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MEDIO AMBIENTE. ¿Capturar carbono atmosférico para mitigar el cambio climático?

 

CSIRO / Wikimedia

A medida que el mundo continúa calentándose y el dióxido de carbono continúa emitiéndose a tasas récord a nivel mundial, se está formando una discusión más amplia no solo sobre las formas de prevenir la contaminación futura, sino también sobre las formas de eliminar o eliminar las emisiones que ya están en la atmósfera.

Si bien frenar las emisiones de gases de efecto invernadero se ha convertido en un objetivo clave para una gran cantidad de países de todo el mundo, no se puede ignorar el hecho de que el cambio climático ya está aquí y que ya está causando trastornos y desastres en muchos lugares. Investigadores de todo el mundo están desarrollando nuevos procesos para ayudar a reducir la cantidad de emisiones que se liberan a la atmósfera, este proceso se conoce como captura de carbono.

El gas de dióxido de carbono está presente de forma natural en la atmósfera y desempeña varias funciones importantes en el medio ambiente. Es un gas de efecto invernadero que atrapa el calor en la atmósfera, desempeña un papel en la meteorización de las rocas y es una fuente de carbono para las plantas y necesaria para la fotosíntesis.

Sin el efecto invernadero, los océanos se congelarían y la tierra sería demasiado fría para que se forme la vida tal como la conocemos. Sin embargo, cuando el dióxido de carbono es sobreabundante en nuestra atmósfera, puede atrapar demasiado calor y hacer que la atmósfera se caliente demasiado.

¿Qué es la tecnología de captura de carbono?

La tecnología de captura y almacenamiento (o secuestro) de carbono es el proceso de capturar el CO2 residual del aire y almacenarlo de una manera que evite que vuelva a entrar en la atmósfera. Esa definición puede parecer un poco vaga, pero eso se debe a que hay una amplia variedad de métodos que se están explorando. 

Algunos tipos de tecnología de captura de carbono se enfocan en emitir fuentes y en idear formas de filtrar el carbono de las plantas de energía y las instalaciones de fabricación antes de que escapen, utilizando técnicas como absorción, adsorción, bucle o separación de gases por membrana. Otros tipos de tecnología de captura de carbono se centran en filtrar el carbono del aire.

Una vez que se captura el carbono, hay esencialmente dos opciones: almacenarlo en un lugar donde no pueda volver a contaminar o transformarlo en algo útil. Centrándonos en lo último, el dióxido de carbono capturado se puede utilizar para producir plásticos, bebidas carbonatadas o incluso cultivar plantas. 

Pero no hay tanta demanda de dióxido de carbono capturado como oferta, por lo que la mayor parte de las tecnologías de captura de carbono se centran en el secuestro, colocando el carbono en algún lugar donde no pueda contribuir a la crisis climática. Una de las formas más comunes de hacer esto es bombearlo profundamente en la tierra, en depósitos subterráneos, donde no ingresará a la atmósfera durante mucho tiempo, potencialmente durante miles de años, a semejanza de los residuos radiactivos de las centrales nucleares.

Plan de captura de carbono del Departamento de Energía de EE.UU. Fuente: US DOE / Wikimedia


Un término a tener en cuenta con la captura de carbono es el de CCUS . Es sinónimo de C Arbon C Apture, U tilization, y S torage (captura, uso y almacenamiento de carbono). CCUS se utiliza como designador para proyectos que implementan tecnología de captura de carbono. En este momento, hay una serie de proyectos CCUS en progreso a nivel mundial, pero solo hay unos 50 comerciales  actualmente en proceso, ya que la tecnología aún se encuentra en sus primeras fases de desarrollo.  

¿Cómo funciona la tecnología de captura de carbono?

La tecnología de captura de carbono no es tan nueva como podría pensar. Las tecnologías centrales han existido desde hace algún tiempo y se han utilizado como una forma de hacer que la recuperación de petróleo y gas natural sea más eficiente. Para capturar y secuestrar dióxido de carbono, los científicos e ingenieros se han centrado en tres áreas centrales:

1. Atrapa y separa el dióxido de carbono de otros gases
2. Transporte el dióxido de carbono a un lugar de almacenamiento. 
3. Almacene el dióxido de carbono

El proceso de captura y separación es la mayor parte donde ocurre la innovación en la tecnología de captura de carbono. Centrándonos en uno de los casos de uso de la captura de carbono, eliminando el carbono de las emisiones de las centrales eléctricas, el carbono se puede capturar de diferentes formas. Se puede atrapar antes de que se queme el combustible de carbono, después de la combustión o incluso durante la combustión. Las plantas de energía de combustibles fósiles generan calor (para producir vapor y, por lo tanto, convertir generadores) mediante la combustión de combustibles fósiles intensivos en carbono como el carbón, el petróleo o el gas natural.

Un método para la captura de carbono después de la combustión simplemente utiliza un filtro para absorber el dióxido de carbono de los gases residuales. Este filtro contiene un disolvente que se puede calentar después de haber capturado CO2, dejando atrás vapor de CO2 concentrado. Este método es eficaz y puede eliminar hasta el 90 por ciento del dióxido de carbono de algunas fuentes de emisión. Sin embargo, debido a que el resultado final es CO2 gaseoso, este método puede ser costoso, ya que el gas debe comprimirse para su transporte y captura. 

En la captura de carbono antes de la combustión, se utilizan protocolos especiales en la quema de combustibles fósiles que separan las emisiones de gases de carbono antes de la combustión. Los combustibles fósiles se calientan en un ambiente de oxígeno puro, que produce una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno gaseoso. Estos gases residuales luego fluyen a través de un convertidor catalítico, transformándolos químicamente en dióxido de carbono e hidrógeno. Una sustancia química llamada amina se mezcla con esta mezcla de gases, que se une al dióxido de carbono. Esta mezcla de amina-CO2 se hunde hasta el fondo de los tanques mientras que el gas hidrógeno sube a la parte superior, donde luego se expulsa. Una vez eliminado el hidrógeno, la mezcla de amina se calienta, lo que hace que el dióxido de carbono se separe y suba a la parte superior de los tanques para su extracción. 


Cómo encaja la tecnología de captura de carbono en el plan general de reducción de carbono. Fuente :  Pavouk / Wikimedia

Este proceso también recolecta gas hidrógeno, que también es útil para sus propios fines. 
Sin embargo, es muy difícil modernizar las plantas existentes para precombustión, por lo que este método es mucho más factible si el equipo necesario se construye específicamente en el diseño de la planta. Sin embargo, cuando se implementa correctamente, es un método relativamente barato para la captura de carbono y puede filtrar hasta el 90 por ciento de las emisiones de carbono. 

También hay captura de carbono por combustión de oxicombustibleEn este proceso, el combustible fósil se quema en presencia de oxígeno, creando una mezcla de vapor y gas dióxido de carbono. Esta mezcla luego se enfría, lo que hace que el vapor se condense nuevamente en agua mientras que el CO2 permanece gaseoso, lo que permite que se elimine fácilmente.

También existen otras técnicas de captura de carbono que se utilizan fuera de las centrales eléctricas. Por ejemplo, existen filtros de captura de carbono que empujan el aire a través de minerales basálticos que se unen al dióxido de carbono para crear una suspensión de mineral-CO2. La lechada se puede bombear profundamente a la tierra para su almacenamiento. 

También hay filtros de captura directa de carbono en el aire que empujan el aire atmosférico sobre los productos químicos que reaccionan y se unen al CO2. Este sistema tiene la ventaja de poder eliminar el carbono del aire en casi cualquier lugar, no solo en las plantas de combustibles fósiles. En la mayoría de los casos, el carbono capturado resultante se bombea profundamente a la tierra para su almacenamiento, ya que no se necesita nuevamente y el objetivo final es evitar que contamine la atmósfera. 

El bombeo de dióxido de carbono y compuestos que contienen carbono a la tierra trae el carbono a cerrar el círculo. Desde donde alguna vez fue bombeado por compañías de gas natural y petróleo, se quemó hasta convertirlo en gas, y ahora, regresa después de ser capturado por proyectos de CCUS. 

Sin embargo, el dióxido de carbono no siempre se bombea al suelo por toda la eternidad, de hecho, a veces se utiliza para hacer cerveza y patatas fritas. La empresa de chips Walkers se ha asociado con cervecerías británicas para capturar el dióxido de carbono del proceso de fermentación. Luego, este dióxido de carbono se mezcla con desechos de patatas para crear un fertilizante para producir nuevos cultivos de patata, que luego se pueden usar para hacer nuevas astillas. Es un método innovador para hacer un buen uso del carbono y destaca una forma en que las plantas filtran de forma natural el carbono de la atmósfera. 

Junto con otros tipos de proyectos de mitigación de gases de efecto invernadero, existe la esperanza de que los proyectos de captura y almacenamiento de carbono ayuden a hacer que el futuro del clima en el mundo sea un poco más prometedor.

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