Últimos avances buscan atrapar los gases de efecto invernadero y disminuir el calentamiento
mar 2020
Todas las alarmas han sonado. El proceso de deterioro de la salud del Planeta es agudo y la conciencia de su gravedad gana espacio cada día en todos los rincones de la Tierra. Mientras caminamos hacia un mundo cada vez más empático, que reconoce que ésta es “nuestra casa común” y no hay ningún otro lugar al que podamos escapar, hay sectores que se “atrincheran” en el modelo económico que nos ha traído hasta aquí.
Pero en la batalla contra el cambio climático, miles de científicos y expertos en todo el mundo, aportan creatividad y conocimientos para superar la grave situación. Algunos de los avances que se están generando son extraordinarios y alientan la esperanza.
Además se expande la conciencia de que no basta solo con reducir las emisiones. Es necesario ir más allá: revertir el daño ya hecho, asumir “la extraordinaria responsabilidad de curar la Tierra”, como señala Jeremy Rifkin.
Los últimos avances tecnológicos contra el calentamiento global van en ese camino. El planteo no es solo limitar las emisiones. Se trata de detener y corregir activamente los efectos que ya padecemos: variaciones bruscas de temperaturas, inundaciones, sequías, lluvias torrenciales, pérdida de cosechas… (Ver “El cambio climático pone en riesgo alimentos básicos”, Mas Azul n° 4, enero 2020)
Una buena parte de los avances tecnológicos sobre los que se está trabajando para enfrentar el calentamiento global, están centrados en atrapar el dióxido de carbono que ya contamina nuestra atmósfera.
A la caza del CO2
El nuevo rumbo de las investigaciones y desarrollos pone el foco en limpiar activamente los gases de invernadero (GEI) que ya se han acumulado. Si logramos atrapar el dióxido de carbono –principal gas productor del efecto invernadero– que se ha acumulado en la atmósfera y lo reducimos, estaremos revirtiendo el calentamiento global. Es, por tanto, imperioso desarrollar esas tecnologías de captura y limpieza.
En esa dirección hay avances significativos. Pero se trata de procesos complejos, difíciles de conseguir y carentes en general, del financiamiento necesario. Por eso son pocas las empresas pioneras que se atreven a aventurarse en ese campo.
Los esfuerzos van en varias direcciones. Desde transformar el CO2 en combustible, almacenarlo en materiales de construcción o fijarlo a través de nuevos bosques. (Ver “Reforestar: un arma para combatir el cambio climático”, Mas Azul n° 2, nov. 2019)
Se han realizado, por ejemplo, importantes avances tecnológicos para capturar el dióxido de carbono de la atmósfera, y lograr almacenarlo bajo tierra, transformado en roca.
Con el aumento de los niveles de concentración de CO2 en la atmósfera y el calentamiento global, los investigadores están cada vez más enfocados en encontrar soluciones para la “captura y almacenamiento de carbono”. Inicialmente se probó inyectar CO2 puro en arenisca o en profundos acuíferos salados. También se experimentó con pozos de petróleo o gas en desuso; sitios de rocas impermeables que mantienen dióxido de carbono en el subsuelo, etc. Pero los métodos eran inseguros por el temor de que el dióxido de carbono encontrara después de un tiempo, un escape para regresar a la atmósfera.
Fue entonces cuando surgió el proyecto Carbfix en Islandia. El experimento consistió en bombear CO2 con agua a la piedra volcánica subterránea para crear piedra caliza. La reacción con el basalto que se encuentra a cientos de metros de la superficie terrestre hace que el dióxido de carbono se convierta en un calcáreo sólido, estable e inmóvil.
Los investigadores publicaron en la revista Science en 2016, sus conclusiones: no solo el CO2 se había convertido en piedra caliza y no se había filtrado a la superficie sino que lo sorprendente es que la conversión se había realizado en pocos meses.
Juerg Matter, de la Universidad de Southampton (Reino Unido) que dirigió el estudio, fue uno de los sorprendidos: “De nuestras 220 toneladas de CO2 inyectado, el 95% quedó convertido en piedra caliza en menos de dos años. Fue una gran sorpresa para todos los científicos que estuvimos involucrados en el proyecto. Pensamos ¡guau! esto es verdaderamente rápido”, confesó en un reportaje a la BBC.
Y no existen limitaciones de basalto ya que en todos los continentes se puede encontrarlo y además toda la costra oceánica, debajo del suelo marino, es de roca basáltica, como recuerda Matter.
Las expectativas generadas desde entonces han sido enormes. Martin Stute, del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia (EEUU) y coequiper de Matter lo explica: “Esto significa que podemos bombear grandes cantidades de CO2 y almacenarlo de una forma muy segura en un corto período de tiempo”.
Algunos desarrollos siguieron el mismo camino pero buscando darle una utilidad mayor, para permitir reducir los costes de limpiar la atmósfera y atraer más inversiones hacia ese campo.
Climeworks es una empresa fundada por Christoph Gebald y Jan Wurzbacher como spin-off de ETH Zurich, en noviembre de 2009. Ha desarrollado una tecnología que permite que sus plantas capturen carbono atmosférico directamente del aire a través de un filtro, hecho de granulados porosos modificados con aminas. El CO2 que está en el aire queda unido químicamente al filtro. Y una vez que éste está saturado de dióxido de carbono, se calienta a alrededor de 100°C (usando principalmente calor de baja calidad o residual.
Esa temperatura permite liberarlo del filtro y recogerlo como gas concentrado de CO2 para suministrar a los clientes para fertilizantes, combustibles o para tecnologías de emisiones negativas. El aire, libre ya de CO2 se devuelve a la atmósfera y el ciclo está listo para comenzar de nuevo ya que es continuo. El filtro se reutiliza muchas veces y dura varios miles de ciclos. La innovadora tecnología no requiere una fuente de agua, ya que el filtro en realidad elimina la humedad del aire, por lo que las plantas generan su propio suministro de agua dulce.
El costo actual del desarrollo de la captura directa de aire probablemente requerirá una inversión gubernamental a largo plazo en incentivos. Existen proyectos europeos que lo contemplan.
Global Thermostat o Carbon Engineering son otras empresas que también avanzan con tecnologías para convertir el gas atrapado en diversos productos neutros en cuanto a emisiones.
La primera es una nueva empresa con sede en Nueva York, que utiliza esponjas de carbono para absorber el dióxido de carbono directamente de la atmósfera, las chimeneas o ambos. Está construyendo su primera planta de captura de carbono directa a escala comercial en Huntsville (Alabama). Su cofundadora Graciela Chichilnisky, anticipó que cuando la planta esté en funcionamiento, “absorberá hasta un millón de toneladas de CO2 por año o más”, directamente del aire. Carbon Engineering, con sede en Columbia Británica y en la que tiene participación Bill Gates, también está empeñada en abrir plantas comerciales para extraer grandes volúmenes de CO2 del aire.
Según el Centro para el Clima y las Soluciones de Energía, 21 proyectos de captura de carbono ya están operando a escala comercial en todo el mundo, y otros 22 más están en desarrollo.
Bacterias que comen CO2
Hay en curso otro extraordinario avance, liderado por el profesor Ron Milo, del laboratorio de investigación de plantas y ciencias ambientales en el Instituto Weizmann de Ciencias de Israel.
Se trata de bacterias que comen dióxido de carbono y que podrían ayudar a salvar el planeta. Cultivados en Israel, los microorganismos pueden generar combustible neto cero, producir alimentos alternativos y crear tecnologías ecológicas para combatir el cambio climático. El equipo de Milo trabajó casi una década usando ingeniería genética, para crear una bacteria E. coli que come CO2.
El proceso fue largo y difícil. En la primera fase, se identificaron los genes que las plantas usan para el proceso de fijación de carbono o sea, cómo tomaban carbono del CO2 y lo convertían en proteínas, ADN y otras moléculas biológicas. E insertaron un gen que permite a las bacterias obtener energía del formiato, una sustancia altamente disponible que se puede producir de forma directa con electricidad verde y aire.
El siguiente paso fue apasionante: cuando las bacterias cultivadas tuvieron la mecánica genética necesaria, se requería “convencerlas” de que cambiaran su alimento normal (azúcar) por CO2. Junto con el azúcar (para evitar que murieran de hambre) se les suministraron grandes cantidades de CO2 y formiato durante varias generaciones. Tras un año, se les eliminó el azúcar y las bacterias ya vivían y se multiplicaban en un ambiente de CO2 puro.
Milo explica: “Nuestros descubrimientos son muy importantes de cara a nuestro objetivo de aplicaciones científicas eficientes y ecológicas”, en especial para abordar el cambio climático.
El avance logrado, según los expertos, podría servir como base, en un futuro cercano, para aumentar la producción de alimentos sin la actual y enorme cantidad de tierras que hoy se necesitan para producirlos. Y ser útil en la producción de proteínas alternativas, un objetivo importante en la industria de la tecnología alimenticia. Por ejemplo, para generar alimento para el ganado. Asimismo permitiría producir etanol, butanol y combustibles menos densos, para reemplazar los combustibles fósiles.
Construir con CO2?
Pero uno de los avances tecnológicos más innovadores, atractivos y promisorios es el realizado por Blue Planet, una empresa californiana, cuya tecnología logra capturar CO2 de la atmósfera… y convertirlo en edificios!!!
Brent Constantz, fundador, científico jefe y CEO de Blue Planet, en el XIV° Green Building Festival en octubre pasado en Canadá, predijo que la industria de la construcción “probablemente tiene la palanca más grande para detener el cambio climático a través de la restauración del balance de carbono del mundo”.
Para Constantz, el concreto –el material de construcción más utilizado en el planeta– puede resultar la llave de la solución: “El concreto tiene la mayor capacidad para secuestrar más dióxido de carbono que cualquier otra vía disponible…”.
Cada año, el mundo usa aproximadamente 4.000 millones tns. de hormigón, el material de construcción más usado del mundo. El cemento que lo compone emite una enorme cantidad de CO2 en su producción. El cemento es responsable de casi el 8% de las emisiones anuales mundiales y si fuera un país, sería el tercer contaminador del Planeta.
Su producción requiere un uso intensivo de combustibles fósiles para calentar el horno a 2.000°. Una tonelada de cemento fabricado emite otra tonelada de CO2 y es el principal contribuyente a la huella de carbono del hormigón.
El planteo de Brent Constantz y sus datos resultan apasionantes. Se liberan unas 55 gigatoneladas de carbono anuales, como resultado de la extracción de rocas en todo el mundo para la construcción, en comparación con las 9 gigatoneladas de carbono liberadas por la quema de combustibles fósiles.
Las plantas con la tecnología de Blue Planet producen piedra caliza y arena sintéticas, lo que elimina la necesidad de piedra caliza extraída –una fuente importante de emisiones– al combinar CO2 capturado y hormigón reciclado a través de un proceso de mineralización de carbono.
Constantz señaló que los mejores esfuerzos del mundo en los últimos 40 años solo han logrado secuestrar alrededor de 30 millones de toneladas de CO2, una pequeña porción de los aproximadamente 750.000 millones de toneladas en la atmósfera.
Como se sabe China ha desarrollado en los últimos años, un programa intensivo de infraestructuras por el cual ha vertido más concreto que EEUU en un siglo. “Esa enorme contribución a las emisiones globales de CO2 –sostiene Constantz– podría haberse evitado con esta nueva tecnología… Un metro cúbico típico de concreto contiene aproximadamente 200 kgs. de cemento Portland, lo que significa que tiene una huella de carbono de aproximadamente 200 kgs. Si la arena y la grava se reemplazan con piedra caliza sintética, la huella cae a 1.000 kilogramos negativos”.
La planta que Blue Planet está construyendo en San Francisco fabricará agregado de piedra caliza sintética con el potencial de eliminar unos 11 millones de toneladas de CO2 al año:“Si se replica solo esta pequeña planta a nivel mundial en 5.000 ciudades, podríamos estar extrayendo 55.000 millones de tns. de CO2”.
Constantz cree que su enfoque innovador para el secuestro de carbono “tiene que propagarse en todo el mundo…Tenemos miles de refinerías, plantas de cemento, plantas de energía para capturar ese CO2”.
Blue Planet utiliza además hormigón retornado y demolido como fuente de calcio: “La capacidad de reutilizar toda la arena y grava del concreto demolido, en lugar de abrir nuevas canteras, es un beneficio secundario”, pero uno significativo ya que existe una escasez global de agregados y arena”.
Se trata de una potente alternativa para quitar CO2 de la atmósfera y almacenarlo, literalmente, en los edificios que se construyan.
Los avances tecnológicos centrados en reducir el carbono que hay en la atmósfera presentan un desafío: hay que desplegarlos a gran escala para que tengan un efecto considerable. Es difícil, pero se está avanzando, para resolver uno de los mayores problemas ambientales.
El revolucionario proceso de Blue Planet ya ha sumado inversores como Leonardo DiCaprio y despertado el interés de universidades y científicos de primer nivel. Uno de ellos es Hal Kamine , CEO y fundador de KDC, que se ha asociado a Blue Planet: “La tecnología de Blue Planet tiene la capacidad de ayudar a revertir el cambio climático a nivel global.Mientras crea un sistema de circuito cerrado y simultáneamente secuestra el CO2 de las plantas de energía para siempre. Es una victoria en todos los niveles, y creemos que esto se convertirá en un negocio global sustancial. No hay razón para que cada edificio, puente, carretera ahora no deba ser carbono negativo, ya que podemos vender estos materiales en el mercado al precio actual. ¡Esto se adapta a todos los sistemas existentes de una manera económica y sostenible!”
Reforestar
También se está avanzando rápidamente en un camino esforzado y audaz: reforestar, curar el Planeta con nuevos bosques. Como hemos venido insistiendo desde Más Azul, los avances en esta alternativa 100% natural parece constituir una de las mejores tecnologías contra el cambio climático y para reducir las emisiones, si se realiza atendiendo las consideraciones que los científicos hacen en relación al tipo de especie a introducir y el cuidado del impacto sobre los ecosistemas a intervenir.