Científicos buscan cómo extraer dióxido de carbono del aire.

Naciones de todo el mundo han acordado limitar las emisiones de dióxido de carbono con la esperanza de evitar que el calentamiento global sobrepase los dos grados Celsius para el 2100. Pero los países no lograrán alcanzar sus metas a la velocidad que van. Para limitar el calentamiento, las naciones también necesitarán remover físicamente el carbono de la atmósfera. Y para hacer eso, tendrán que desplegar la “tecnología de emisiones negativas” — unas técnicas que depuran el CO2 del aire.

¿Pueden estas técnicas, tales como cubrir las tierras de cultivo con sílice triturada, funcionar? Los investigadores reconocen que todavía tienen que inventar una tecnología verdaderamente rentable, escalable y sostenible que pueda eliminar la cantidad necesaria de dióxido de carbono, pero sostienen que el mundo debe seguir examinando las opciones.

“Las tecnologías de emisiones negativas entran en juego debido a que las matemáticas [sobre el cambio climático] son muy intensas e implacables”, dijo Katharine Mach, científica sénior de la Universidad de Stanford. La semana pasada, en la conferencia de la Unión Americana de Geofísica en San Francisco (AGU, por sus siglas en inglés), los investigadores presentaron varias estrategias interesantes de emisiones negativas, al igual que sus desventajas.

Mejorar la meteorización con la agricultura

La superficie de la Tierra elimina naturalmente el dióxido de carbono de la atmósfera a través de la descomposición química de las rocas, pero el fenómeno ocurre muy lentamente. Los científicos han propuesto acelerar este proceso —que se llama “meteorización”— con la intervención del hombre. En la conferencia AGU, David Beerling, director del Centro Leverhulme para la Mitigación del Cambio Climático, explicó una técnica agrícola que podría acelerar la meteorización y, teóricamente, beneficiar a los cultivos también.

En este método, los agricultores aplicarían a sus tierras rocas de silicato finamente trituradas. Las raíces de los cultivos y los hongos en el suelo acelerarían la descomposición química y física de las rocas de silicato y, al mismo tiempo, el dióxido de carbono sería arrastrado desde el aire hacia el suelo debido a una reacción química que ocurre como parte del proceso de meteorización. Moler las rocas de silicato y reducirlas a pequeñas bolitas o granos de arena aceleraría la meteorización natural, ya que aumenta la cantidad de superficie de roca disponible para reaccionar.

Además de la captura de dióxido de carbono, las rocas erosionadas liberarían nutrientes valiosos como el fósforo y el potasio en el suelo, lo que ayudaría a los cultivos a crecer. Las rocas también proporcionarían plantas con sílice, lo que, según Beerling, podría ayudarlas a construir células más fuertes para defenderse mejor de las plagas. “Se podría reducir el uso de fertilizantes y pesticidas, lo que reduciría el costo para los agricultores también”, explica. La meteorización mejorada también puede ayudar con la acidificación del océano, de acuerdo con Beerling. Parte del dióxido de carbono capturado permanecería en el suelo, pero otra gran parte de él sería liberado en el océano como un compuesto llamado bicarbonato. El bicarbonato es una base, lo que significa que podría equilibrar los, cada vez más ácidos, océanos.

Sin embargo, esta técnica tiene grandes inconvenientes. Los investigadores son escépticos del método porque costaría mucho moler y transportar rocas, y ambos pasos requerirían mucha energía, que podría generar más emisiones. También hay posibles impactos en el ecosistema a considerar.

“Estoy preocupado por la perturbación [ambiental]", dice Rob Jackson, profesor de ciencias de la tierra en Stanford.

“Esto sería esencialmente una operación de minería masiva”. Sin embargo, a Jackson le gustan los beneficios potenciales —como fertilizar suelos— además de eliminar el dióxido de carbono.

Captura de carbono con energía térmica del océano

Una técnica diferente de emisiones negativas se aprovecharía de las grandes diferencias de temperatura del océano: la conversión de energía térmica del océano. En este enfoque, el agua fría es bombeada desde la profundidad del océano hasta la superficie más caliente, la diferencia de temperatura se utiliza para generar electricidad. Los investigadores ya han demostrado la técnica a pequeña escala. Ahora, Greg Rau, de la Universidad de California en Santa Cruz, quiere combinarlo junto con una reacción química que absorbe el dióxido de carbono del aire en la superficie del océano y genera hidrógeno al mismo tiempo. La reacción sería útil de varias maneras: capturaría el CO2 y convertiría la electricidad generada térmicamente en una forma de energía —hidrógeno— que podría ser transportada por un tanquero a tierra desde el mar. Y al igual que el método de meteorización mejorada, este enfoque convertiría el CO2 en bicarbonato que podría penetrar en el océano, ayudando a contrarrestar la acidificación. Rau también ha propuesto modificar el sistema de energía térmica del océano para evitar cualquier liberación de CO2 que pudiese ocurrir cuando el agua del océano profundo es bombeada a la superficie.

Hasta ahora, Rau solo ha demostrado su proceso en el laboratorio. “Su idea está en las etapas conceptuales”, dice Chris Field, director fundador del Departamento de Ecología Global del Carnegie Institution en Stanford. “Tiene el potencial de ser algo, pero en este momento es una solución muy específica”.

Bio-energía con captura y almacenamiento de carbono

Una de las tecnologías de emisiones negativas más desarrolladas se conoce como bio-energía con captura y almacenamiento de carbono, o BECCS, por sus siglas en inglés. El proceso implica el crecimiento de árboles y plantas como el pasto varilla que absorben el dióxido de carbono a medida que crecen, quemándolos para obtener energía en las centrales eléctricas y luego capturando y almacenando el dióxido de carbono liberado durante la quema. La captura y el almacenamiento se harían poniendo un filtro en la chimenea, comprimiendo el CO2, y luego inyectándolo bajo tierra. BECCS genera energía y elimina el carbono del aire, lo que suena interesante.

Pero los científicos dicen que el BECCS ocuparía una cantidad masiva de terreno. Según una estimación, el BECCS requeriría alrededor de un tercio de la tierra cultivable del mundo con el fin de capturar suficiente dióxido de carbono para evitar que la temperatura suba por encima de dos grados. “Soy escéptico de que se pueda llegar a la escala necesaria, porque se requiere una gran cantidad de terreno para mantenerse a la altura de las emisiones humanas, en un mundo donde se tiene que alimentar a más gente que nunca”, dice Klaus Lackner, director del Centro de Emisiones de Carbono Negativas de la Universidad Estatal de Arizona. Además, a algunos les preocupa que el BECCS no sea tan efectivo como parece, consideran que si se toman en cuenta factores como los cambios en el uso de la tierra que resultan del proceso, el BECCS podría no reducir las emisiones tanto como la gente piensa. Por ejemplo, si las personas cortan una selva tropical para quemar la madera para el BECCS, generarían más emisiones, al menos en el corto plazo. O si el BECCS se apropia de tierras previamente utilizadas para propósitos como la agricultura, podría empujar a la gente a deforestar otras tierras para sus necesidades. Además, almacenar el carbono creado por la quema de biomasa requiere mucha energía, lo que cuesta dinero y puede generar más emisiones.

Existen otras estrategias de emisiones negativas —las principales son las que han recibido más atención, como la captura directa de CO2 desde el aire con grandes paneles recubiertos con químicos y la restauración de bosques para que más árboles puedan absorber más CO2. También hay ideas menos conocidas, como el uso de madera para construir hogares y oficinas, de modo que el dióxido de carbono esté encerrado en las paredes de los edificios. Sin embargo, ninguna de las tecnologías hasta ahora ha demostrado ser viable y rentable en la escala que se necesita.

Los expertos dicen que más dinero e investigación deben ir hacia la búsqueda de una amplia gama de tecnologías y en determinar las mejores opciones — y dicen que el trabajo tiene que empezar a suceder ahora–. Chris Field dijo en su conferencia en AGU que si el mundo quiere usar las tecnologías de emisiones negativas para reducir significativamente las emisiones de carbono hacia la última parte de este siglo, estas deben empezar a ser implementadas en 2020 o 2030. “Las tecnologías, a excepción de los bosques en crecimiento, están en las primeras etapas del desarrollo”, explica Field. “Si estas tecnologías van a marcar la diferencia, van a tener que pasar de esencialmente nada, como ahora, a una escala masiva en décadas”.