La mejora de la alcalinidad marina busca acelerar la absorción natural de carbono, pero su eficacia depende de las corrientes, el lugar de aplicación y sus posibles efectos sobre los ecosistemas
Redactor: Javier Morales O.
Editor: Eduardo Schmitz
Modificar cuidadosamente la química del agua de mar podría aumentar la capacidad del océano para retirar dióxido de carbono de la atmósfera, según investigaciones desarrolladas por científicos de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth, CSIRO, en Australia.
La técnica, conocida como mejora de la alcalinidad oceánica, intenta acelerar un proceso natural mediante la incorporación de materiales alcalinos al agua. El propósito es transformar una mayor cantidad de CO₂ disuelto en formas químicas estables y favorecer que el océano absorba carbono adicional desde la atmósfera.
Los investigadores consideran que este método podría contribuir a las estrategias de eliminación de dióxido de carbono necesarias para alcanzar emisiones netas cero. Sin embargo, advierten que todavía existen interrogantes sobre su funcionamiento a gran escala, sus costes, la permanencia del carbono y sus efectos ambientales.
El océano ya absorbe parte de las emisiones humanas
Los mares capturan aproximadamente el 30 % del dióxido de carbono liberado cada año por actividades humanas como la quema de carbón, petróleo y gas. Esta absorción ha moderado el ritmo del calentamiento atmosférico, aunque también altera la química marina.
Cuando el CO₂ entra en contacto con el agua, participa en una serie de reacciones que producen distintas formas de carbono inorgánico disuelto. La capacidad del océano para incorporar y conservar ese carbono está relacionada, entre otros factores, con su alcalinidad.
El agua de mar es naturalmente alcalina debido a los minerales procedentes de la meteorización de las rocas, que llegan al océano a través de ríos, aguas subterráneas y procesos costeros. No obstante, ese mecanismo geológico actúa durante periodos muy prolongados.
La investigación climática ha documentado que los océanos absorben grandes cantidades de dióxido de carbono, pero ese servicio climático tiene como contrapartida una mayor acidificación y cambios que pueden afectar a organismos marinos.
Cómo funciona la mejora de la alcalinidad oceánica
La propuesta consiste en añadir al agua sustancias capaces de elevar su alcalinidad, como hidróxido de sodio disuelto o minerales de silicato y carbonato finamente triturados.
Al aumentar la alcalinidad, una mayor proporción del CO₂ disuelto puede convertirse en bicarbonato y carbonato. Estas formas son más estables que el dióxido de carbono libre y pueden permanecer almacenadas durante periodos prolongados.
La reducción del CO₂ disuelto cerca de la superficie genera un desequilibrio entre el océano y la atmósfera. Como respuesta, el agua puede absorber más dióxido de carbono del aire hasta alcanzar un nuevo equilibrio químico.
El procedimiento reproduce y acelera procesos que ocurren naturalmente cuando las rocas se desgastan. La diferencia es que una intervención deliberada tendría que operar en plazos mucho más breves y con cantidades suficientes para producir una eliminación climáticamente relevante.
Los minerales pueden añadirse de diferentes maneras
Una opción consiste en triturar rocas alcalinas y dispersarlas directamente en el océano. Otra propone disolver previamente los minerales o utilizar procesos electroquímicos que produzcan soluciones alcalinas antes de liberarlas de forma controlada.
También se estudia la posibilidad de incorporar minerales a corrientes de aguas residuales antes de que sean descargadas al mar. Una investigación anterior mostró que el uso de olivino en aguas residuales puede incrementar la alcalinidad y favorecer la captura de CO₂.
Cada material plantea ventajas y riesgos distintos. La velocidad de disolución, la pureza mineral, el consumo de energía y la posible liberación de metales u otros componentes deben evaluarse antes de una aplicación ambiental.
El tamaño de las partículas también influye. Las rocas muy trituradas se disuelven con mayor rapidez, pero requieren más energía durante su procesamiento y pueden aumentar las emisiones asociadas con la operación.
La ubicación determina cuánto carbono puede capturarse
Un estudio publicado en Frontiers in Climate utilizó un modelo oceánico tridimensional de alta resolución para examinar cómo funcionaría la mejora de la alcalinidad en el estrecho de Bass, situado entre el territorio continental de Australia y Tasmania.
Los resultados indican que la eficiencia no depende únicamente de la cantidad de material añadido. Las corrientes, el viento, la profundidad, la mezcla vertical, la temperatura y las variaciones climáticas de cada año influyen en la dispersión de la alcalinidad y en el intercambio de CO₂ con la atmósfera.
Una zona con circulación favorable puede mantener el agua tratada cerca de la superficie durante suficiente tiempo para absorber dióxido de carbono. En otros lugares, las corrientes pueden desplazar rápidamente la alcalinidad hacia aguas profundas o fuera de la región evaluada.
Por esa razón, una misma intervención puede ofrecer resultados diferentes según el punto de aplicación y la época del año. Los autores consideran necesario desarrollar modelos regionales antes de diseñar ensayos o proyectos de mayor escala.
Las condiciones oceánicas cambian entre estaciones y años
La variabilidad climática interanual modifica los vientos, las corrientes y el grado de mezcla del océano. Estos cambios pueden alterar tanto la cantidad de CO₂ absorbida como el tiempo que la señal química permanece dentro de una zona determinada.
Los científicos advierten que utilizar un único año como referencia puede producir estimaciones incompletas. Un proyecto tendría que considerar varios escenarios oceanográficos para calcular su rendimiento real y diseñar sistemas confiables de monitoreo.
La modelización regional debe complementarse con modelos globales capaces de seguir el transporte de la alcalinidad y del carbono durante años o décadas. De lo contrario, sería difícil establecer dónde termina el material añadido y cuánto carbono permanece efectivamente fuera de la atmósfera.
Estas incertidumbres coinciden con estudios que señalan que las tecnologías basadas en procesos naturales deben demostrar que el carbono queda almacenado de manera adicional y duradera.
Los ensayos actuales todavía son de pequeña escala
La mejora de la alcalinidad oceánica ha sido probada principalmente mediante experimentos de laboratorio, modelos informáticos y ensayos costeros limitados.
Estas experiencias permiten observar cómo se dispersan los materiales, cuánto cambia el pH y qué respuestas presentan organismos como algas, fitoplancton o kelp ante incrementos moderados de alcalinidad.
Los primeros resultados sugieren que determinadas adiciones pequeñas pueden realizarse sin impactos ecológicos claramente medibles en las condiciones estudiadas. Sin embargo, esos hallazgos no demuestran que una operación a gran escala resulte igualmente segura.
La concentración, duración y frecuencia de las aplicaciones pueden modificar las respuestas biológicas. Los límites aceptables también pueden variar entre arrecifes, costas rocosas, estuarios, mares abiertos y ecosistemas con diferentes condiciones químicas.
Una alcalinidad excesiva puede desencadenar reacciones no deseadas
La adición de demasiado material alcalino puede provocar la precipitación de minerales de carbonato de calcio. Esta reacción consume parte de la alcalinidad incorporada y puede liberar nuevamente dióxido de carbono, reduciendo la eficacia del método.
El proceso también podría formar partículas que se depositen sobre el fondo marino o alteren la transparencia del agua. La probabilidad depende del tipo de material, la velocidad de aplicación, la composición química y la saturación mineral del agua.
Los científicos deben definir un rango operativo que maximice la captura sin superar los umbrales capaces de desencadenar precipitaciones rápidas o efectos biológicos adversos.
La interacción con los sedimentos constituye otra fuente de incertidumbre. Parte de la alcalinidad podría quedar atrapada nuevamente en minerales sólidos antes de contribuir al almacenamiento prolongado de carbono.
La acidificación oceánica no desaparece con esta tecnología
Elevar la alcalinidad puede reducir localmente parte de la acidez asociada con la absorción de CO₂, pero la técnica no sustituye la reducción de emisiones que originan la acidificación global.
Los organismos marinos responden tanto al pH como a la temperatura, el oxígeno, los nutrientes y otros componentes químicos. Una modificación aparentemente favorable en una variable puede producir respuestas diferentes dentro de una comunidad ecológica compleja.
La acidificación ya está alterando procesos biológicos esenciales. Un estudio informó que la reducción del fitoplancton eucariota puede afectar el ciclo global del carbono, lo que demuestra la estrecha conexión entre química marina, biodiversidad y clima.
La investigación sobre alcalinidad tendrá que medir no solo el carbono retirado, sino también los efectos acumulativos sobre los organismos y las redes alimentarias.
La extracción y el transporte de minerales generan emisiones
Una evaluación climática completa debe incluir la energía necesaria para extraer, triturar, procesar y transportar los materiales utilizados.
Si estas actividades dependen de combustibles fósiles o exigen grandes distancias de transporte, una parte importante del carbono capturado podría quedar compensada por las emisiones de la cadena operativa.
Los residuos minerales procedentes de minas u otras industrias podrían reducir algunas necesidades de extracción, pero deben examinarse su composición, disponibilidad y posibles contaminantes.
También será necesario estimar los impactos terrestres de producir millones de toneladas de material. Una tecnología marina no puede considerarse sostenible si traslada la degradación ambiental hacia minas, canteras, comunidades o ecosistemas continentales.
Medir el carbono adicional será uno de los mayores desafíos
Para que la mejora de la alcalinidad pueda incorporarse a los inventarios climáticos, los operadores deberán demostrar cuánto CO₂ adicional fue retirado como consecuencia directa de la intervención.
Esta verificación es compleja porque las corrientes dispersan rápidamente las señales químicas y porque el océano intercambia carbono continuamente con la atmósfera.
Los sistemas de monitoreo tendrán que combinar mediciones de alcalinidad, carbono inorgánico disuelto, pH, temperatura, salinidad y circulación. Los modelos deberán separar la captura provocada por el proyecto de las variaciones naturales.
El seguimiento mediante plataformas autónomas podría mejorar esta capacidad. El desarrollo de robots submarinos para medir el flujo y almacenamiento de carbono oceánico muestra el papel que tendrán las tecnologías de observación en la verificación de nuevas intervenciones climáticas.
Las comunidades costeras deben participar en las decisiones
La viabilidad de la tecnología no dependerá únicamente de los resultados químicos. Los investigadores destacan la necesidad de informar e involucrar a comunidades costeras, pescadores, autoridades ambientales y pueblos indígenas.
Estudios sociales realizados en Tasmania muestran cautela frente a las intervenciones destinadas a modificar la química del océano. Las comunidades reclaman información clara sobre riesgos, beneficios, responsabilidades y mecanismos de supervisión.
La participación no debería limitarse a una consulta cuando el proyecto ya esté diseñado. Los autores proponen integrar el conocimiento local y las prioridades sociales desde la selección de los lugares y la planificación de los ensayos.
En Australia, esto incluye la colaboración con las comunidades de las Primeras Naciones y el reconocimiento de su relación cultural, histórica y económica con los territorios marinos.
La eliminación de carbono no sustituye los recortes de emisiones
Los escenarios compatibles con los objetivos del Acuerdo de París requieren reducciones profundas de las emisiones y, probablemente, la retirada adicional de una parte del dióxido de carbono ya acumulado en la atmósfera.
La mejora de la alcalinidad oceánica podría integrarse en ese segundo grupo de medidas, junto con la restauración de bosques, el almacenamiento de carbono en suelos, la captura directa del aire y otras técnicas emergentes.
Su posible contribución dependerá de que pueda ampliarse, medirse y operar sin daños ecológicos desproporcionados. La técnica tampoco debe utilizarse como argumento para retrasar la sustitución de los combustibles fósiles.
Los investigadores plantean avanzar mediante pruebas graduales, modelos regionales, vigilancia independiente y normas que impidan atribuir créditos climáticos a cantidades de carbono que no hayan sido verificadas.
Australia prepara nuevas investigaciones en el estrecho de Bass
CSIRO estudia realizar pruebas de campo desde el buque de investigación RV Investigator en el estrecho de Bass. Los ensayos reunirían a especialistas y estudiantes para evaluar posibles efectos ambientales y perfeccionar los métodos de medición.
La región ofrece condiciones apropiadas para analizar cómo la circulación, el viento, la profundidad y las estaciones modifican la dispersión de la alcalinidad.
Los resultados podrían ayudar a establecer criterios para seleccionar emplazamientos y diseñar proyectos adaptados a las características específicas de cada ecosistema marino.
Por ahora, la mejora de la alcalinidad oceánica continúa siendo una técnica experimental. Su potencial para retirar carbono es significativo, pero la evidencia disponible exige combinar prudencia, transparencia y una investigación ambiental prolongada antes de considerar su utilización extensa.
Fuentes referenciales:
Phys.org
CSIRO
Frontiers in Climate
