad, en tiempos cada vez más cortos, de  crisis económicas y un medio ambiente a la deriva.   Nicolás Georgescu-Roegen señalo como única solución posible la  aparición de una ciencia-tecnología capaz de generar en tiempo y forma los recursos naturales necesarios para llegar a un nuevo tipo de equilibrio en la tierra. La respuesta anhelada surgió de la mano de la biotecnología, a tal punto que hoypodemos definir a la bioeconomía real como una economía basada en la biotecnología capaz de generar en tiempo y forma los recursos naturales renovables, con su acervo de más de 65 millones de genes conocidos y la ingeniería genética, para dar respuestas a necesidades socioeconómicas tales como la demanda de energía, alimentos, disminución de los gastos en salud y cuidado del medio ambiente, generando a su vez trabajo e ingresos en forma sustentable. 

Tal vez alguien nos dio la inteligencia y los genes con el fin de que hagamos todo lo necesario para mantener la vida en la tierra. 

Bioeconomía para todos.

Alberto L. D'Andrea. Revista Agropost, número 136, febrero-marzo 2015.

Un estudio comparativo de algunas variables significativas relacionadas con nuestra temática lo ubicamos en la siguiente tabla:

El avance científico iniciado en 1800 pero potenciado fuertemente a partir del desarrollo de modelos atómicos confiables en la primera mitad del siglo XX y, fundamentalmente por su crecimiento exponencial los últimos 60 años, queda reflejado en uno de sus  aspectos por el incremento del CO₂ debido a la necesidad de consumo de energía fósil por parte del impresionante desarrollo tecnológico producido.  No obstante el incremento en el promedio de vida de 24 a 76 años (3,2 veces más) y el aumento de la población en la tierra de 1000 a 7000 millones de habitantes (7 veces más) pareciera indicar que la vida humana en la tierra está floreciente. Si bien el avance científico-tecnológico produjo una mejora cuantitativa importante  en cuanto al promedio de vida, con perspectiva a corto plazo de superar los 100 años, trajo aparejado graves problemas cualitativos con tendencia a acelerarse en forma exponencial: aumento de la población mundial de 2500 a 7000 mil millones de habitantes entre el año 1950 y el 2013, aproximación a la “carga máxima de la tierra” (10.000 millones de habitantes), fuerte incremento en la demanda de energía y alimentos,  aumento de la contaminación en general producto de la mayor cantidad de habitantes y de la actividad del hombre, peligrosa acumulación de gases que conducen al calentamiento global; agotamiento de la energía fósil-extractiva, antes abundante-barata y declive constante de la diversidad biológica ante la apropiación de más espacios físicos por el hombre.  En el contexto planteado, la economía de pensamiento único en la cual lo económico predomina sobre lo político y el mercado soluciona todos los problemas del sistema en concurrencia con la competitividad y el libre intercambio, no puede dar respuestas a las demandas de la sociedad. De los 7000 millones de habitantes actuales, casi 1000 millones no pueden comer si alguien no le proporciona alimentos y 5000 millones están fuera de una vida garantizada.  El intento histórico más reciente de romper con la inconveniencia actual de la economía ortodoxa  partió de Nicholas Georgescu-Roegen, uno de los pensadores más notables y profundos de la economía moderna; él lanzó dos torpedos críticos a la economía vigente en sus libros Analytical Economics (1966) y  The Entropy Law and Economic Process (1971) en los cuales centra las problemáticas económicas actuales en el divorcio entre las teorías económicas y el cumplimiento de las leyes de la naturaleza. Para los economistas de pensamiento único todo es un ciclo de producción y consumo, pero para la naturaleza esto no constituye un ciclo, es sólo un gasto unidireccional de energía y recursos naturales no renovables en el tiempo que se consumen. El auguró por lo tanto un gran fracaso en la economía mundial, fracaso evidente ante la cantidad, en tiempos cada vez más cortos, de  crisis económicas.   Nicolás Georgescu-Roegen señalo como única solución posible la  aparición de una ciencia-tecnología capaz de generar en tiempo y forma los recursos naturales necesarios para llegar a un nuevo tipo de equilibrio en la tierra…

Paulatinamente, debido a las innovaciones tecnológicas, avanza un incesante aumento en la capacidad de producir en forma sustentable tendiente a mostrar su capacidad de dar soluciones efectivas y alternativas ante la inacción de la desbordada economía de mercado.

La bioeconomía real.

La biotecnología con su capacidad transformadora de la naturaleza aparece como la tecnología “prometeica“ buscada por Georgescu-Roegen en respuesta a las problemáticas planteadas por su economía física basada en la función entropía. Hoy podemos definir a la bioeconomía real como una economía basada en la biotecnología capaz de generar en tiempo y forma los recursos naturales renovables, con su acervo de 65 millones de genes y la ingeniería genética, para dar respuestas a necesidades socioeconómicas tales como la demanda de energía, alimentos, disminución de los gastos en salud y cuidado del medio ambiente, generando a su vez trabajo e ingresos en forma sustentable.  

Pareciera ser que la mejora cualitativa en la vida se centra en avanzar hacia la bioeconomía cuya base científico-tecnológica es la biotecnología y su motor productivo es la biofábrica transgénica; en concordancia con lo que alguna vez señaló Georgescu-Roegen “Si la vida es lo más importante, la economía debiera ser una rama de la biología y no la vida un apéndice de la economía como plantea la economía ortodoxa”.

 La bioeconomía de conveniencia.

 Los países europeos y los Estados Unidos engloban bajo la denominación de bioeconomía, a la  actividad económica que se nutre de la investigación y la innovación en las ciencias biológicas,  en un intento por mantener subordinada a la naturaleza a un contexto económico ficticio. Una bioeconomía de conveniencia para disfrazar la crisis mundial en la cual las medidas de política económica recomendadas fallan en forma sistemática ante el asombro de los propios economistas quienes ven cómo las recetas aprendidas en sus universidades no funcionan. Una bioeconomía tendiente a resistir el ocaso de la economía de pensamiento único para continuar con la acumulación del poder en desmedro de la mejora cualitativa de la vida en la tierra planteada por las posibilidades productivas brindadas por el desarrollo de la ciencia-tecnología  actual en un intento por subsanar sus errores del pasado…

Bioeconomía para todos. 

Distingamos las voces de los ecos, la incidencia productiva de la tecnología actual nos permite avanzar sobre una economía moderna, centrada en las necesidades del hombre, en el respeto de las leyes de la naturaleza y en la utilización de sus recursos generosos ¿por qué no?, una bioeconomía para todos. 

Bioeconomía y Nanoeconomía.

La bioeconomía y la nanoeconomía ¿tienen algo en común?

Recordemos sus fundamentos. La bioeconomía es la respuesta de la biotecnología a las problemáticas detectadas por la economía física tales como: el aumento de la población mundial de 2500 a 7000 mil millones de habitantes entre el año 1950 y el 2013, aproximación a la “carga máxima de la tierra” (10.000 millones de habitantes), fuerte incremento en la demanda de energía y alimentos, aumento de la contaminación en general producto de la mayor cantidad de habitantes y de la actividad del hombre, peligrosa acumulación de gases que conducen al calentamiento global; agotamiento de la energía fósil-extractiva, antes abundante-barata y declive constante de la diversidad biológica ante la apropiación de más espacios físicos por el hombre. En tal sentido, hoy podemos definir a la bioeconomía real como una economía basada en la biotecnología capaz de generar en tiempo y forma los recursos naturales renovables, con su acervo de 65 millones de genes y la ingeniería genética, para dar respuestas a necesidades socioeconómicas tales como la demanda de energía, alimentos, disminución de los gastos en salud y cuidado del medio ambiente, generando a su vez trabajo e ingresos en forma sustentable.
La nanoeconomía surge para llenar en vacío luego de la sucesión  macroeconomía – microeconomía. El faltante es una nanoeconomía,  una economía centrada en el individuo y en su acontecer económico. Una economía construida a partir de las necesidades y el quehacer diario de los 7000 millones de personas habitantes el mundo en vez del resultado del accionar de regiones, países, empresas globalizadas o intereses sectoriales. Decíamos en el artículo Nanoeconomía & Nanotecnologia (Biotecnología & Nanotecnologia al Instante, 20 de diciembre del 2014): “La nanotecnología y la nanoeconomía (y agregamos ahora a la biotecnología y a la bioeconomía) convergen en construir desde la esencia de la vida misma con la convicción que desde lo pequeño se puede avanzar para comprender el todo, pero desde el todo tal vez sea dificultoso o casi imposible comprender y penetrar en el mundo de lo pequeño. Tal como lo hace la bioeconomia, capaz de subordinar la economía macro y micro a las leyes de la naturaleza;  la nanoeconomía subordina la construcción del mundo económico  a las necesidades de cada uno de individuos de planeta. Una construcción difícil, más aún cuando nunca se intentó “visualizar a todos” desde la economía de pensamiento único, pero posible y no más dificultosa que las construcciones nanotecnológicas hoy factibles y en continuo desarrollo”. 

Pensemos un 2015 en el cual el avance tecnológico en lo productivo genera el contexto necesario para encontrar el rumbo alternativo que el mundo reclama.
Un 2015 para comenzar a mirar desde lo pequeño.