Concert Científic Climàtic de Clausura!

La Nit dels Investigadors, el 28 de setembre a les 19:00 al CCCB, no et perdis el concert de La Llum...

Recursos Científics

Aquí reunim informació i referències sobre els aspectes del canvi climàtic relacionats amb la fotònica. A més, les relacionem amb les cartes del Decide Game on parlem d’ells.

L’origen de l’escalfament (Info Card 1)

La llum del Sol escalfa la Terra. Com que és un cos calent, la Terra emet al seu torn radiació infraroja, a longituds d’ona més llargues de les que emet el Sol. Els gasos d’efecte hivernacle són transparents a la llum del Sol, però absorbeixen les longituds d’ona emeses per la terra i els reemeten en totes les direccions, inclosa la superfície terrestre, contribuint al seu escalfament.

Paraules Clau

Emissió del cos negre, espectre solar.

Referències

L’equilibri tèrmic de la Terra és complex i delicat: és possible començar a entendre-ho a partir de les següents pàgines de Wikipedia:

https://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_effect

https://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_energy_budget

***

L’albedo (Info Card 2)

La llum reflectida per la Terra – l’albedo – juga un paper fonamental per al seu equilibri tèrmic.

Paraules clau

Albedo, reflexió.

Referències

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Albedo

***

Fotosíntesi artificial (Info Card 13)

Les plantes aprofiten l’energia de la llum solar per trencar la molècula d’aigua i fer servir l’hidrogen per crear sucres amb el diòxid de carboni (CO2) de l’aire i emmagatzemar-hi l’energia.

En la fotosíntesi artificial es busca reproduir estre procés per produir combustibles com el gas natural, també a partir de llum, aigua i CO2. Com s’haurà consumit tant CO2 de l’atmosfera com el que s’allibera en cremar-los, el cicle no generarà emissions netes i tampoc alliberarà compostos tòxics que continguin sofre o nitrogen, com els que acompanyen els derivats del petroli.

A l’aula

Què és la fotosíntesi

Paraules clay

Fotosíntesi artificial

Referències

http://labvirtual.iciq.es/es/fotosintesis-artificial/

La molécula que descompone el agua tan rápido como la naturaleza. (Agencia SINC)

Rumbo a la fotosíntesis artificial. (La Vanguardia)

Web del proyecto A-LEAF

 ***

L’escull de corall més gran, millor conservat i un dels més grans albergs de biodiversitat del món s’estén 2.300 km al llarg de la costa nord-oest d’Austràlia. Els esculls són sistemes simbiòtics. La seva estructura ramificada la produeixen diminuts pòlips que secreten carbonat càlcic. Els pòlips alberguen algues que els proporcionen sucres mitjançant la fotosíntesi i que a canvi obtenen dels pòlips dels fertilitzants que necessiten per créixer.

Aquesta simbiosi només pot donar-se quan la temperatura de l’aigua no excedeix els 30C. En aquest moment, les algues són expulsades, i els corals es blanquegen, doncs el seu color es deu al pigment fotosintètic de les algues.

El 1980 es va informar per primera vegada del blanquejament de la gran barrera de corall. Posteriors estudis van demostrar que no havia passat res semblant en els últims milenos … ni tan sols en l’època càlida de l’alta edat mitjana en què els víkings habitaven una verda Groenlàndia i les verdes turons de Nebraska eren nues dunes de sorra desèrtica.

Els esculls de corall no suportarien un augment de 2 grau i moririen sense possibilitat de tornar a créixer tal com els coneixem.

A l’aula

Podeu parlar de què són els pigments fotosintètics, i per què cada un té el seu color.

Paraules clay

Pigments fotosintètics, fotonsíntesi.

Referències

La luz y los pigmentos fotosintéticos

***

Modificant la fotosíntensis a les plantes (Info Card 22)

Un grup de científics de la Universitat d’Illinois intenta modificar genèticament les plantes perquè creixin més i més de pressa, alterant el seu sistema fotosintètic de manera que puguin convertir la llum del sol i el diòxid de carboni en carbohidrats de manera més eficient.

L’objectiu és aconseguir la quantitat de menjar necessari per alimentar la població en 2050, amb un límit cultivable de sòls del 40% de la superfície del planeta.

A l’aula

Què és la fotosíntesi

Paraules clau

Pigments fotosintètics, fotosíntesi

Referències

MIT Technology Review sobre la modificació genètica

La fotosíntesis

***

Experiments de geoenginyeria (terraformació) atmosfèrica Ens arrisquem a canviar la química de l’atmosfera? (Informació Card 23)

Si la Terra fos de la mida d’una poma, la seva atmosfera tindria el gruis de la closca. L’atmosfera de la Terra és tan prima que podem esperar aconseguir canviar la seva composició química per reduir els gasos d’efecte hivernacle. Els científics ja han proposat nombrosos mètodes per aconseguir-ho.

Per exemple, un grup de científics de la universitat de Harvard investiguen la possibilitat d’injectar certs tipus de partícules a l’atmosfera, de manera que puguin reflectir més llum infraroja (calor) provinent del sol. La idea és llançar un globus “Stratocruiser” que alliberarà partícules de diòxid de sofre, alumini o carbonat càlcic a l’estratosfera. Els sensors del globus mesuraran cúanto calor reflecteixen les partícules i com interaccionen amb altres components de l’atmosfera. Segons han dit en el Fòrum sobre Investigació en Geoenginyeria Solar d’EUA, al Carnegie Endowment for International Peace, voldrien llançar el primer prototip l’any que ve.

El diòxid de sofre és un dels elements que alliberen els volcans. Es pot relacionar amb la fitxa 5 – Volcans i cels vermells.

A l’aula

Es pot aprofitar per parlar dels efectes d’absorció, reflexió i scattering de les diferents components espectrals de la llum solar a l’atmosfera.

Referències

MIT Technology review

MIT Technology review en español

Notícies recents:

https://www.ara.cat/societat/meteo/Bali-podria-recular-temperatura-global_0_1896410536.html

***

Transport Creatiu (Info Card 24)

El 8 de novembre de 2015, el “Aeroceno”, el primer vehicle més lleuger que l’aire impulsat exclusivament per energia solar (i radiació infraroja emesa per la Terra) va permetre el vol de set passatgers, sense ajuda de propà ni cel·les fotovoltaiques, i es va mantenir en l’aire durant 2h 55min. Un vol d’aquestes característiques hauria necessitat en un globus aerostàtic 324 litres de combustible.

El Aeroceno és per ara un projecte artístic de Tomàs Saraceno (es pot veure el l’exposició Després de la Fi del Món), però la seva idea pot ser la base d’un projecte real de transport en el futur.

Referències

http://aerocene.org/

Aeroceno en la exposición Después del Fin del Mundo del CCCB

***

Cel·les Solars Transparents! (Info Card 25)

El sol dóna a la Terra en un dia l’energia que tots els seus habitants consumeixen en un any. Però com captar aquesta energia? Les plantes ho fan, amb una eficiència del 5%. Les cel·les solars de silici són més eficients, però són dures, opaques, pesades, es “planten” en camps allunyats de les ciutats i el problema de la distribució i emmagatzematge no està del tot solucionat.

Un bon complement són cel·les solars orgàniques. Són menys eficients, però són transparents, lleugeres, flexibles, les pots posar en les finestres dels edificis, a la roba, a les motxilles … portar-les sempre amb tu com un cable directe al sol.

A l’aula

Com converteixen els panells solars la llum en electricitat?

Referències

Celdas solares transparentes en ICFO 1

Celdas solares transparentes en ICFO 2

Últimas noticias en celdas solares transparentes.

***

La importància de dir-se LED (Info Card 26)

Substituir una bombeta incandescent per una bombeta LED deixa d’emetre 30-40 kg de CO2 a l’ambient en un any. Els LEDs fan servir menys potència (watts) per unitat de llum generada (lúmens) que una bombeta incandescent. Això és així perquè bàsicament els leds fan servir tota l’electricitat per donar llum visible, no generen calor, mietras que les bombetes generen calor, llum invisible (en l’infraroig) que no ens serveix per a res.

A l’aula

Podeu treballar com funciona un led, comparar amb una escletxa de difracció dels espectres de diferents fonts de llum (led, incandescent, fluorescent …)

Paraules clay

Díode emissor de llum, espectre d’emissió, llum infraroja.

Referències

Calculador de emisiones de efecto invernadero

Cómo funciona un led

Cómo construir un espectrofotómetro en clase

El led azul, premio Nobel de física 2014