Secuestrar el CO2 en agua; investigación en curso, en Argentina

La concentración en la atmósfera de dióxido de carbono (CO2), uno de los principales gases de efecto invernadero, aumenta la temperatura global del planeta. En su mayoría, las emisiones de este gas provienen de la quema de combustibles fósiles en procesos industriales, domésticos y en transporte. Reducir o estabilizar la concentración de CO2 en la atmósfera es el propósito de varios grupos de científicos radicados a lo largo y ancho del mundo.

Todavía en etapa experimental y con opiniones a favor y en contra, el secuestro geológico de CO2 permitiría capturar el gas generado en usinas eléctricas y fuentes industriales e inyectarlo en acuíferos salinos profundos. Tradicionalmente la técnica del secuestro geológico reside en el almacenamiento de dióxido de carbono bajo tierra, por lo general en fallas o antiguos yacimientos de gas y petróleo para aislarlo de la atmósfera por largos períodos.

El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) de Naciones Unidas, considera a la captación y el almacenamiento de CO2 como una de las opciones de una cartera de medidas de mitigación, que incluye otras alternativas como la mejora de la eficiencia energética o el desarrollo de fuentes de energía renovables.

Cómo interactuaría el CO2 en estado gaseoso con el agua que se encuentra en los acuíferos salinos es la pregunta que se hacen los integrantes de un equipo de investigadores interdisciplinario del Instituto de Ciencias de la Universidad y de la Facultad de Ingeniería de la UBA. Para averiguarlo comenzaron por armar una celda hermética, similar a una pecera muy finita de sólo un milímetro de espesor. En la parte inferior pusieron agua -las primeras experiencias se hicieron con agua dulce- y en la parte superior inyectaron el dióxido de carbono en estado gaseoso.

¿Qué sucedió? “Cuando los dos fluidos comenzaron a interactuar el gas se disolvió en el agua formando en la interfase una solución que es más densa que el agua pura, entonces como esta solución de agua y CO2 es más pesada, tiende a ir para abajo”, explica a Argentina Investiga el físico Claudio El Hasi, del Instituto Ciencias.

Esta inestabilidad hidrodinámica, cómo se denomina al fenómeno en el mundo de la física, se genera cuando dos fluidos de distintas densidades se juntan, siempre que el más denso se encuentre sobre el menos denso. “Es lo que ocurre con el agua y el aceite. Si depositamos una capa de aceite sobre el agua, flota; pero si ponemos agua sobre el aceite el agua se hunde”, ejemplifica El Hasi.

El nuevo fluido que nació de la interacción entre el agua y el CO2 es más denso y, por consecuencia, tiende a ir hacia abajo. Se crea entonces un chorreado, similar a la forma de los dedos de la mano, que permite ampliar la superficie del contacto y, por lo tanto, acelerar la disolución del gas de efecto invernadero.

“Se necesita tener el dióxido de carbono secuestrado en algún lado y disolviéndolo en agua nos aseguramos de que tienda a permanecer en ese estado. La idea es tratar de disolver la máxima cantidad de CO2”, resume Anita Zalts, química y coordinadora del Área de Química del Instituto de Ciencias y agrega: “A diferencia de otros casos, aquí la inestabilidad hidrodinámica es deseable porque facilita el proceso de disolución, que es muy lento. En secuestros geológicos este proceso se piensa en cientos de años”.

Como resultado de las investigaciones, los científicos observaron que el incremento en la presión de inyección del gas facilita su ingreso en la fase acuosa -su disolución en agua-, y aumenta la inestabilidad, es decir que se desarrolla con mayor rapidez. “En ese sentido, este efecto sería bueno para facilitar el secuestro geológico del CO2, al acelerar su disolución en aguas subterráneas”, subraya El Hasi.

El próximo paso del equipo es realizar la misma experiencia pero en este caso con agua salada, que es la que se encuentra en los acuíferos, y así poder ajustar los resultados a las condiciones complejas existentes en la naturaleza. Además esperan implementar nuevas técnicas para observar las inestabilidades generadas dentro de la celda, que evolucionó en un sistema experimental que incluye una cámara de fotos, una pc y un sistema de llenado/vaciado. Como el agua y el CO2 son fluidos incoloros, para ver las inestabilidades se utilizaron indicadores de color, pero en algunos casos los científicos encontraron que este indicador afectaba el resultado del experimento.

Las experiencias en marcha

A lo largo y ancho del mundo hay varios proyectos de almacenamiento de CO2 en funcionamiento, algunos de ellos en Noruega, Canadá, Argelia y EEUU. Según un informe del IPCC, con esta tecnología y dadas las limitaciones técnicas, se podría captar entre el 20% y el 40% de las emisiones mundiales procedentes de combustibles fósiles.

En relación a los proyectos en marcha, Zalts destaca que también es importante tener normativas y regulaciones adecuadas que acompañen estas nuevas tecnologías. “Se está implementando lo científico, lo académico y lo tecnológico porque los cambios se están produciendo a una velocidad muy grande y el CO2 realmente está aumentando en la atmósfera -enfatiza Zalts-. Pero es importante ser muy cuidadosos para que la tecnología no sea desacreditada. Cada contribución que uno pueda hacer para mejorar, para dar información y para que esto funcione de la mejor manera posible es significativa”.