La gran pregunta de la geoingeniería: dónde almacenar todo ese carbono.

Si el mundo se pone serio y captura una gran cantidad de dióxido de carbono de la atmósfera, con el fin de desacelerar o incluso revertir el cambio climático. ¿Pero dónde, exactamente, se podrá poner todo ese carbono?

El mundo creo el problema del cambio climático excavando y quemando grandes depósitos de carbono que habían sido enterrados hace muchos millones de años. No es fácil volver a poner a ese genio en la botella, por lo que no funcionará en la atmósfera.

La pregunta es una que ha cautivado tanto a académicos como a la industria mientras buscan soluciones creativas, prácticas y económicas que pueden escalar lo suficiente como para tener un impacto real. Probablemente se necesite una cartera de soluciones en los bosques, en el suelo y en el lecho rocoso muy por debajo de la superficie, pero habrá poco progreso en ninguno de ellos sin más ayuda política, como un precio sobre el carbono.

De Estado sólido

Una solución obvia es convertir el dióxido de carbono en un sólido para que no pueda flotar.

Los árboles son una forma de hacerlo, pero no son una respuesta completa. Reforestación sólo podía contrarrestar el carbono emitido por la histórica deforestación.

La captura de carbono en el suelo podría ayudar y es beneficiosa para todos, reduciendo el CO2 y enriqueciendo el suelo para la agricultura. Pero el truco es evitar que la materia orgánica se descomponga, ya que es masticada por bacterias que «exhalan» el carbono como CO2.

Una gama de prácticas agrícolas puede aumentar el contenido de carbono del suelo, pero una técnica con un potencial particular es algo llamado biochar*. El material de desecho que queda después de la cosecha (que contiene carbono tomado de la atmósfera) se puede convertir en carbón en condiciones de bajo oxígeno. Los gases liberados durante este proceso se pueden quemar como combustibles, pero el carbón que queda es carbón estable.

El paso final es mezclar el biochar en el suelo de la granja, donde podría mantenerse durante siglos. Mejora la calidad del suelo al aumentar la retención de agua y aferrarse a los nutrientes, entre otros aspectos positivos. Y si se emplea en una escala lo suficientemente grande, un estudio estima que el beneficio total compensa hasta el 12 por ciento de nuestras emisiones anuales actuales.

Otra forma de solidificar el CO2 sería presionar el avance rápido en el termostato geológico de la Tierra.

En períodos de tiempo suficientemente largos, de cientos de miles a millones de años, la interacción química entre las rocas atmosféricas y la atmósfera ha moderado la concentración de CO2. Los climas más cálidos (relacionados con un alto nivel de CO2) provocan una erosión más rápida de la roca, convirtiendo parte de ese CO2 atmosférico en forma mineral.

Por el contrario, los climas fríos significan una meteorización lenta, lo que permite que se acumule CO2 atmosférico. Entonces, dado el tiempo suficiente, los climas cálidos se enfriarán y los climas fríos se calentarán.

Este proceso natural es demasiado lento para ayudar durante el próximo siglo o dos, pero podrían acelerarlo artificialmente.

Hipotéticamente, podrían extraer piedras ígneas fácilmente erosionables, aplastarlas y extenderlas sobre grandes áreas. Al exponer una superficie tan grande de la roca, el proceso de meteorización se aceleraría hasta el extremo.

Un estudio calculó que hacer esto podría reducir la concentración de CO2 en hasta 50 a 170 partes por millón para fines de siglo. (Como referencia, la concentración actual es un poco más de 400 partes por millón, pero podría ser cerca de 1,000 partes por millón para el 2100).

Lamentablemente, este escenario sería demasiado caro. Tendrían que extraer más roca ígnea para triturar que la mina de carbón de hoy. Y, obviamente, el aplastamiento y la propagación de toda esa roca sería toda una hazaña logística.

En una escala más pequeña, podrían turboalimentar el desgaste de alguna roca ígnea en su lugar. Así como las compañías de petróleo y gas fracturan rocas que contienen gas natural inyectando agua a presión, podríamos «fracturar» el lecho rocoso ígneo para aumentar un poco la superficie. Después de inyectar agua caliente para calentar la roca a lo largo de esas fracturas nuevas y acelerar el proceso de intemperismo, se podría inyectar CO2 comprimido para que la roca meteorológica pueda consumir .

En otras palabras, en lugar de llevar el lecho de roca (aplastado) al CO2, podríamos llevar el CO2 (comprimido) al lecho de roca. De cualquier forma, convierte el CO2 atmosférico en piedra mucho más rápido de lo que la naturaleza haría por sí misma.

Profundo bajo tierra

El método más convencional y listo para usar para el almacenamiento de carbono es bombearlo a depósitos subterráneos, como la producción de petróleo en marcha inversa. De hecho, ya se han hecho cosas similares durante décadas.

El gas natural se almacena con frecuencia bajo tierra durante el verano para prepararse para la gran demanda de invierno. Después de que el gas natural se produce a partir de campos de gas y se procesa, puede ser bombeado a acuíferos poco profundos o incluso a cavernas creadas por humanos en capas de sal para su fácil recuperación.

Las compañías de petróleo y gas también tienen una amplia experiencia bombeando gases o agua en depósitos de petróleo para revitalizar la producción cuando se ha reducido a un goteo. Eso aumenta la presión al reemplazar el volumen de aceite faltante, lo que hace que las cosas vuelvan a fluir.

Esto se puede hacer con CO2, específicamente, lo que significa que las empresas pagarán por el CO2 capturado que puedan usar. Las empresas han utilizado tradicionalmente el CO2 recogido de los depósitos subterráneos naturales, pero las emisiones de CO2 capturadas se pueden utilizar en su lugar .

Tome la planta de energía de carbón de la presa Boundary Dam de Canadá cerca de la frontera con los Estados Unidos, por ejemplo. En 2014, fue modernizado con un sistema (no exento de problemas ) para capturar CO2 y enviarlo al cercano yacimiento petrolífero Weyburn .

Otro destino subterráneo para el carbono capturado son los acuíferos salinos profundos. El dióxido de carbono comprimido a un estado fluido se inyecta en estas capas permeables de roca. A profundidades superiores a 800 metros, la presión es lo suficientemente alta para mantener el CO2 en este estado comprimido. Todavía es boyante, pero estas capas de roca se eligen porque están cubiertas por una roca impermeable que actúa como una tapa.

Poco a poco, el CO2 comprimido se disuelve en el agua subterránea salina a su alrededor, y eso realmente hace que el agua sea un poco más densa, por lo que se hundirá en lugar de levantarse. Incluso más gradualmente, el CO2 disuelto se puede precipitar como carbonato sólido para un lugar de descanso final. (Para un enfoque híbrido, puede inyectarse en capas de basalto , donde la reacción de meteorización acelerada acelera ese último paso).

El riesgo obvio es que el CO2 que inyecta en el suelo podría volver a filtrarse. Pero la experiencia hasta el momento, y la investigación sobre las bolsas naturales de CO2 que han quedado atrapadas bajo tierra durante millones de años, en realidad es bastante tranquilizadora.

«Durante décadas de inyección en decenas de miles de pozos, la mayoría de las inyecciones funcionan según lo planeado, sin problemas, sin pérdidas», dice Susan Hovorka , investigadora de la Universidad de Texas en Austin. «La mayoría de las fallas están en los pozos y son causadas por errores de ingeniería prevenibles, como dañar una boca de pozo golpeándola con un camión o permitir que la corrosión dañe el pozo o la boca del pozo, o no encontrar y tapar un pozo viejo abierto».

Hovorka explica: «Cuando queremos investigar sobre fugas, no podemos encontrar fugas reales. Las fugas son raras, y si ocurren, se reparan. Los investigadores hacen ‘lanzamientos controlados’ para simular y luego detectar fugas. En general, las técnicas para la detección de fugas son buenas «.

Además de estos procesos, hay una cosa más que ayuda a mantener el CO2 bajo donde lo ponemos.

Donde el CO2 y el agua están presentes, el CO2 queda atrapado en los pequeños espacios abiertos entre los granos de sedimentos por las fuerzas capilares. «Cuando le dan una inyección, la enfermera se asegura de que la aguja no tenga aire, porque si le inyectan aire, podría obstruir el flujo de sangre en sus capilares», dice Hovorka. «Eso es lo que le sucede al CO2: se queda atascado como burbujas desprendidas y no puede moverse».

Almacenamiento de carbono inicial

Entonces, ¿por qué no están haciendo más de esto? «Economía», en primer lugar, dice Howard Herzog del MIT . Y agrega: «Si los aspectos económicos se vuelven favorables y se lanzan muchos proyectos, esperaría algunos desafíos a partir de cuestiones regulatorias y de aceptación pública, similares a otros grandes proyectos de energía».

La economía no es favorable porque pocos lugares imponen costos significativos en la emisión de CO2 a la atmósfera. Con un impuesto al carbono suficiente en el entorno de US $ 50 a $ 100 por tonelada, resulta más económico capturar las emisiones de dióxido de carbono de una planta de energía y almacenarlo de esta manera que contaminar y pagar el impuesto.

Columbia Británica, Canadá, fue uno de los primeros gobiernos en poner un precio al carbono , que actualmente se sitúa en C $ 30 por tonelada. El año pasado, Canadá anunció un plan para tomar los precios del carbono a nivel nacional, aumentando a C $ 50 por tonelada en 2022. Eso podría conducir a más proyectos como la planta de carbón Boundary Dam.

Cualquiera sea la combinación de estrategias que empleen, el objetivo final es detener el crecimiento de los gases de efecto invernadero que calientan el planeta lo antes posible. La trayectoria del cambio climático es un legado que entregamos a nuestro yo y generación futura. Navegar hacia una civilización sana y sostenible incluye la ingeniería de nuevos sistemas de energía, y también podría incluir un poco de geoingeniería .

Fuente:  Scott K. Johnson Periodista de Geociencias @ ArsTechnica , Editor de Ciencia @ClimateFdbk , instructor de Geología @CoconinoCC

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*Biochar es un término que se utiliza para denominar al carbón (generalmente de grano fino), cuando va a aplicarse al suelo, a la tierra. Se produce a través de un proceso llamado pirólisis, que consiste en exponer la biomasa a altas temperaturas en ausencia de oxígeno.

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