Investigadores lograron acelerar un proceso natural que normalmente tarda miles de años, creando una “máquina” de laboratorio para capturar dióxido de carbono. El sistema ya funciona, pero actualmente captura solo una parte del CO₂, dejando un amplio margen -y una hoja de ruta clara- para futuras mejoras de ingeniería hacia una tecnología práctica de captura de carbono basada en la naturaleza.
¿Y si fuera posible tomar un proceso geológico muy lento, que en la naturaleza lleva miles de años, y acelerarlo para que ocurra en cuestión de horas, con el fin de frenar el calentamiento global?
Eso es exactamente lo que hicieron Noga Moran, el Dr. Yonaton Goldsmith, de la Universidad Hebrea de Jerusalem, y el Dr. Eyal Wargaft, de la Universidad Abierta de Israel, en un nuevo estudio publicado en Environmental Science & Technology, una prestigiosa revista de la American Chemical Society.
El aumento del dióxido de carbono (CO₂) en la atmósfera causa calentamiento global y cambio climático. El nuevo estudio propone un método para evitar la liberación de CO₂ de las plantas de energía, lo que podría ayudar a reducir el calentamiento.
Breve contexto: ¿Qué ocurre en la naturaleza?
En la naturaleza, el dióxido de carbono se disuelve en el agua de lluvia formando una solución ligeramente ácida. Esta agua se filtra a través de rocas de piedra caliza y dolomita, reacciona con ellas y forma iones de bicarbonato, una forma disuelta de carbono que es transportada por los ríos hacia los océanos.
Este proceso es uno de los mecanismos principales mediante los cuales la Tierra elimina CO₂ de la atmósfera. Sin embargo, ocurre a un ritmo muy lento y está limitado por la disponibilidad de agua, dióxido de carbono y superficie de roca. Por sí solo, es demasiado lento para reducir de manera significativa el calentamiento global.
El estudio actual investiga cómo este proceso puede acelerarse de forma controlada dentro de un reactor que imita las condiciones naturales.
¿Qué descubrieron los investigadores?
En este estudio, los investigadores construyeron un reactor alto y transparente lleno de piedra caliza y dolomita, e hicieron fluir agua de mar y dióxido de carbono a través de él.
De esta manera lograron “comprimir” un proceso natural muy lento -la meteorización de carbonatos- en un experimento controlado.
El estudio demuestra cómo este proceso puede funcionar eficazmente dentro de un reactor. Entre otras cosas, los investigadores:
- Identificaron una proporción óptima entre CO₂ y agua de mar que permite usar el dióxido de carbono con mayor eficiencia.
- Descubrieron que un reciclaje suave del gas mejora la reacción, mientras que una recirculación excesiva reduce la eficiencia.
- Mostraron que el tamaño del grano importa: los granos más pequeños disuelven más carbono, mientras que los más grandes permiten vías de flujo más suaves que aceleran la reacción.
- Demostraron que la dolomita podría ser una mejor roca para la captura de carbono, ya que no produce precipitados secundarios que puedan liberar carbono nuevamente a la atmósfera.
- Midieron la eficiencia total del sistema: actualmente solo alrededor del 20% del CO₂ introducido se convierte en carbono disuelto, lo que sugiere que mejoras de ingeniería podrían aumentar significativamente su rendimiento.
En conjunto, estos hallazgos trazan las condiciones prácticas bajo las cuales un proceso natural de captura de carbono puede replicarse en el laboratorio y convertirse en la base para futuros sistemas que reduzcan emisiones en plantas de energía e industrias.
“El objetivo era entender qué está ocurriendo realmente cuando las rocas carbonatadas se encuentran con altos niveles de CO₂. Una vez que identificamos las condiciones que permiten que el proceso funcione eficientemente, pudimos ver cómo algo natural y lento se vuelve un proceso controlado que puede medirse y ajustarse”, explica Noga Moran.
El estudio está dedicado a la memoria del Dr. Eyal Wargaft, iniciador de la investigación y docente de la Universidad Abierta, quien falleció de cáncer durante el desarrollo del estudio.
“Eyal era un científico brillante y un gran maestro”, afirma Moran. “Creía que la ciencia era parte de la solución a la crisis climática, y este trabajo lleva su huella en cada etapa”.
El artículo de investigación titulado “Maximizing Carbonate Weathering Rates in an Open-System Benchtop Reactor as a Means of CO2 Capture”, ya está disponible en Environmental Science & Technology.
Investigadores:
Yonaton Goldsmith, Noga Moran y Eyal Wargaft.
Instituciones:
1) Universidad Hebrea de Jerusalem.
2) Universidad Abierta de Israel.
