Longer Lasting Products

Have you ever heard about “Longer Lasting Products”? Reusing, repairing and remanufacturing products are the key of Circular Economy. This economy aims to radically limit the extraction of raw materials and the production of waste because it recovers and reuses as many of the products and materials as possible over and over again. In a Circular Economy we can reuse, re-manufacture and recycle products (1). In fact, you can repair a product yourself or you can have it repaired. However, refurbishment is an extensive process where products are repaired and components replaced in order to bring it back to a good working condition. Remanufacture is a more extensive process where products are totally disassembled into components for broughting back to at least the original quality. As a result of this, these new products are new original products (2). All of these three activities result in giving products a kind of “second life” (3).

These previous ideas are in other words “rethinking”. A crucial fact is that “the smaller the loop, the greater the profitability of the overall system”(1). If I repaired a product, I would save resources and energy (3). As a result of that, keeping a product at it highest value makes sense, both from an economic and an ecological perspective . The meaning of this is that we need to postpone the moment that a product is recycled as long as possible (4). Making products last longer is extending the life of products thanks to two methods: to keep products in use longer and to give products a second life, third life, fourth life etc. This only can be truth if we design really durable products.

We need to design longer lasting products. Products designers need to balance many different requirements when they are developing a new product. In fact, product design is about functionality, about using efficient materials and about cost among others. As a result of that, there are some design strategies for longer lasting products:

But … is product life extension always a good idea? In general, longer lasting products are a good idea but there are exceptions for this:

1. New market for new efficient products in terms of energy: if new products appeared, people would want to replace their product rather than using it longer.

2. Some kinds of packaging make repairing, manufacturing and refurbishment situation really difficult. In fact, not all products are suited to last a long time and not all products have a permanent function over time (1).

BIBLIOGRAFÍA:

1. Ellen MacArthur Foundation (2013). Towards the Circular Economy.

2. United Nations Environment Programme. International Resource Panel and the Commission for the European Union. (2017). Workshop Report: Promoting Remanufacturing, Refurbishment, Repair, and Direct Reuse.

3. Stahel, W-R. (2016). Circular economy. A new relationship with our goods and materials would save resources and energy and create local jobs. Nature 531: 435-438.

4. Grosse, F., Mainguy, G. (2010). Is recycling “part of the solution”? The role of recycling in an expanding society and a world of finite resources. Surveys and Perspectives Integrating Environment and Society (SAPIENS) 3: 1-17.

Our economy will founder in a long term/Nuestra economía se va a pique

Nowadays, our economy is called Linear Economy which is based on a take-make-use-dispose approach. As the economy grows, we need more raw materials for the production of more goods and we produce more waste. This isn’t a big problem as long as the economy is relatively small compared to our natural ecosystem. However, the natural ecosystem is the source of raw materials and the “landfill” for our waste (1). Consequently, it is not a sustainable model in a long term. In general, there are three main reasons for this:

1) Resources like fossil fuels, food and water are increasingly hard to get in a good quality.

2) Biodiversity is in decline worldwide and these ecological services seem to be taken for granted.

3) The financial system almost crashes the entire economy due to fluctuating prices of goods and indebtedness situations.

Linear economy depends upon cheap energy, cheap materials and cheap credit actually. The petroleum revolution or the “Industrial Revolution” was an unbelievable situation without precedents and the price of oil was around 20 dollars a barrel or less. Materials were in abundance because the war effort has upped the production of all sorts of metals and plastics, among others. As a consequence, the idea of producing lots of stuff, making it available, making it cheap. However, if people couldn’t afford it there would be a higher purchase which was a way of buying on credits. Nowadays the situation is similar but there are changes in our life and our economy (3).

Source: Sustainability illustrated.com

An alternative approach for this Linear Economy is called Circular Economy. In a circular economy we can reuse, re-manufacture and recycle products (2). In fact, it is a make/remake- use/reuse approach. As a result of that, it isn’t about selling and forgetting goods but thinking about new opportunities for these products. This type of economy aims to radically limit the extraction of raw materials and the production of waste because it recovers and reuses as many of the products and materials as possible over and over again. The principles of circular economy are:

  • Waste equals food: it is like a food chain. In this there isn’t such thing as waste in living systems. In fact, one specie waste becomes another species food. If we redesigned products, they would be reused and disassembled at the end of their lifespan.
  • Build resilience through biodiversity: living systems are biodiverse and many species contribute to overall health of a system. It is a general sense that greater biodiversity supports a shock of a system. If we had a big pool of resources to draw on, we would be able to bounce back from disruptive events.
  • Use energy from renewable sources: living systems are powered by renewable sources.
  • We need to think in systems or in other words, “rethinking”: a circular economy is related to many actors working together to create effective flows of materials and information. We need to think in systems for a connection between people, places and ideas(1).

Re-thinking and redesigning products, components and the packaging of these is a first step for the change. For example products such as mobile phones or washing machines, among others,  aren’t biodegrade. Consequently, we need another sort of rethink, a way to cycle valuable metals, polymers and alloys so they maintain their quality and continue to be useful beyond the self life of individual products (4). However, it isn’t only a change in our products but also our “life routine” or in other words commercial sense. A potential solution is throwing away and replacing our culture and we adopt a return and renewed one, where products and components are designed to be disassembled and regenerated (1).

BIBLIOGRAFÍA:

  1. Ellen MacArthur Foundation (2013). Towards the Circular Economy
  2. Korhonen, J., Honkasalo, A., Seppälä, J. (2018). Circular Economy: The Concept and its Limitations. Ecological Economics 143: 37-46
  3. Sariatli, F. (2017). Linear Economy Versus Circular Economy: A Comparative and Analyzer Study for Optimization of Economy for Sustainability 6(1): 31-34
  4. Kyro, R-K. (2020). Share, Preserve, Adapt, Rethink – A focused framework for circular economy. Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 588 042034

¿Llamamos a nuestra basura marina “arrecife”?

Existen muchas definiciones sobre qué son los arrecifes artificiales. Según la Convención OSPAR (Convención para la Protección del Medio Ambiente Marino del Atlántico del Nordeste), los arrecifes artificiales son estructuras sumergidas colocadas deliberadamente sobre el suelo marino con el fin de imitar alguna de las características de un arrecife natural1. Históricamente, aunque el verdadero auge de su aparición surgió como resultado del hundimiento de barcos y aviones de la Segunda Guerra Mundial, los primeros informes sobre su instalación en los fondos del medio marino datan de finales del siglo XVIII, cuando en Japón los pescadores hundían intencionadamente estructuras de bambú para formar sitios de pesca.

Hoy en día, los impactos ambientales de los arrecifes artificiales son muy contradictorios. Partiendo de una revisión bibliográfica la mayor parte está relacionada con los efectos positivos, directos e indirectos, que derivan de los arrecifes artificiales en el medio marino. En contraposición, los impactos negativos son bastante menospreciados en este tipo de “ecosistemas humanos”. En general, la modificación del perfil de fondo y de la tasa de sedimentación, el sellado y las alteraciones de las condiciones hidrográficas son impactos negativos intrínsecamente ligados a los arrecifes artificiales3, que tienen a su vez efectos sobre:

  1. La calidad de las aguas, derivada de la contaminación provocada por la resuspensión de los sedimentos y posibles derrames accidentales de lubricantes y/o combustibles en la fase de colocación de los arrecifes y por alteraciones en su calidad fisicoquímica, como la concentración de materia orgánica, nutrientes, oxígeno disuelto, nivel de turbidez etc. Sobre todo, en zonas confinadas y en sistemas de agua semicerrados, este impacto se manifestará de forma significativa donde la renovación del agua aquí es escasa. De hecho, puede llegar a producirse eutrofia en el sistema en conjunto. Estos efectos pueden considerarse más bien puntuales y reversibles, en muchos casos, pero inciden especialmente sobre aquellos organismos sésiles o con baja capacidad de movimiento. Otro tipo de contaminación a tener en cuenta deriva de los posibles aparatos eléctricos, aguas de lastre, restos de lodos, pinturas, disolventes… de embarcaciones, casquetes de aviones, antenas de radiotelecomunicaciones, etc, que puedan perjudicar gravemente el ecosistema si no son retirados a tiempo4.
  2. La calidad de los sedimentos, provocada por ejemplo por la posible liberación de contaminantes atrapados en las capas profundas del sedimento durante la fase de obra de los arrecifes que son deliberadamente construidos. 
  3. Las comunidades bentónicas y pelágicas. En lo que respecta a los impactos de carácter directo, las comunidades bentónicas que habiten sobre o bajo el sustrato quedarían sepultadas. No obstante, si son instalados deliberadamente, se suele realizar sobre fondos arenosos no vegetados previamente donde la biodiversidad es bastante escasa. Además, ambos tipos de organismos tanto los bentónicos como los pelágicos, pueden verse afectados por la incorporación de partículas a la columna de agua, provocada por labores de fondeo en términos de disminución de la tasa fotosintética o dificultad respiratoria por colapso en las branquias de dichas partículas, entre otros. Por otro lado, también hay que tener en cuenta las alteraciones indirectas hacia estos organismos, derivadas de la posible atracción de depredadores u otros organismos ajenos al sistema, que pueden no ser deseables para la supervivencia del ecosistema.
  Arrecife construido deliberadamente. Imagen obtenida de The Guardian

A pesar de sus impactos negativos previamente citados, su instalación deliberada o el simple aprovechamiento de estructuras previas es objeto de estudio actual. De entre los beneficios, el que más destaca es el incremento de los recursos pesqueros. De hecho, este es el objetivo básico de los arrecifes construidos intencionadamente pues principalmente su finalidad es el incremento de la producción y la conservación de las especies objetivo. Por otro lado, también proporcionan refugio, alimento, zonas de cría y de desove, incremento de la superficie de colonización de las comunidades epibentónicas etc2. Todo esto, provoca el mantenimiento y/o recuperación tanto de hábitats como de biodiversidad costera. Además, actúan de barrera frente al litoral al igual que los arrecifes “naturales”, fomentando así la defensa costera5.

Es cierto que actualmente los arrecifes artificiales son una posible solución a tener en cuenta, tanto con motivo de construcción como de aprovechamiento. Sin embargo, no debemos olvidar que aún el mar es tomado como un vertedero. Hasta hace pocas décadas, si una embarcación se hundía, no volvía nunca más a aparecer ni nadie ejercía algún tipo de protesta al respecto. Además, resulta notable la falta de regulación normativa relativa a estas estructuras. De hecho, sólo existen directrices o guías metodológicas para abordar el tema, sin contar con un respaldo jurídico y vinculante realmente específico para este nuevo tipo de arrecife que solo es un ejemplo del nuevo fondo marino del siglo XXI.

BIBLIOGRAFÍA:

1. Convención para la Protección del Medio Ambiente Marino del Atlántico del Nordeste. París, 22 de Septiembre de 1992.

2. Lima, J.S., Zalmon, I.R., Love, M. (2019). Overview and trends of ecological and socieconomic research on artificial reefs. Elsevier. Marine Environmental Research. 145:81-82

3. Ministerio de Medio Ambiente. Secretaría General Técnica. Guía metodológica para la instalación de arrecifes artificiales. Madrid: Centro de Publicaciones del Ministerio de Medio Ambiente, 2008. ISBN 978-84-8320-445-0

4. Guidelines for the Placement of Artificial Reefs. Londres. 2009.

5. Rosales, A., Ron, E., Castresana-Pérez, G. (2009). ¿Atracción o Producción en Hábitats Artificiales? Gulf and Caribbean Research. 62:31-33

Construyen la primera retina artificial con biomaterial de seda para tratar una degeneración de la mácula | madrimasd

Las células de la retina diseñada se adhieren sobre biofilms de fibroína de seda -un biomaterial 100% biocompatible con el tejido humano- muy finos y recubiertos por un gel, también de este material, que las protege durante la cirugía ocular y les permite sobrevivir durante el tiempo que necesitan para integrarse con el tejido que rodea el lugar del trasplante.

Origen: Construyen la primera retina artificial con biomaterial de seda para tratar una degeneración de la mácula | madrimasd

La NASA confirma que hay agua en la Luna | madrimasd

Nuevas observaciones apuntan a que la luna tiene grandes reservas de hielo que podrán ser claves para las misiones tripuladas.

El telescopio de la NASA montado a bordo del Boeing 747 ha captado luz infrarroja en una longitud de onda que solo puede emitir el agua. No hay ningún otro material en la Luna que pudiera dar esa misma señal, explican los responsables del trabajo, que se publica en Nature Astronomy.

Aquí puedes leer la noticia completa: La NASA confirma que hay agua en la Luna | madrimasd

Minimalismo: las cosas importantes

En este documental se hace una reflexión sobre la sociedad de consumo actual y los hábitos de consumo que hemos adquirido y cómo podemos cambiarlos. Esto, a parte del ahorro considerable de dinero que supone, contribuye a la reducción de la producción de residuos asociados a la fabricación de esos objetos.

Los protagonistas intentan hacernos ver de forma diferente los objetos que poseemos. Nos hablan de reducir la cantidad de cosas que tenemos y de procurar que estas tengan la mayor calidad posible para aumentar su durabilidad.

Debemos ser conscientes de que vivimos en una vorágine de consumismo insostenible de la que es imposible aislarse. Tenemos que comprar ciertas cosas, eso es innegable, pero la cuestión es pararse a pensar si realmente las necesitamos para ejercer un consumo responsable.

Customers with smartphones shopping online

Por ejemplo, la mayoría tenemos demasiada ropa. Los armarios ya no cierran, ocupamos el armario de nuestra pareja o hermanos, y mucha de las prendas no llegamos a usarlas ni una vez en la temporada. ¿Por qué no reducir el armario a prendas básicas de buena calidad y fácilmente combinables? Las modas duran poco tiempo, cada día salen estilos y prendas nuevas que revolucionan el mercado en cuestión de semanas pero, ¿es realmente necesario ir a la última moda?

¿Necesitas el último iPhone que sale al mercado si el tuyo funciona perfectamente? La batería dura más, las fotos son mejores, es más rápido… Pero, ¿compensa el impacto ecológico que tiene la producción de un nuevo terminal solo porque la batería me dura una hora más?

Todas estas cuestiones y algunas más, son planteadas en el documental. No es cuestión de huir del consumismo, sino ejercer un consumo responsable, lo cual conlleva una reflexión sobre las verdaderas necesidades que tenemos.

Puedes verlo en Netflix (https://bit.ly/2NMQXDw) o en Vimeo (https://bit.ly/2awZkO4)

 

Fuente de la imagen: https://cutt.ly/3dNwlev

Fuente de la imagen de cabecera: https://cutt.ly/cd1Afc4

“El coste ambiental de añadir microplásticos a cosméticos, detergentes y pinturas” | The Conversation

Muchos productos que usamos a diario contienen microplásticos en su composición para mejorar su eficacia. Es el caso de cosméticos como los exfoliantes, detergentes y pinturas. Tras su uso, estos microplásticos se convierten en residuos muy contaminantes.

Puedes leer el artículo completo aquí: https://cutt.ly/hdB9ARY

Fuente de la imagen: https://cutt.ly/HdB9wbz

Charla “¿Qué combustible utilizaremos en nuestros vehículos?”

Este nuevo curso académico comienza con la charla “¿Qué combustible utilizaremos en nuestros vehículos?” impartida por Miguel A. Peña, Doctor en Ciencias Químicas e Investigador Científico del CSIC. Se celebrará el miércoles 19 de septiembre a las 19:00 en Pangea, C/ Príncipe de Vergara 26, Madrid.

Más información en: http://cienciaconchocolate.blogspot.com/

El Plástico de los océanos transformado en ladrillos.

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Peter Lewis bautizó cómo REPLAST a este ladrillo.

Peter Lewis, fundador y jefe de máquinas de Byfusion, tuvo la idea de un nuevo negocio. Utilizar el plástico de los océanos como materia prima para producir ladrillos resistentes para edificio. De esta forma se consigue reutilizar los residuos, reducir la muerte de animales marinos e incluso transformar los residuos en alternativa de vivienda barata para la gente.

Aquí os dejo el enlace de la noticia: https://ecocosas.com/construccion/empresa-transforma-plastico-los-oceanos-ladrillos/

También os dejo el enlace de un articulo que publiqué a cerca de la contaminación por plásticos en los océanos: https://ecotoxsan.blog/2017/03/03/los-ecosistemas-marinos-son-atacados-por-los-plasticos/

 

Metamateriales. Medios zurdos

¿Qué son los metamateriales? El prefijo “meta” significa “más allá”, por lo que estas estructuras o materiales presentan propiedades electromagnéticas inusuales, “más allá de las que se encuentran en la propia naturaleza”. Son estructuras artificiales que poseen ciertas propiedades electromagnéticas según el diseño que tengan, siendo estas propiedades distintas a las de sus constituyentes. Según dichas propiedades, el material puede estar o no estar en un rango de frecuencias determinadas y están basadas en estructuras periódicas para cumplir un determinado requisito.

Las propiedades de estos materiales han dado lugar a componentes y sistemas fundamentales en el campo de las antenas, filtros, sistemas de generación de imágenes, estructuras sintonizables, estructuras de alta impedancia, miniaturización de guías de onda/circuitos planos y aplicaciones de THz, es decir, que pueden ser usadas en el espectro de IR y UV-Vis.

Existen varios tipos de metamateriales: Estructura de plasma, Superficies selectivas en frecuencia, Elementos fractales, Conductor magnético artificial, Electromagnetic/ Photonic Band Gap y Medio “zurdo”.

Los metamateriales zurdos presentan una permitividad Ɛ y una permeabilidad μ negativas, por lo que han sido muy estudiados por ingenieros y científicos a lo largo de los últimos años. Un medio zurdo presenta propiedades opuestas a las de un medio convencional, también llamado medio diestro. El campo magnético H ⃗, el campo eléctrico E ⃗y el número de onda ν ⃗ forman una triada zurda, lo cual hace que la luz se propague en sentido contrario al flujo de energía (vector de Poynting S ⃗). En un medio zurdo, este vector y el número de onda tienen sentido opuesto, mientras que en un convencional tienen el mismo sentido. En el medio zurdo, las ondas se propagan hacia la fuente, justamente al revés de lo que ocurre en el convencional, donde la onda se aleja de la fuente. Es por ello que en estos medios las ondas se denominan ondas de retroceso donde la velocidad de fase y de grupo lleva sentidos opuestos.


Debido a que la permeabilidad y la permitividad son negativas, esto supone cambios en el desplazamiento Doppler, en las ecuaciones de Fresnel, principio de Fermat, en el principio básico de la óptica: la ley de Snell. También se puede comprobar a raíz de las leyes de Maxwell, es que el índice de refracción (n) es negativo, como se observa en la siguiente fórmula:

n=-√μƐ

Con ello sacamos también los fenómenos asociados a la propagación de las ondas electromagnéticas y llegamos al coeficiente de reflexión en la interfaz de en un medio zurdo es cero, es decir, para incidencia normal al plano. De aquí llegamos a la inversión de la ley de Snell:

n sin⁡θ=n sin⁡θ

Siendo el ángulo de en el medio zurdo negativo. Lo que significa, que la energía es refractada hacia el mismo lado de la inferida.

Los medios zurdos suelen ser estructuras periódicas simples que presentan unas propiedades físicas en conjunto que difieren de las propiedades de materiales convencionales y son “al gusto” del que los fabrican. A pesar de los átomos y las interacciones diferentes que hay entre ellos (determinan las propiedades del material), desde el punto de vista electromagnético solo es importante la permitividad como la permeabilidad, ya que las ondas electromagnéticas atraviesan los objetos de una forma u otra según la longitud de onda. Aun así, hay restricciones ya que las estructuras dependen de la frecuencia de la onda.

Bibliografía:

Junkin y J. Parron Granados. 2005. Simulación de configuración de medida para la obtención de los parámetros S de metamateriales. ResearchGate. Ver referencia en: https://www.researchgate.net/profile/Gary_Junkin/publication/229014648_Simulacion_de_configuraciones_de_medida_para_la_obtencion_de_los_parametros_S_de_metamateriales_utilizando_FDTD/links/0deec5368b548bb083000000.pdf

Garcia Aguilar, A. 2008. Análisis, diseño y prototipado de una lente plana basada en estructuras metamateriales para antenas. Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Ver referencia en: http://oa.upm.es/1631/