Necesitamos hacer algo con respecto a las emisiones de CO2. Además de cambiar a fuentes de energía renovables y aumentar la eficiencia energética, tenemos que comenzar a eliminar parte del CO2 antes de que llegue a la atmósfera. Tal vez los impactos del cambio climático inducido por el hombre sean tan graves que incluso tengamos que capturar CO2 del aire y convertirlo en productos útiles, como materiales plásticos, o ponerlo en un lugar seguro.

Un grupo de científicos de varios países europeos y de los Estados Unidos, incluido yo mismo, se reunieron en el centro, en Islandia, para descubrir cómo CO2 podía guardarse de manera segura, en tierra. En un reciente estudio publicado, demostramos que dos años después de inyectar CO2 bajo tierra en nuestro sitio de prueba piloto en Islandia, casi todo se ha convertido en minerales.

Mineralización

Islandia es un país muy verde; casi toda su electricidad proviene de fuentes renovables, incluidas energía geotérmica. El agua caliente de las rocas debajo de la superficie se convierte en vapor que impulsa una turbina a genera electricidad. Sin embargo, las plantas de energía geotérmica allí emiten CO2 (mucho menos que una central eléctrica de carbón comparable) porque el vapor caliente de los pozos profundos que manejan las turbinas también contiene CO2 y, a veces, sulfuro de hidrógeno (H2S). Esos gases generalmente solo se liberan en el aire.

¿Hay otro lugar donde podamos poner estos gases?

Convencional secuestro de carbón deposita CO2 en acuíferos salinos profundos o en reservorios de petróleo y gas natural agotados. CO2 se bombea a una presión muy alta en estas formaciones y, como ya tenían gases y fluidos durante millones de años en el lugar, la probabilidad de que se escapa CO2 es minúscula, ya que muchos estudios han demostrado.

En un lugar como Islandia, con sus terremotos diarios agrietando las rocas volcánicas (basaltos), este enfoque no funcionaría. El CO2 podría burbujear a través de grietas y filtrarse a la atmósfera.

Sin embargo, el basalto también tiene una gran ventaja: reacciona con CO2 y lo convierte en minerales de carbonato. Estos carbonatos se forman naturalmente y se pueden encontrar como manchas blancas en el basalto. Las reacciones también se han demostrado en experimentos de laboratorio.

Disolver CO2 en agua

Para la primera prueba, utilizamos CO2 puro y lo bombeamos a través de una tubería a un pozo existente que explotó un acuífero que contiene agua dulce a unos 1,700 pies de profundidad. Seis meses después, inyectamos una mezcla de CO2 y sulfuro de hidrógeno conectados desde las turbinas de la planta de energía. A través de una tubería separada también bombeamos agua al pozo.

En el pozo, lanzamos el CO2 a través de un burbujeador, un dispositivo para introducir gases en líquidos similares a una piedra de burbujas en un acuario, en agua. El CO2 se disolvió completamente en un par de minutos en el agua debido a la alta presión en la profundidad. Esa mezcla luego ingresó al acuífero.

También agregamos pequeñas cantidades de trazadores (gases y sustancias disueltas) que nos permiten diferenciar el agua inyectada y CO2 de lo que ya está en el acuífero. El CO2 disuelto en agua fue arrastrado por el agua subterránea que fluía lentamente.

En sentido descendente, habíamos instalado pozos de monitoreo que nos permitieron recolectar muestras para descubrir qué sucedió con el CO2. Inicialmente, vimos venir algunos de los CO2 y trazadores. Sin embargo, después de algunos meses, los trazadores siguieron llegando pero muy poco del CO2 inyectado apareció.

¿A dónde estaba yendo? Nuestra bomba en el pozo de monitoreo dejó de funcionar periódicamente, y cuando lo sacamos a la superficie, notamos que estaba cubierto por cristales blancos. Analizamos los cristales y descubrimos que contenían algunos de los trazadores que habíamos agregado y, lo mejor de todo, ¡resultaban que eran principalmente minerales de carbonato! Habíamos convertido a CO2 en rocas.

El CO2 disuelto en agua había reaccionado con el basalto en el acuífero y más del 95 porcentaje de CO2 se precipitó como minerales de carbonato sólido, y todo sucedió mucho más rápido de lo previsto en menos de dos años.

Esta es la forma más segura de eliminar CO2. Al disolverlo en agua, ya evitamos que el gas CO2 burbujee hacia la superficie a través de grietas en las rocas. Finalmente, lo convertimos en piedra que no se puede mover o disolver en condiciones naturales.

Una desventaja de este enfoque es que el agua debe inyectarse junto con el CO2. Sin embargo, debido a la remoción muy rápida del CO2 del agua en forma mineral, esta agua podría ser bombeada hacia atrás fuera del suelo y reutilizada en el sitio de inyección.

¿Funcionará en otro lado?

El nuestro fue un estudio piloto a pequeña escala, y la pregunta es si estas reacciones continuarían en el futuro o si los poros y las grietas en la piedra de basalto subsuperficial terminarían obstruyéndose y ya no serían capaces de convertir CO2 en carbonato.

Nuestra Islandia planta de energía geotérmica ha aumentado la cantidad de gas inyectado varias veces en los últimos años desde que nuestro experimento comenzó utilizando una ubicación cercana diferente. Aún no se han encontrado obstrucciones, y el plan es inyectar pronto casi todos los gases residuales al basalto. Este proceso también evitará que el gas tóxico y corrosivo sulfuro de hidrógeno ingrese a la atmósfera, que actualmente todavía se puede detectar en niveles bajos cerca de la planta de energía debido a su característico olor a huevo podrido.

Las rocas muy reactivas que se encuentran en Islandia son bastante comunes en la Tierra; aproximadamente 10, porcentaje de los continentes y casi todos los fondos oceánicos están hechos de basalto. Esta tecnología, en otras palabras, no se limita a las emisiones de las plantas de energía geotérmica, sino que también podría usarse para otras fuentes de CO2, como las plantas de energía de combustibles fósiles.

La viabilidad comercial del proceso aún debe establecerse en diferentes lugares. La mineralización de carbono agrega costos a la operación de una central eléctrica, por lo que esto, al igual que cualquier forma de captura de carbono, necesita un incentivo económico para hacerlo factible.

A la gente le gusta vivir cerca de las costas, y muchas plantas de energía se han construido cerca de sus clientes. Tal vez esta tecnología podría usarse para eliminar las emisiones de CO2 en las zonas costeras de las formaciones de basalto cercanas a la costa. Por supuesto, no habría escasez de agua para coinyectar con el CO2.

Si en el futuro nos vemos obligados a reducir los niveles atmosféricos de CO2 porque subestimamos los efectos dañinos del cambio climático, tal vez podríamos usar dispositivos eólicos o solares en una plataforma oceánica para capturar CO2 del aire y luego inyectar el CO2 en formaciones de basalto debajo.

La mineralización de carbono, como se demostró en Islandia, podría ser parte de la solución de nuestro problema de carbono.

Sobre el Autor

Martin Stute, profesor de ciencias ambientales, Universidad de Columbia. Su tema de investigación de tesis en la Universidad de Heidelberg se centró en las nuevas técnicas trazadoras para estudiar la dinámica del flujo del agua subterránea, y el uso del agua subterránea como un archivo de paleoclima.

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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