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Un recurso renovable (también conocido como recurso de flujo [nota 1] [1] ) es un recurso natural que se repondrá para reemplazar la porción agotada por el uso y el consumo, ya sea a través de la reproducción natural u otros procesos recurrentes en un período de tiempo finito en una escala de tiempo humana. Cuando es poco probable que la tasa de recuperación de los recursos supere una escala de tiempo humana, se denominan recursos perpetuos . [1] Los recursos renovables son parte del entorno natural de la Tierra y los componentes más grandes de su ecosfera . Una evaluación positiva del ciclo de vida es un indicador clave de la sostenibilidad de un recurso .
Las definiciones de recursos renovables también pueden incluir la producción agrícola, como en el caso de los productos agrícolas y, hasta cierto punto, los recursos hídricos . [2] En 1962, Paul Alfred Weiss definió los recursos renovables como: " La gama total de organismos vivos que proporcionan al hombre vida, fibras, etc... ". [3] Otro tipo de recursos renovables son los recursos de energía renovable . Las fuentes comunes de energía renovable incluyen la energía solar, geotérmica y eólica, todas ellas clasificadas como recursos renovables. El agua dulce es un ejemplo de recursos renovables.
El agua puede considerarse un material renovable cuando se controlan cuidadosamente su uso, temperatura, tratamiento y liberación. De lo contrario, se convertiría en un recurso no renovable en ese lugar. Por ejemplo, como el agua subterránea suele extraerse de un acuífero a un ritmo mucho mayor que su muy lenta recarga natural, se considera un recurso no renovable. La eliminación de agua de los espacios porosos de los acuíferos puede provocar una compactación permanente ( hundimiento ) que no se puede renovar. El 97,5% del agua de la Tierra es agua salada, y el 3% es agua dulce ; poco más de dos tercios de esta cantidad está congelada en glaciares y casquetes polares . [4] El agua dulce restante no congelada se encuentra principalmente como agua subterránea, con sólo una pequeña fracción (0,008%) presente sobre el suelo o en el aire. [5]
La contaminación del agua es una de las principales preocupaciones en relación con los recursos hídricos. Se estima que el 22% del agua mundial se utiliza en la industria. [6] Los principales usuarios industriales incluyen represas hidroeléctricas, centrales termoeléctricas (que utilizan agua para refrigeración), refinerías de minerales y petróleo (que utilizan agua en procesos químicos) y plantas de fabricación (que utilizan agua como disolvente). tirando basura.
La desalinización del agua de mar se considera una fuente renovable de agua, aunque es necesario reducir su dependencia de la energía de combustibles fósiles para que sea completamente renovable. [7]
Un alimento es cualquier sustancia que se consume para proporcionar apoyo nutricional al cuerpo. [8] La mayoría de los alimentos tienen su origen en recursos renovables. Los alimentos se obtienen directamente de plantas y animales.
Puede que la caza no sea la primera fuente de carne en el mundo modernizado, pero sigue siendo una fuente importante y esencial para muchos grupos rurales y remotos. También es la única fuente de alimentación de los carnívoros salvajes. [9]
La frase agricultura sostenible fue acuñada por el científico agrícola australiano Gordon McClymont . [10] Se ha definido como "un sistema integrado de prácticas de producción vegetal y animal que tiene una aplicación específica en un lugar y que durará a largo plazo". [11] La expansión de las tierras agrícolas reduce la biodiversidad y contribuye a la deforestación . La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación estima que en las próximas décadas se seguirán perdiendo tierras de cultivo debido al desarrollo industrial y urbano, junto con la recuperación de humedales y la conversión de bosques en cultivos, lo que provocará la pérdida de biodiversidad y una mayor erosión del suelo. . [12]
Aunque el aire y la luz solar están disponibles en todas partes de la Tierra , los cultivos también dependen de los nutrientes del suelo y de la disponibilidad de agua . El monocultivo es un método de cultivar solo un cultivo a la vez en un campo determinado, lo que puede dañar la tierra y hacer que quede inutilizable o que sufra rendimientos reducidos . El monocultivo también puede provocar la acumulación de patógenos y plagas que se dirigen a una especie específica. La Gran Hambruna Irlandesa (1845-1849) es un ejemplo bien conocido de los peligros del monocultivo.
La rotación de cultivos y las rotaciones de cultivos a largo plazo confieren la reposición de nitrógeno mediante el uso de abono verde en secuencia con cereales y otros cultivos, y pueden mejorar la estructura y la fertilidad del suelo al alternar plantas de raíces profundas y de raíces superficiales. Otros métodos para combatir la pérdida de nutrientes del suelo son el regreso a los ciclos naturales que inundan anualmente las tierras cultivadas (devolviendo los nutrientes perdidos indefinidamente), como la inundación del Nilo , el uso a largo plazo de biocarbón y el uso de variedades locales de cultivos y ganado que se adaptan a condiciones menos que ideales, como plagas, sequía o falta de nutrientes.
Las prácticas agrícolas son uno de los factores que más contribuyen al aumento global de las tasas de erosión del suelo . [13] Se estima que "más de mil millones de toneladas de suelo del sur de África se erosionan cada año. Los expertos predicen que los rendimientos de los cultivos se reducirán a la mitad dentro de treinta a cincuenta años si la erosión continúa al ritmo actual". [14] El fenómeno Dust Bowl en la década de 1930 fue causado por una sequía severa combinada con métodos agrícolas que no incluían rotación de cultivos, campos en barbecho, cultivos de cobertura , terrazas y árboles cortavientos para prevenir la erosión eólica . [15]
La labranza de las tierras agrícolas es uno de los principales factores que contribuyen a la erosión, debido a los equipos agrícolas mecanizados que permiten un arado profundo, lo que aumenta gravemente la cantidad de suelo disponible para el transporte por erosión hídrica . [16] [17] El fenómeno llamado pico del suelo describe cómo las técnicas de agricultura industrial a gran escala están afectando la capacidad de la humanidad para cultivar alimentos en el futuro. [18] Sin esfuerzos para mejorar las prácticas de gestión del suelo , la disponibilidad de suelo cultivable puede volverse cada vez más problemática. [19] [ ¿ fuente poco confiable? ]
Los métodos para combatir la erosión incluyen la labranza cero , el uso de un diseño de línea clave , el cultivo de cortavientos para sujetar el suelo y el uso generalizado de abono . Los fertilizantes y pesticidas también pueden tener un efecto de erosión del suelo, [20] lo que puede contribuir a la salinidad del suelo e impedir el crecimiento de otras especies. El fosfato es un componente principal del fertilizante químico que se aplica con mayor frecuencia en la producción agrícola moderna. Sin embargo, los científicos estiman que las reservas de fosfato de roca se agotarán en 50 a 100 años y que el pico de fosfato se producirá aproximadamente en 2030. [21]
El procesamiento industrial y la logística también tienen un efecto en la sostenibilidad de la agricultura. La forma y los lugares en que se venden los cultivos requieren energía para el transporte, así como el costo de energía para los materiales, la mano de obra y el transporte . Los alimentos vendidos en un lugar local, como un mercado de agricultores , han reducido los gastos de energía.
El aire es un recurso renovable. Todos los organismos vivos necesitan oxígeno , nitrógeno (directa o indirectamente), carbono (directa o indirectamente) y muchos otros gases en pequeñas cantidades para su supervivencia .
Un importante recurso renovable es la madera procedente de la silvicultura , que se utiliza desde la antigüedad para la construcción, la vivienda y la leña.[22] [23] [24] Las plantas proporcionan las principales fuentes de recursos renovables; la principal distinción es entre cultivos energéticos y cultivos no alimentarios . Una gran variedad de lubricantes , aceites vegetales utilizados industrialmente, textiles y fibras de algodón , copra o cáñamo , papel derivado de la madera , trapos o hierbas y bioplásticos se basan en recursos vegetales renovables. Las energías renovables vegetales pueden proporcionar una gran variedad de productos químicos como látex , etanol , resina , azúcar y almidón . Las energías renovables de origen animal incluyen pieles , cuero , grasas técnicas y lubricantes y otros productos derivados, como por ejemplo pegamento animal , tendones , tripas o, en tiempos históricos, ambra y barbas obtenidas por la caza de ballenas .
Con respecto a los ingredientes farmacéuticos y las drogas legales e ilegales, las plantas son fuentes importantes; sin embargo, por ejemplo, el veneno de serpientes, ranas e insectos ha sido una valiosa fuente renovable de ingredientes farmacológicos. Antes de que comenzara la producción de OGM, la insulina y hormonas importantes se basaban en fuentes animales. Las plumas , un importante subproducto de la avicultura para alimentación, todavía se utilizan como relleno y como base de la queratina en general. Lo mismo se aplica a la quitina producida en la cría de crustáceos , que puede utilizarse como base del quitosano . La parte más importante del cuerpo humano utilizada con fines no médicos es el cabello humano , así como para las integraciones de cabello artificial , que se comercializa en todo el mundo.
Históricamente, los recursos renovables como la leña, el látex , el guano , el carbón vegetal , las cenizas de madera , los colores de las plantas como el índigo y los productos de las ballenas han sido cruciales para las necesidades humanas, pero no lograron satisfacer la demanda al comienzo de la era industrial. [25] Los primeros tiempos modernos enfrentaron grandes problemas con el uso excesivo de recursos renovables como la deforestación , el pastoreo excesivo o la pesca excesiva . [25]
Además de la carne fresca y la leche, que como alimentos no son el tema de esta sección, los ganaderos y artesanos utilizaban otros ingredientes animales como tendones , cuernos, huesos y vejigas. Las construcciones técnicas complejas, como el arco compuesto , se basaron en una combinación de materiales de origen animal y vegetal. El actual conflicto de distribución entre biocombustibles y producción de alimentos se describe como Alimentos versus combustible . Los conflictos entre las necesidades y el uso de alimentos, tal como lo suponen las obligaciones de los feudos , también fueron comunes en tiempos históricos. [26] Sin embargo, un porcentaje significativo del rendimiento de los agricultores (centroeuropeos) se destinó a la ganadería , que también proporciona fertilizantes orgánicos. [27] Los bueyes y los caballos eran importantes para el transporte, accionaban motores como, por ejemplo, en cintas de correr .
Otras regiones resolvieron el problema del transporte con terrazas , agricultura urbana y huertas. [25] Otros conflictos entre silvicultura y ganadería, o entre pastores (de ovejas) y ganaderos, condujeron a diversas soluciones. Algunos limitaron la producción de lana y ovejas a grandes dominios estatales y de la nobleza o la subcontrataron a pastores profesionales con rebaños errantes más grandes. [28]
La Revolución Agrícola Británica se basó principalmente en un nuevo sistema de rotación de cultivos , la rotación de cuatro campos. El agricultor británico Charles Townshend reconoció el invento en el Waasland holandés y lo popularizó en el Reino Unido en el siglo XVIII, y George Washington Carver en Estados Unidos. El sistema utilizaba trigo , nabos y cebada y también introdujo el trébol . El trébol es capaz de fijar el nitrógeno del aire, un recurso renovable prácticamente no exhaustivo, en compuestos fertilizantes para el suelo y permite aumentar considerablemente los rendimientos. Los agricultores abrieron cultivos forrajeros y pastos. De este modo se podía criar ganado durante todo el año y se evitaba el sacrificio invernal. La cantidad de estiércol aumentó y permitió más cultivos aunque se abstuvo de pastos leñosos . [25]
Los primeros tiempos modernos y el siglo XIX vieron la base de recursos anterior parcialmente reemplazada, complementada respectivamente por síntesis química a gran escala y por el uso de recursos fósiles y minerales, respectivamente. [29] Además del papel todavía central de la madera, hay una especie de renacimiento de los productos renovables basados en la agricultura moderna, la investigación genética y la tecnología de extracción. Además de los temores sobre una próxima escasez global de combustibles fósiles , la escasez local debido a boicots, guerras y bloqueos o simplemente problemas de transporte en regiones remotas ha contribuido a diferentes métodos de reemplazo o sustitución de recursos fósiles basados en energías renovables.
El uso de ciertos productos básicamente renovables como en la medicina tradicional china pone en peligro a varias especies . Sólo el mercado negro de cuernos de rinoceronte redujo la población mundial de rinocerontes en más de un 90 por ciento en los últimos 40 años. [30] [31]
El éxito de la industria química alemana hasta la Primera Guerra Mundial se basó en la sustitución de productos coloniales. Los predecesores de IG Farben dominaron el mercado mundial de tintes sintéticos a principios del siglo XX [32] [33] y tuvieron un papel importante en productos farmacéuticos artificiales , películas fotográficas , productos químicos agrícolas y electroquímicos . [29]
Sin embargo, los antiguos institutos de investigación sobre fitomejoramiento adoptaron un enfoque diferente. Después de la pérdida del imperio colonial alemán , actores importantes en este campo, como Erwin Baur y Konrad Meyer, pasaron a utilizar cultivos locales como base para la autarquía económica . [34] [35] Meyer, como científico agrícola clave y planificador espacial de la era nazi, administró y dirigió los recursos de Deutsche Forschungsgemeinschaft y centró aproximadamente un tercio de las subvenciones de investigación completas en la Alemania nazi a la investigación agrícola y genética y especialmente a los recursos necesarios en caso de que de un nuevo esfuerzo bélico alemán. [34] En ese momento se fundó o amplió una amplia gama de institutos de investigación agraria que aún existen hoy y que tienen importancia en el campo.
Hubo algunos fracasos importantes, como por ejemplo el intento de cultivar especies de olivo resistentes a las heladas , pero hubo algunos éxitos en el caso del cáñamo , el lino y la colza , que siguen siendo de importancia actual. [34] Durante la Segunda Guerra Mundial, los científicos alemanes intentaron utilizar especies rusas de Taraxacum (diente de león) para fabricar caucho natural . [34] Los dientes de león de caucho siguen siendo de interés, ya que los científicos del Instituto Fraunhofer de Biología Molecular y Ecología Aplicada (IME) anunciaron en 2013 haber desarrollado un cultivar adecuado para la producción comercial de caucho natural. [36]
Se han utilizado varios medios legales y económicos para mejorar la cuota de mercado de las energías renovables. El Reino Unido utiliza Obligaciones sobre combustibles no fósiles (NFFO), un conjunto de órdenes que exigen a los operadores de redes de distribución de electricidad en Inglaterra y Gales comprar electricidad de los sectores de energía nuclear y energías renovables . Mecanismos similares operan en Escocia (las Órdenes Escocesas de Energías Renovables bajo la Obligación Escocesa de Energías Renovables) e Irlanda del Norte (la Obligación de Combustibles No Fósiles de Irlanda del Norte). En Estados Unidos, los Certificados de Energía Renovable (REC) utilizan un enfoque similar. La Energiewende alemana utiliza tarifas de alimentación. Un resultado inesperado de los subsidios fue el rápido aumento de la quema de pellets en plantas convencionales de combustibles fósiles (compárese con las centrales eléctricas de Tilbury ) y fábricas de cemento, haciendo que la madera y la biomasa representen aproximadamente la mitad del consumo de energía renovable en Europa. [24]
Los productos químicos biorrenovables son productos químicos creados por organismos biológicos que proporcionan materia prima para la industria química. [37] Los productos químicos biorrenovables pueden proporcionar sustitutos alimentados con energía solar para las materias primas de carbono derivadas del petróleo que actualmente abastecen a la industria química. La tremenda diversidad de enzimas en los organismos biológicos y el potencial de la biología sintética para alterar estas enzimas para crear aún nuevas funcionalidades químicas pueden impulsar la industria química. Una plataforma importante para la creación de nuevas sustancias químicas es la vía biosintética de policétidos , que genera sustancias químicas que contienen unidades de cadena alquílica repetidas con potencial para una amplia variedad de grupos funcionales en los diferentes átomos de carbono. [37] [38] [39] Se están realizando investigaciones sobre el poliuretano que utilizan específicamente recursos renovables. [40]
Los bioplásticos son una forma de plásticos derivados de fuentes de biomasa renovables , como grasas y aceites vegetales , lignina , almidón de maíz , almidón de guisante [41] o microbiota . [42] La forma más común de bioplástico es el almidón termoplástico . Otras formas incluyen bioplásticos de celulosa , biopoliéster , ácido poliláctico y polietileno de origen biológico .
La producción y el uso de bioplásticos se consideran generalmente una actividad más sostenible en comparación con la producción de plástico a partir del petróleo (petroplástico); sin embargo, la fabricación de materiales bioplásticos a menudo todavía depende del petróleo como fuente de energía y materiales. Debido a la fragmentación del mercado y a las definiciones ambiguas, es difícil describir el tamaño total del mercado de bioplásticos, pero la capacidad de producción global se estima en 327.000 toneladas. [43] Por el contrario, el consumo mundial de todos los envases flexibles se estima en 12,3 millones de toneladas. [44]
El bioasfalto es una alternativa al asfalto elaborado a partir de recursos renovables no derivados del petróleo. Las fuentes de fabricación de bioasfalto incluyen azúcar , melaza y arroz , almidones de maíz y patata , y residuos a base de aceites vegetales. El asfalto elaborado con aglutinantes a base de aceite vegetal fue patentado por Colas SA en Francia en 2004. [45] [46]
La energía renovable se refiere al suministro de energía a través de recursos renovables que se reponen naturalmente tan rápido como se utilizan. Algunos ejemplos son la luz solar , el viento , la biomasa , la lluvia , las mareas , las olas y el calor geotérmico . [47] La energía renovable puede sustituir a los combustibles convencionales en cuatro mercados distintos: la generación de electricidad , el agua caliente / calefacción , los combustibles para motores y los servicios energéticos rurales (fuera de la red) . [48] La fabricación de dispositivos de energía renovable utiliza recursos no renovables, como metales extraídos y superficie terrestre .
La biomasa se refiere al material biológico de organismos vivos o recientemente vivos, y con mayor frecuencia se refiere a plantas o materiales derivados de plantas.
La recolección y el uso sostenible de recursos renovables (es decir, mantener una tasa de renovación positiva) pueden reducir la contaminación del aire , la contaminación del suelo , la destrucción del hábitat y la degradación de la tierra . [49] La energía de la biomasa se deriva de seis fuentes de energía distintas: basura, madera, plantas, desechos, gases de vertedero y combustibles alcohólicos . Históricamente, los seres humanos han aprovechado la energía derivada de la biomasa desde la llegada de la quema de madera para hacer fuego, y la madera sigue siendo la mayor fuente de energía de biomasa en la actualidad. [50] [51]
Sin embargo, el uso de biomasa con baja tecnología, que todavía representa más del 10% de las necesidades energéticas mundiales, puede inducir la contaminación del aire interior en los países en desarrollo [52] y provocar entre 1,5 millones y 2 millones de muertes en 2000. [53]
La biomasa utilizada para la generación de electricidad varía según la región. [54] Los subproductos forestales, como los residuos de madera, son comunes en los Estados Unidos . [54] Los desechos agrícolas son comunes en Mauricio (residuos de caña de azúcar) y el sudeste asiático (cáscaras de arroz). [54] Los residuos de la cría de animales, como los excrementos de aves de corral, son comunes en el Reino Unido . [54] La industria de generación de energía de biomasa en los Estados Unidos, que consta de aproximadamente 11.000 MW de capacidad operativa de verano que suministra activamente energía a la red, produce alrededor del 1,4 por ciento del suministro de electricidad de los Estados Unidos. [55]
Un biocombustible es un tipo de combustible cuya energía se deriva de la fijación biológica de carbono . Los biocombustibles incluyen combustibles derivados de la conversión de biomasa , así como biomasa sólida , combustibles líquidos y diversos biogases . [56]
El bioetanol es un alcohol elaborado por fermentación , principalmente a partir de carbohidratos producidos en cultivos de azúcar o almidón como el maíz , la caña de azúcar o el pasto varilla .
El biodiesel se elabora a partir de aceites vegetales y grasas animales . El biodiesel se produce a partir de aceites o grasas mediante transesterificación y es el biocombustible más común en Europa.
El biogás es metano producido por el proceso de digestión anaeróbica de material orgánico por parte de anaerobios ., [57] etc. También es una fuente de energía renovable.
El biogás normalmente se refiere a una mezcla de gases producidos por la descomposición de materia orgánica en ausencia de oxígeno . El biogás se produce mediante digestión anaeróbica con bacterias anaeróbicas o fermentación de materiales biodegradables como estiércol , aguas residuales , desechos municipales , desechos verdes , material vegetal y cultivos. [58] Es principalmente metano ( CH
4) y dióxido de carbono (CO 2 ) y puede tener pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno ( H
2S ), humedad y siloxanos .
Las fibras naturales son una clase de materiales similares a pelos que son filamentos continuos o se encuentran en piezas alargadas discretas, similares a trozos de hilo . Se pueden utilizar como componente de materiales compuestos . También se pueden formar láminas para fabricar productos como papel o fieltro . Las fibras son de dos tipos: fibras naturales que se componen de fibras animales y vegetales, y fibras sintéticas que se componen de fibras sintéticas y fibras regeneradas.
Los recursos renovables están en peligro por el desarrollo y el crecimiento industrial no regulado. [59] Deben gestionarse con cuidado para evitar exceder la capacidad del mundo natural para reponerlos. [60] Una evaluación del ciclo de vida proporciona un medio sistemático para evaluar la renovabilidad. Se trata de una cuestión de sostenibilidad en el entorno natural. [61]
National Geographic ha descrito la sobrepesca en el océano como "simplemente la captura de vida silvestre del mar a un ritmo demasiado alto para que las especies pescadas puedan reemplazarse por sí mismas". [62]
La carne de atún está provocando una sobrepesca que pone en peligro a algunas especies como el atún rojo. La Comunidad Europea y otras organizaciones están intentando regular la pesca para proteger las especies y evitar su extinción. [63] El tratado de la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar aborda aspectos de la sobrepesca en los artículos 61, 62 y 65. [64]
Existen ejemplos de sobrepesca en áreas como el Mar del Norte de Europa , los Grandes Bancos de América del Norte y el Mar de China Oriental de Asia. [sesenta y cinco]
La disminución de la población de pingüinos se debe en parte a la sobrepesca, provocada por la competencia humana por los mismos recursos renovables [66]
Además de su papel como recurso como combustible y material de construcción, los árboles protegen el medio ambiente absorbiendo dióxido de carbono y creando oxígeno. [67] La destrucción de las selvas tropicales es una de las causas críticas del cambio climático . La deforestación hace que el dióxido de carbono permanezca en la atmósfera. A medida que se acumula dióxido de carbono, se produce una capa en la atmósfera que atrapa la radiación del sol. La radiación se convierte en calor, lo que provoca el calentamiento global , mejor conocido como efecto invernadero . [68]
La deforestación también afecta el ciclo del agua . Reduce el contenido de agua en el suelo y en las aguas subterráneas, así como la humedad atmosférica. [69] La deforestación reduce la cohesión del suelo, por lo que se producen erosión , inundaciones y deslizamientos de tierra . [70] [71]
Los bosques tropicales albergan muchas especies y organismos que proporcionan alimentos y otros productos básicos a las personas. De esta manera, los biocombustibles pueden resultar insostenibles si su producción contribuye a la deforestación. [72]
Algunos recursos, especies y organismos renovables se enfrentan a un riesgo muy alto de extinción causado por el crecimiento de la población humana y el consumo excesivo. Se estima que más del 40% de todas las especies vivas de la Tierra están en riesgo de extinción. [73] Muchas naciones tienen leyes para proteger las especies cazadas y restringir la práctica de la caza. Otros métodos de conservación incluyen restringir el desarrollo de tierras o crear reservas. La Lista Roja de Especies Amenazadas de la UICN es el sistema de clasificación y listado de estados de conservación más conocido a nivel mundial. [74] A nivel internacional, 199 países han firmado un acuerdo acordando crear Planes de Acción de Biodiversidad para proteger especies en peligro de extinción y otras especies amenazadas.
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