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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
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7000
8000
9000
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
Con
cent
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ppm
)
400
350
300
250
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/m2 )
Dióxido de carbono
Vari
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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
reci
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l 200
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.