Ciencia, Innovación y Protección al ambiente

Congreso Internacional de Innovación y Desarrollo:

Empresa, Estado, Academia y Sociedad

Quito, Ecuador

30 de julio de 2014

Mario Molina Miembro del El Colegio Nacional

Centro Mario Molina para Estudios Estratégicos sobre Energía y Medio Ambiente

Universidad de California, San Diego

% del PIB invertido en investigación científica en los G20

México

El tamaño de los círculos refleja la cantidad relativa de la inversión anual en Investigación y Desarrollo por país.

Fuente: Batelle. R&D Magazine, International Monetary Fund, World Bank, CIA World Fact Book, OECD.

Estados Unidos

Canadá

Brasil

Argentina

México

Singapur

Corea del Sur

Japón Taiwan Australia

China

India

Malasia

Indonesia

Asia

Finlandia

Suecia

Dinamarca

Suiza

Francia Alemania

Noruega

Bélgica

Reino Unido España

Rep. Checa

Irlanda

Italia Hungria

Polonia

Turquía Romania

Grecia

Israel

Rusia

Sudáfrica Arabia Saudita

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

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0,0%   0,5%   1,0%   1,5%   2,0%   2,5%   3,0%   3,5%   4,0%   4,5%  

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% del PIB dedicado a Investigación y Desarrollo

Investigación y Desarrollo Global América

Asia

Europa

Otros

La Ciencia y los Valores Creemos apasionadamente en el poder que tiene la ciencia para crear un mundo mejor, así como en la importancia que tienen para la sociedad los valores y actitudes que la ciencia exige de los científicos:

•  Honestidad

•  Uso de la lógica y la evidencia para hacer juicios

•  Disposición para explorar nuevas ideas •  Adopción de una actitud escéptica hacia las explicaciones

sencillas a problemas complejos Sin embargo, muy poco de esto es transmitido a los estudiantes en el proceso convencional de enseñanza.

 

   Bruce  Alberts,  Ex  Presidente  de  la  Academia  de  Ciencias  de  Estados  Unidos  

June 1999

Sistemas de Enseñanza Vivencial e

Indagatoria de la Ciencia (SEVIC)

Los alumnos DISFRUTAN el aprendizaje desarrollando su curiosidad y su interés por la ciencia

Estos sistemas están estructurados con base en las recomendaciones de la investigación educativa más reciente

Los SEVIC y los niños

Los niños aprenden ciencia haciendo ciencia §  Planteando preguntas

§  Haciendo observaciones

§  Identificando hipótesis

§  Planeando investigaciones

§  Explorando materiales y organismos vivos

§  Proponiendo respuestas y explicaciones

§  Registrando y comunicando los resultados

§  Perdiendo el temor al “error”

§  Trabajando en equipo

Los profesores y los SEVIC El profesor es el actor clave en los sistemas de enseñanza vivencial e indagatoria de la ciencia

El profesor:

Ø  Actúa como facilitador en el salón de clases propiciando la argumentación, el diálogo y el debate

Ø  Facilita la exploración y experimentación a los alumnos

Ø  Lleva a los alumnos a trabajar en equipo

Ø  Propicia la curiosidad y el interés por los fenómenos naturales

Mejorando la Enseñanza en las Universidades:

Investigación Educativa Reciente

•  Establecer claramente qué deben aprender los estudiantes

•  Determinar qué es lo que los estudiantes realmente están aprendiendo

•  Mejorar el aprendizaje del alumno con métodos probados

Fuente:  Carl  Wieman  Science  Educa0on  Ini0a0ve  at  the  University  of  Bri0sh  Columbia,  2010  

Comparación experimental de métodos de enseñanza

I II

Instructor experimentado altamente calificado Método tradicional

L. Deslauriers, E. Schelew and C. Wieman, Improved Learning in a Large-Enrollment Physics Class, Science 332, 862, 2011.

Instructor muy experimentado altamente calificado Método tradicional

Semanas 1-11 Semanas 1-11 Grupos idénticos (exámenes parciales,

asistencia y participación)

Semana 12 - Competencia

Instructor inexperto Método de enseñanza basado

en la participación activa

Instructor regular Método de enseñanza de clase

convencional

Semana 13 - Examen

Promedio 41%

Promedio 74%

Histograma de puntuación de exámenes

Resultados Competencia

Componentes importantes de la enseñanza y del aprendizaje

(a todos los niveles)

1.  Motivar (participando activamente; haciendo investigación)

2.  Conectar con el conocimiento previo

3.  Aplicar lo que se sabe sobre el funcionamiento de la memoria

4.  Práctica extendida y vigorosa.

5.  Retroalimentación oportuna y específica

a)  Limitaciones de la memoria de corto plazo b)  Lograr la retención de largo plazo recuperación y aplicación – repetido y espaciado en

el tiempo

Desarrollo Sustentable “Garantizar  las  necesidades  del  presente  sin  comprometer  la  capacidad  de  las  generaciones  futuras  para  satisfacer  sus  propias  necesidades”    (Comisión  Brundtland,  1987)  

El  desarrollo  sustentable  nos  hace  más  prósperos  en  lo  económico,  nos  integra  mejor  como  sociedad  y  permite  conservar  los  recursos  naturales.    

MITOS  SOBRE  EL  CAMBIO  CLIMÁTICO      1. Muchos  expertos  opinan  que  los  cambios  de  clima  que  se  observan  hoy  en  día  son  naturales  y  que  no  tienen  conexión  alguna  con  las  actividades  humanas.    

2. Los  cambios  de  clima  en  todo  caso  empezarán  a  ocurrir  hacia  Qinales  de  siglo,  y  probablemente  sean  benéQicos.  

3. No  es  prudente  enfrentar  el  cambio  climático,  pues  el  costo  sería  prohibitivo.  

 

Efecto invernadero natural 1/3 de la energía solar es reflejada por las nubes

La misma cantidad de energía solar que es absorbida por el planeta es emitida al espacio en forma de radiación infrarroja

Gases de efecto invernadero

La radiación infrarroja es absorbida y reemitida a la superficie, calentándola

Control del clima

2.5 cm de agua líquida

~ 4 mm de CO2 sólido (hielo seco)

Composición Química del Atmósfera

Concentraciones atmosféricas de CO2 en los últimos 10,000 años

Años antes del presente Fuente: WG1- AR4, IPCC 2007

Carbon dioxide

10000 5000 0

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Dióxido de carbono

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C)

Fuente:  Marco&,  S.  et  al.,  A  Reconstruc3on  of  Regional  and  Global  Temperature  for  the  Past  11,300  Years.  Science  339,  1198  (2013)  

Años antes del presente

Variaciones de temperatura en los últimos 11,000 años

Presente

Quinto Reporte del Panel Intergubernamental de Cambio Climático

(IPCC) 2013/2014

MITOS  SOBRE  EL  CAMBIO  CLIMÁTICO      1. Muchos  expertos  opinan  que  los  cambios  de  clima  que  se  observan  hoy  en  día  son  naturales  y  que  no  tienen  conexión  alguna  con  las  actividades  humanas.    

2. Los  cambios  de  clima  en  todo  caso  empezarán  a  ocurrir  hacia  Qinales  de  siglo,  y  probablemente  sean  benéQicos.  

3. No  es  prudente  enfrentar  el  cambio  climático,  pues  el  costo  sería  prohibitivo.  

 

Septiembre 1980 Septiembre 2012

Superficie de hielo Ártico

Acapulco después del paso de la tormenta tropical Manuel Foto: Israel Rosas/Reforma, Septiembre 2013

Inundaciones - Guerrero 2013

YALE ENVIRONMENT 360

02 JUN 2011: OPINION  

Foro: ¿están conectados los eventos extremos con el cambio climático?  

 En 2010 se presentaron múltiples eventos extremos en todo el mundo, desde las olas de calor en Rusia hasta la más severa inundación en la historia de Pakistán o los tornados más destructivos en Estados Unidos.

En el foro de Yale Environment 360, un panel de expertos da su opinión sobre si estos eventos están asociados al cambio climático.

¿Contribuyó el cambio climático al Huracán Sandy?

La respuesta es: Sí (probablemente)

Un clima más caliente agrega más energía a las tormentas, incluidos los huracanes, acarreando más lluvia y vientos más fuertes.

Fuente: Robert Correl, Jeff Masters y Kevin Trenberth. Politico, Nov. 5, 2012

MITOS  SOBRE  EL  CAMBIO  CLIMÁTICO      1. Muchos  expertos  opinan  que  los  cambios  de  clima  que  se  observan  hoy  en  día  son  naturales  y  que  no  tienen  conexión  alguna  con  las  actividades  humanas.    

2. Los  cambios  de  clima  en  todo  caso  empezarán  a  ocurrir  hacia  Qinales  de  siglo,  y  probablemente  sean  benéQicos.  

3. No  es  prudente  enfrentar  el  cambio  climático,  pues  el  costo  sería  prohibitivo.  

 

Producción y Consumo de Energía a Nivel Global

     Fuente:  Grubler,  A.,  2008:  Energy  transi=ons.  In  Encyclopedia  of  Earth.  C.  J.  Cleveland  (ed.),          Na=onal  Council  for  Science  and  the  Environment,  Washington,  DC.  

Global  Energy  Assessment  GEA  -­‐  IIASA  

     

La Conferencia de las Partes 15 (COP15) tomó nota del acuerdo

el 18 de Diciembre de 2009.

El Acuerdo de Copenhague

Se propone tomar medidas para realizar una fuerte reducción de las emisiones

mundiales de Gases de Efecto Invernadero con la meta aspiracional de mantener el aumento de la temperatura

promedio de la superficie por debajo de 2°C.

Fuente: McKinsey Global GHG Abatement Cost Curve v2.0; D. Elzen, M.G.J. and M. Meinshausen, 2006: . Multi-gas emission pathways for meeting the EU 2°C climate target.

. IEA World Economic Outlook 2007.

Emisiones globales de gases de efecto invernadero

Gt

CO

2 e

/ año

50

60

70

1990 2000 2010 2020 2030 0

40

Proyección actual

52

70

-50%

35

-28%

44

61  

Estabilización450ppm

Trayectoria para limitar el incremento de la temperatura a 2°C

Cómo resolver el problema del cambio de clima

Triángulos de estabilización S.  Pacala  &  R.  Socolow  

•  Mejorar  la  e>iciencia  en  el  transporte  •  Incrementar  las  edi>icaciones  e>icientes  •  Sustituir  carbón  por  gas  natural    •  Captura  y  almacenamiento  de  carbono  •  Energía  nuclear  •  Energía  eólica  •  Energía  solar  •  Biocombustibles  •  Mejores  prácticas  forestales  

 2  al    3  %  del  PIB  Mundial  

¿Cuánto cuesta tomar estas medidas?

Energía eólica

Costo de Módulos Fotovoltaicos P

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9)

El precio de la energía solar ha disminuido 25 veces en los últimos 40 años

Vivienda  y  Entorno  Sustentable  A.C.  

Índice  de  Sustentabilidad  de  Vivienda  (ISV)  

Indicador  ambiental  

Agua  

Energía  

Materiales  

Suelo  

Emisiones  al  aire  

Emisiones  al  agua  

Emisiones  al  suelo  

Indicador  social   Integración    social  

Indicador  económico    

Patrimonio  -­‐  plusvalía  

Ahorros  

Basura  

Consumo  menor   Menores  emisiones  

Gasto  menor  Más  valor  al  ingreso  

   Mejores  espacios  públicos  

Mayor  satisfacción  

EQiciencia  y  cobertura  de  la  infraestructura  

Menores  índices  de  violencia  

Mejoras  en  

Servicios  

Transporte  

Vivienda  

Tecnologías  para  mejorar  la    eQiciencia  energética  

Acciones necesarias para enfrentar el cambio climático •  Establecer un precio a las emisiones de gases de

efecto invernadero a través de un nuevo acuerdo internacional.

•  Incrementar la inversión en investigación, desarrollo y demostración de tecnologías en energía.

•  Expandir la cooperación internacional para la implementación de tecnologías en energía limpia en países en desarrollo.

•  Acelerar las medidas “ganar-ganar”.

Posibles cambios de temperatura

rprinn@mit.edu

Una nueva rueda

Con reducción de emisiones de GEI

Sin Política

Fuente: MIT - 2009

•  Los  expertos  en  la  ciencia  del  clima  están  de  acuerdo:  el  cambio  climático  es  una  realidad  y  muy  probablemente  es  provocado  por  las  actividades  humanas.    

•   Los  impactos  del  cambio  climático  ya  están  ocurriendo  y  muy  probablemente  empeorarán.    

 •  El  costo  de  tomar  las  medidas  necesarias  para  mitigar  el  cambio  climático  es  considerablemente  menor  al  de  los  impactos  si  no  se  toman  acciones.    

CAMBIO  CLIMÁTICO:  CONCLUSIONES  

•  Estamos  en  riesgo  de  llevar  nuestro  sistema  climático  hacia  cambios  abruptos  y  potencialmente  irreversibles  con  impactos  muy  nocivos  para  la  sociedad.