Com es pot capturar el CO2 de l’aire per combatre l’escalfament global?

Este article forma part de la secció The Conversation Júnior, en la qual especialistes de les principals universitats i centres d’investigació responen els dubtes de joves curiosos d’entre 12 i 16 anys. Podeu enviar les vostres preguntes a tcesjunior@theconversation.com

Pregunta formulada per Lía, de 16 anys, del col·legi Medyform, a Benalmàdena (Màlaga)

L’evolució i el progrés de l’ésser humà no poden entendre’s sense una habilitat clau: la d’utilitzar energia que prové de fora del seu propi cos. Al llarg de la història, hi ha hagut dos grans fites relacionades amb aquesta capacitat: el control del foc, fa aproximadament 400.000 anys, i la invenció de la màquina de vapor, fa només uns 250 anys.

Aquest últim avanç va impulsar un desenvolupament econòmic i una millora en la qualitat de vida sense precedents, però també va ser l’inici del canvi climàtic, el repte més gran al qual s’enfronta actualment la humanitat.

Per què es produeix el canvi climàtic?

Fins on sabem, la Terra és un planeta únic a l’univers. Està envoltada per una fina capa de gasos, anomenada atmosfera, que fa possible la vida.

Quan la radiació del Sol arriba al nostre planeta, només una petita fracció assoleix la seua superfície. D’aquesta energia, una part és utilitzada pels organismes que realitzen la fotosíntesi, i una altra és absorbida per la Terra i després alliberada en forma de calor. Aquest calor pot escapar a l’espai o quedar atrapat per certs gasos que es troben en la part baixa de l’atmosfera.

Parlem dels gasos d’efecte hivernacle, i la seua funció és fonamental, ja que en atrapar el calor ajuden a mantenir la temperatura adequada perquè existisca la vida a la Terra. Aquest procés natural s’anomena efecte hivernacle.

Entre els principals gasos d’efecte hivernacle d’origen natural hi ha el vapor d’aigua (H₂O), el diòxid de carboni (CO₂), el metà (CH₄) i l’òxid nitrós (N₂O). A més, hi ha gasos industrials (principalment gasos fluorats) creats per l’ésser humà i que també actuen com a tals. Com més gran és la concentració de tots aquests gasos en l’atmosfera, més calor es reté.

Al llarg de la història de la Terra, variacions naturals en els gasos d’efecte hivernacle han causat períodes d’escalfament i refredament. No obstant això, aquests canvis solien ocórrer durant milers d’anys, influïts per fenòmens naturals com erupcions volcàniques o canvis en la vegetació.

Des de la invenció de la màquina de vapor i l’ús massiu de combustibles fòssils, les activitats humanes han començat a alliberar grans quantitats de gasos d’efecte hivernacle en l’atmosfera, especialment CO₂. I això ha generat un augment constant en la seua concentració.

Greus conseqüències

A mesura que augmenta la temperatura global, també ho fa la quantitat d’energia en l’atmosfera. Això provoca que els fenòmens meteorològics extrems –com sequeres, pluges intenses, onades de calor o huracans– siguen més freqüents i intensos. A més, l’escalfament global altera els corrents oceànics, eleva el nivell del mar i modifica la distribució de moltes espècies al planeta.

En el passat, altres canvis climàtics han tingut un gran impacte sobre la vida a la Terra, arribant fins i tot a provocar extincions massives. A més, grans sequeres han estat relacionades amb moments crítics en la història humana. Per exemple, la quasi extinció de la nostra espècie fa uns 900.000 anys o la caiguda de grans civilitzacions com l’Imperi Romà i algunes cultures precolombines.

El canvi climàtic actual presenta dues diferències importants respecte als anteriors. En primer lloc, la seua acceleració està provocada directament per l’activitat humana. I en segon lloc, durant l’últim període de canvi climàtic, cap a l’edat de gel (fa poc més de 12.000 anys), la Terra estava habitada per menys de 10 milions de persones.

Ara en som més de 8.000 milions. Això significa que el seu impacte sobre la humanitat serà molt més gran que en qualsevol època anterior.

A la caça i captura de CO₂

Una de les primeres accions fonamentals per mitigar el canvi climàtic és reduir les emissions de gasos d’efecte hivernacle, i des dels anys 90 s’han pres nombroses mesures per fer-ho. Però no és suficient: també cal disminuir la concentració d’aquests gasos ja presents en l’atmosfera. Atés que eliminar alguns d’ells és molt difícil des del punt de vista tècnic, els esforços actuals se centren en capturar CO₂.

Existeixen diverses estratègies per aconseguir-ho. Per exemple, la captura en el lloc d’emissió, com en plantes tèrmiques, fàbriques de ciment o instal·lacions industrials, entre altres. També és possible “caçar-los” en l’aire mitjançant diferents tecnologies que extreuen directament CO₂ de l’atmosfera. No obstant això, ambdós mètodes encara són cars i han de superar problemes tecnològics importants.

Una vegada capturat, el CO₂ pot emmagatzemar-se de manera permanent en formacions geològiques profundes, com antics jaciments de gas o petroli, o també injectar-se en aigües oceàniques també profundes.

Una altra possibilitat és utilitzar aquest gas per fabricar productes on romanga atrapat a llarg termini. En aquest sentit, un estudi recent proposa una tècnica innovadora: empresonar-lo en materials de construcció, especialment en ciment i formigó. Aquesta enginyosa tècnica podria arribar a capturar fins a la meitat de les emissions anuals de CO₂ a escala global.

Amb ajuda de la natura

A més de les tecnologies de captura, existeixen les anomenades “solucions basades en la natura”. Aquestes s’inspiren en la fotosíntesi, que permet als organismes captar CO₂ atmosfèric i transformar-lo en matèria orgànica. És important tindre en ment que els combustibles fòssils no són més que CO₂ atmosfèric capturat fa milions d’anys a través d’aquest procés.

Concretament, les solucions basades en la natura aprofiten la capacitat dels ecosistemes naturals per absorbir i conservar carboni durant llargs períodes de temps. Existeixen dos tipus principals: el carboni verd, capturat per ecosistemes terrestres com boscos tropicals, temperats o boreals; i el carboni blau, capturat per ecosistemes marins com manglars, marjals i praderies de plantes marines.

Conservar aquests ecosistemes, expandir-ne les àrees i millorar la seua capacitat d’emmagatzemar carboni (en la seua biomassa i en el sòl) és clau per augmentar l’eliminació de CO₂ de l’atmosfera a llarg termini. A més, aquestes solucions eviten l’emissió d’altres gasos d’efecte hivernacle (principalment metà i òxid nitrós).

I per si no fóra prou, aporten múltiples beneficis directes i indirectes per a l’ésser humà –coneguts com a serveis ecosistèmics–, que inclouen des de la regulació del clima fins al subministrament d’aigua i aliments.

El museu interactiu Parc de les Ciències d’Andalusia i la seua Unitat de Cultura Científica i Innovació col·laboren en la secció The Conversation Júnior.

Fernando G. Brun Murillo, Catedràtic d’Ecologia, Universitat de Cadis

Este article va ser publicat originalment a The Conversation. Llig l’original.

Crónica CT
* ho pots llegir perquè som Creative Commons