El Debate de hoy

Hay jinetes de luz en la hora oscura

La vida es posible gracias a la obtención permanente de energía a través de procesos constantes de oxidación. La materia orgánica se va transformando en productos cada vez más oxidados hasta llegar a la forma más oxidada del carbono: el dióxido de carbono (CO₂).

En la Tierra, ha existido un equilibrio adecuado en el cual las plantas absorbían el CO₂ reduciéndolo de nuevo para formar azúcares y otros materiales para la vida. Al tratarse de un gas, parte de él se fue acumulando en la atmósfera. Pero esto era muy positivo porque ayudaba estabilizar la temperatura del planeta, gracias a su capacidad de absorber radiación infrarroja. El CO₂ es triatómico, tres puntos forman un ángulo y eso le da capacidad de torsión, en contra de lo que les sucede a los otros dos gases atmosféricos, el oxígeno y el nitrógeno, que son diatómicos.

La radiación infrarroja que la Tierra emite hacia el exterior, excita los niveles de vibración torsional del CO₂. El gas absorbe, pues, parte de esa energía infrarroja evitando que se pierda. Con ello aumenta la temperatura del planeta y evita cambios drásticos de temperatura entre el día y la noche. Ambas cosas son imprescindibles para mantener la vida.

El ser humano ha alterado el equilibrio al añadir a la combustión natural de la vida, la procedente de la quema de combustibles. La cantidad de CO₂ atmosférico ha pasado de unos 280 partes por millón en el siglo XIX hasta las 420 ppm actuales. Al aumentar el CO₂ hay más retención de la radiación infrarroja y mayor aumento de la temperatura. El CO₂ no es el único responsable del incremento de temperaturas en el planeta pero sí el principal. Parece lógico que la eliminación de parte del CO₂ atmosférico o la limitación de mayores emisiones sea una buena solución para el cambio climático asociado al aumento de las temperaturas.

Tenemos delante una serie de actuaciones: el secuestro sería la captación de CO₂ ya emitido, separándolo de los otros gases del aire. La captación consistiría en atrapar el gas en su punto de emisión, por ejemplo en las chimeneas de las centrales térmicas. Finalmente, una vez recuperado hay que hacer algo con el gas. Aunque la opción más directa es el almacenamiento, como alternativa sería bueno utilizar este compuesto para producir otros productos de interés. Algo así como hacer el papel de las plantas, reintegrando el carbono al ciclo a través de procesos de reducción.

El secuestro del CO₂ puede encargársele, como no, a las plantas. La reforestación, y el aumento de la materia vegetal en zonas urbanas, llegando a la plantación de azoteas y techos de autobuses urbanos, se está implementando en buena parte del mundo.

Para la captación del gas en los puntos de emisión, se están desarrollando materiales mixtos y metal-orgánicos de gran estabilidad, capaces de soportar temperaturas muy altas sobre los que se depositan una capa de compuestos orgánicos capaces de atrapar el CO₂. La idea es situar estos materiales en las chimeneas de industrias y centrales para recoger al menos parte del gas antes de su emisión. La captura del CO₂ tiene que ser reversible y la recuperación del material debe tener un bajo coste energético. Además la selectividad por este gas tiene que ser muy alta, sin que se produzca absorción del nitrógeno o el oxígeno del aire.

El destino principal del gas recuperado es el almacenamiento, con dos posibilidades principales. En primer lugar se puede inyectar en los océanos a grandes profundidades. Allí las condiciones de presión hacen que el CO₂ se encuentre en estado supercrítico, es decir, una forma intermedia entre líquido y gas. El mar es capaz de contener una enorme cantidad de toneladas de este material que resulta muy soluble en agua (se habla de un billón de toneladas), aunque hay dudas de su posible acción negativa sobre la fauna marina. La segunda opción es utilizar bolsas de gas natural y petróleo agotadas y reemplazar los combustibles extraídos por el gas a altas presiones. Esta posibilidad requiere estudios geológicos precisos para evitar escapes e inestabilidad del terreno, que podría derivar en terremotos artificiales. Desde hace décadas hay varios proyectos exitosos en el mar del Norte, en Estados Unidos y en Canadá.

Pero quizá lo más interesante sería utilizarlo como fuente de carbono para obtener, mediante trasformaciones químicas, productos de interés. Se trata de hacer el camino inverso al de la formación del CO₂ , es decir lograr procesos de reducción. Dadas las cantidades en que se pretende trabajar deben ser reacciones con una catálisis extraordinariamente limpia y eficiente, unos requerimientos energéticos mínimos y escasos productos secundarios tóxicos.  Particularmente interesantes son unos catalizadores metálicos recientemente descritos, capaces de trasformar el CO₂ en metanol e incluso en metano, haciendo el camino de vuelta completo a las formas más reducidas de carbono. En general se utiliza el hidrógeno como reductor y también a veces se combina la catálisis metálica con la luz. Tanto el metano como el metanol son excelentes combustibles.

En los próximos años asistiremos a un extraordinario impulso en la investigación de  nuevas formas de reducir la cantidad de gas de efecto invernadero en la atmósfera, que deben combinarse con formas de disminución de las emisiones.