Bicarbonato en cápsulas para acabar con el CO2

Investigadores prueban pastillas de bicarbonato para neutralizar el dióxido de carbono de las centrales térmicas de producción eléctrica.

El mismo bicarbonato de sodio que se utiliza en casa para que las magdalenas o el bizcocho queden bien esponjosos podría ayudar a acabar con las emisiones de CO2. Al menos es lo que afirma un grupo mixto de investigadores del Laboratorio Nacional americano Lawrence Livermore, en colaboración con colegas de la Universidad de Harvard y de la Universidad de Illinois. Lo que proponen son unas pequeñas cápsulas con una cubierta hechas de polímeros altamente permeable y un fluido de carbonato de sodio (principal ingrediente del bicarbonato de sodio) en su interior.

Dicho líquido reacciona con el CO2, que a su vez entra en la estructura y queda atrapado y separado del resto de gases que se producen durante los procesos de combustión industrial o durante la quema de carbón o gas natural en una central térmica de producción eléctrica. Al menos, es lo que han probado en laboratorio. «Su encarcelamiento permite disfrutar de las ventajas de los medios sólidos de captura», explica una de las investigadoras principales en el artículo publicado las últimas semanas en la revista Nature.

Pero vamos por partes. Una cosa son los procesos industriales, como el de las refinerías de extracción de gas natural o la producción de cemento, donde es algo corriente atrapar el dióxido de carbono, y otra muy diferente y más compleja es la separación del CO2 en los procesos de producción energética con combustibles fósiles como el carbón. Lo que cambia es el volumen a capturar principalmente. De hecho, la primera central de tamaño comercial donde se ha instalado un sistema de captura se inauguró hace escasos meses en Canadá. Consigue atrapar el 90 por ciento de las emisiones que provienen de un ciclo térmico de quema de carbón.

Sin embargo, los expertos matizan que la planta es pequeña, tiene una capacidad de 100 MW, en comparación con las grandes centrales más modernas (hay que recordar que economías como la canadiense o la China son muy dependientes de este combustible para la producción eléctrica). El proceso más industrializado de captura utiliza una solución líquida que entra en contacto con la mezcla de gases que sale por las chimeneas de los reactores. El CO2 queda atrapado y separado debido a la reacción química. Más tarde se libera con calor para su posterior uso o almacenamiento.

Volumen y temperatura

La propuesta de EE UU es una más de las tantas líneas de investigación que intentan reducir los costes de captura del dióxido de carbono, ya que en estos procesos se utiliza mucha energía en la fase final, cuando hay que separar el CO2 del compuesto captor y regenerar estos materiales trampa para volver a utilizarlos. «Lo novedoso es que lo encapsulan con lo que evitan el efecto corrosivo del PH de las soluciones líquidas. En la práctica real, los gases de salida de la industria no pueden bajar de determinada temperatura, entre 150 y 160 grados mínimos, porque en caso contrario, se produciría una condensación en los conductos de salida de compuestos con mucho acidez y muy corrosivos, por eso es interesante no trabajar con líquidos», apunta Juan Otero, jefe de la división de Unidad de Valorización energética y combustión del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat).

Ahora bien, el problema de esta investigación es «querer aplicarlo a las centrales térmicas, donde el volumen de producción de CO2 es muy, muy alto. Habrá que ver cómo se implementa porque en algunos casos puede ser más grande la instalación de captura que la propia central», opina Otero. Eso por no hablar de los costes, porque actualmente el precio de captura más económico está entorno a los 70 euros por tonelada, según los expertos consultados. Una cifra muy por encima de los precios por derecho de emisión a los que está sometidos las empresas por ley.

El estudio del bicarbonato no es la única línea en la que trabajan los investigadores. Existen otras bastante prometedoras, como las que utilizan cal sólida. Algunos prototipos de los que se han testado consiguen bajar el precio de captura hasta los 14 euros por tonelada. «Luego hay que tener en cuenta las concentraciones, en una chimenea de producción de carbón el CO2 se encuentra en concentraciones de entre el 10 y el 15 por ciento, mientras que en una de gas natural hablaríamos de un valor del seis por ciento», explica Fernando Rubiera, líder del grupo de captura de la Plataforma Tecnológica Española del CO2 y director del Instituto Nacional del Carbón del CSIC: Es decir, que el dióxido de carbono es uno más de los gases de salida y necesita que el proceso de separación sea muy eficiente.

«Las microcápsulas contendrían una solución líquida de carbonato de sodio y quedarían suspendidas durante la absorción del dióxido de carbono. La malla permite probar con muchas cápsulas a la vez con lo que la superficie de exposición con el CO2 aumenta», explican los científicos de la investigación. Otero apunta: «Se tiene que asegurar que hay mucha superficie de contacto para que haya reacción con el carbonato. Es como si cogieras una canica; dentro tiene un volumen líquido y fuera una superficie. Si ese mismo volumen lo divides en 1.000 canicas más pequeñas lo que haces es aumentar exponencialmente la superficie de contacto. Cuanto más pequeñas, más superficie y mejor capacidad de absorción. En el caso de los estudios con carbonato de calcio, que es un sólido, como una piedrecita, la superficie es muy grande a pesar de ser una sola unidad porque son estructuras muy porosas. Tienen trabajo por delante porque a gran escala hay que demostrar también la durabilidad de las cápsulas, que resisten las temperaturas de los hornos y que se pueden utilizar una y otra vez».