¿Qué pasaría si fuera posible absorber todos los contaminantes nocivos del aire para que no sean una molestia? ¿Qué pasaría si también fuera posible convertir estos contaminantes atmosféricos nuevamente en combustibles fósiles, o posiblemente en biocombustibles ecológicos? Por qué, entonces podríamos preocuparnos mucho menos por el smog, las enfermedades respiratorias y los efectos que las altas concentraciones de estos gases tienen en el planeta.
Esta es la base de la captura de carbono, un concepto relativamente nuevo en el que el dióxido de carbono se captura en fuentes puntuales, como fábricas, plantas de gas natural, plantas de combustible, ciudades importantes o cualquier otro lugar donde se sabe que se encuentran grandes concentraciones de CO². . Este CO² puede almacenarse para su uso futuro, convertirse en biocombustibles o simplemente volver a colocarse en la Tierra para que no entre en la atmósfera.
Descripción:
Como muchos otros desarrollos recientes, la captura de carbono es parte de un nuevo conjunto de procedimientos que se conocen colectivamente como geoingeniería. El propósito de estos procedimientos es alterar el clima para contrarrestar los efectos del calentamiento global, generalmente apuntando a uno de los principales gases de efecto invernadero. La tecnología ha existido durante algún tiempo, pero solo en los últimos años se ha propuesto también como un medio para combatir el cambio climático.
Actualmente, la captura de carbono se emplea con mayor frecuencia en plantas que dependen de la quema de combustibles fósiles para generar electricidad. Este proceso se realiza en una de tres formas básicas: postcombustión, precombustión y combustión de oxicombustión. La postcombustión consiste en eliminar el CO2 después de que el combustible fósil se queme y se convierta en un gas de combustión, que consiste en CO2, vapor de agua, dióxidos de azufre y óxido de nitrógeno.
Cuando los gases viajan a través de una chimenea o chimenea, el CO² es capturado por un "filtro" que en realidad consiste en solventes que se utilizan para absorber CO2 y vapor de agua. Esta técnica es efectiva ya que dichos filtros se pueden adaptar a plantas más antiguas, evitando la necesidad de una revisión costosa de la planta de energía.
Beneficios y desafíos:
Hasta ahora, los resultados de estos procesos han sido alentadores, y cuentan con la posibilidad de que se elimine hasta el 90% del CO² de las emisiones (según el tipo de planta y el método utilizado). Sin embargo, existe la preocupación de que algunos de estos procesos aumenten el costo general y el consumo de energía de las centrales eléctricas.
Según el informe de 2005 del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), los costos adicionales varían del 24 al 40% para las centrales eléctricas de carbón, del 11 al 22% para las plantas de gas natural y del 14 al 25% para el ciclo combinado de gasificación a base de carbón sistemas. El consumo de energía adicional también crea más en el camino de las emisiones.
Además, si bien las operaciones de CC son capaces de reducir drásticamente el CO², pueden agregar otros contaminantes al aire. Las cantidades de tipos de contaminantes dependen de la tecnología, y van desde óxidos de amoníaco y nitrógeno (NO y NO²) a óxidos de azufre y óxidos de azufre (SO, SO², SO³, S²O, S²O³, etc.). Sin embargo, los investigadores están desarrollando nuevas técnicas que esperan reduzcan tanto los costos como el consumo y no generen contaminantes adicionales.
Ejemplos:
Un buen ejemplo del proceso de captura de carbono es el proyecto Petro Nova, una central eléctrica a carbón en Texas. Esta planta comenzó a ser mejorada por el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) en 2014 para acomodar la operación de captura de carbono posterior a la combustión más grande del mundo.
El DOE, que consta de filtros que capturarían las emisiones y una infraestructura que lo colocaría de nuevo en la Tierra, estima que esta operación será capaz de capturar 1,4 millones de toneladas de CO2 que previamente habría sido lanzado al aire.
En el caso de la precombustión, el CO² queda atrapado incluso antes de quemar el combustible fósil. Aquí, el carbón, el petróleo o el gas natural se calientan en oxígeno puro, lo que resulta en una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno. Esta mezcla se trata en un convertidor catalítico con vapor, que luego produce más hidrógeno y dióxido de carbono.
Estos gases luego se alimentan a matraces donde se tratan con amina (que se une con el CO² pero no con el hidrógeno); la mezcla luego se calienta, haciendo que el CO² se eleve donde se puede recolectar. En el proceso final (combustión de oxicombustión), el combustible fósil se quema en oxígeno, lo que resulta en una mezcla de gases de vapor y CO². El vapor y el dióxido de carbono se separan enfriando y comprimiendo la corriente de gas, y una vez separados, se elimina el CO2.
Otros esfuerzos para la captura de carbono incluyen la construcción de estructuras urbanas con instalaciones especiales para extraer CO² del aire. Ejemplos de esto incluyen la Torre de Especialidades en la Ciudad de México, un hospital que está rodeado por una fachada de 2500 m² compuesta de Prosolve370e. Diseñada por la firma berlinesa Elegant Embellishments, esta fachada de forma especial es capaz de canalizar el aire a través de sus celosías y se basa en procesos químicos para filtrar el smog.
También se espera que las Phoenix Towers de China, un proyecto planificado para una serie de torres en Wuhan, China (que también será la más alta del mundo), esté equipado con una operación de captura de carbono. Como parte de la visión de los diseñadores de crear un edificio que sea impresionantemente alto y sostenible, estos incluyen recubrimientos especiales en el exterior de las estructuras que extraerán CO² del aire local de la ciudad.
Luego está la idea de "árboles artificiales", presentada por el profesor Klaus Lackner del Departamento de Ingeniería de la Tierra y el Medio Ambiente de la Universidad de Columbia. Consistente en hojas de plástico recubiertas con una resina que contiene carbonatación de sodio, que cuando se combina con dióxido de carbono crea bicarbonato de sodio (también conocido como bicarbonato de sodio), estos "árboles" consumen CO² de la misma manera que los árboles reales.
Una versión rentable de la misma tecnología utilizada para depurar el CO² del aire en submarinos y transbordadores espaciales, las frondas se limpian con agua que, cuando se combina con el bicarbonato de sodio, produce una solución que se puede convertir fácilmente en biocombustible.
En todos los casos, el proceso de captura de carbono se reduce a encontrar formas de eliminar los contaminantes nocivos del aire para reducir la huella de la humanidad. El almacenamiento y la reutilización también entran en la ecuación con la esperanza de dar a los investigadores más tiempo para desarrollar fuentes de energía alternativas.
Hemos escrito muchos artículos interesantes sobre la captura de carbono aquí en la revista Space. Aquí está ¿Qué es el dióxido de carbono ?, ¿Qué causa la contaminación del aire ?, ¿Qué pasa si lo quemamos todo? Vigilancia del calentamiento global: cómo el dióxido de carbono sangra a través de la Tierra, y el mundo necesita alcanzar emisiones de carbono cercanas a cero.
Para obtener más información sobre cómo funciona la captura de carbono, asegúrese de ver este video de la Organización de captura y almacenamiento de carbono:
Si desea obtener más información sobre la Tierra, consulte la Guía de exploración del sistema solar de la NASA en la Tierra. Y aquí hay un enlace al Observatorio de la Tierra de la NASA.
También tenemos episodios de Astronomy Cast sobre el planeta Tierra y el cambio climático. Escucha aquí, Episodio 51: Tierra, Episodio 308: Cambio climático.
Fuentes:
- Wikipedia - Captura y almacenamiento de carbono
- Carbon Capture Storage Association - ¿Qué es CCS?
- Datos ecológicos: captura y almacenamiento de CO²
- Global CCS Institute - ¿Qué es CCS?
