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La sangre humana puede ayudar a rescatar el clima del mundo


Hoy el CO2 se elimina de la industria mediante el uso de moléculas llamadas aminas, que reaccionan con el CO2. DTU ha desarrollado un nuevo método que utiliza moléculas de la sangre humana para eliminar el CO2. La nueva tecnología podría ayudar a prevenir el cambio climático.


Humilde Suleman, Investigador, Ingeniería Química DTU

Philip Fosbøl, Profesor Asociado, Ingeniería Química DTU, Centro de Ingeniería de Recursos Energéticos (CERE)


Los gobiernos de todo el mundo deben actuar rápidamente para evitar nuevos cambios en nuestro clima actual. El gobierno danés recientemente dio un paso importante para reducir las emisiones en un 70 por ciento antes de 2030. Esto requiere una innovación ambiciosa.

Hasta que disminuya nuestra dependencia de los combustibles fósiles, sería más barato y más lógico evitar que el CO 2 llegue a la atmósfera limpiando los gases de escape de la industria en lugar de tratar de eliminarlo de la atmósfera.

La idea es similar a las plantas de tratamiento de aguas residuales que limpian el agua en la fuente, en lugar de contaminar y limpiar los océanos años después.

Por lo tanto, necesitamos aplicar la captura y el almacenamiento de CO 2 (CCS) a gran escala industrial para asegurar el clima y evitar un mayor calentamiento global.

Los materiales de base biológica son el camino a seguir

Aunque una organización como Greenpeace cree que la captura y almacenamiento de carbono es una solución a corto plazo, el compromiso a largo plazo depende en gran medida del método utilizado.

El informe del IPCC sobre el calentamiento global a partir de 2018 los estados que incluso si cortamos con éxito sobre el uso de combustibles fósiles, que todavía tienen que empezar a eliminar CO 2 de la atmósfera.

Cuanto más sostenible sea la tecnología, mejor será el calentamiento global. Los sistemas CCS futuros deben utilizar materiales de base biológica que estén cerca de los mecanismos naturales, como la respiración humana o la fotosíntesis de las plantas. Se sabe que estos procesos naturales regulan los niveles de dióxido de carbono con un uso moderado de energía y esfuerzo. 

La tecnología CCS actual utiliza moléculas orgánicas llamadas aminas. Es el método más utilizado para capturar CO 2 de los productos de desecho de la combustión.

El proceso utiliza una disposición de un absorbedor y un separador. El absorbedor separa el CO 2 de la mezcla de gases a baja temperatura. El CO 2 se recoge en el separador utilizando alta temperatura. Sin embargo, tan buenas como son, las aminas son productos químicos orgánicos sintéticos, es decir, no tienen un origen biológico como en la naturaleza.

Reemplazarlos con materiales de origen biológico puede establecer el equilibrio correcto. La producción y manipulación de materiales biológicos es fácil. Se pueden producir en abundancia y no requieren altas temperaturas y presiones para su producción.

Cómo puede ayudar la sangre humana

La sangre humana está compuesta de muchos químicos y compuestos biológicos. Transporta nutrientes como oxígeno, proteínas, azúcares y grasas a las células de nuestro cuerpo. Del mismo modo, muchos productos de desecho son transportados en sentido contrario por la sangre, que incluyen dióxido de carbono, un subproducto de nuestro metabolismo. Además, varios agentes de co-ayuda como enzimas y electrolitos mantienen un equilibrio fino en la composición de la sangre y mantienen nuestro cuerpo sano.

Las enzimas son catalizadores biológicos que aumentan enormemente la velocidad de la reacción química. Muchas enzimas están presentes en nuestra sangre y la anhidrasa carbónica es una de ellas. Esta enzima ayuda a capturar CO 2 de nuestras diversas partes del cuerpo y liberarlo en nuestros pulmones en forma pura, donde posteriormente se exhala.

La enzima tiene algunas características prometedoras. Puede continuar haciendo este proceso una y otra vez y puede funcionar fácilmente en condiciones normales (es decir, como en el medio ambiente, habitamos). Cuando se emplea en plantas de captura de carbono existentes, la enzima puede capturar CO 2 para siempre.

El proceso imita los pulmones humanos donde el dióxido de carbono se separa en forma pura, de varios componentes dentro del torrente sanguíneo.

Recientemente, hemos estudiado ampliamente la enzima anhidrasa carbónica (proporcionada por Novozymes Inc.), para aplicaciones industriales de captura de carbono en DTU.

Los resultados son muy prometedores e indican que una combinación de enzima con un material biológico portador puede separar eficientemente el CO 2 de la mezcla de gases .

Los resultados determinan el desarrollo de un nuevo proceso que puede absorber químicamente CO 2 en el material biológico. Las moléculas de base biológica llevan el CO2 disuelto al separador. Aquí el CO 2 disuelto se convierte nuevamente en CO 2 gaseoso a baja presión y a la misma temperatura que el absorbedor. La operación promete potencialmente ahorros de energía y sostenibilidad ambiental.

Nuestra mejor estimación es que el proceso tiene el potencial de interrumpir el campo de captura de CO 2 . Usando moléculas de base biológica, casi estamos creando pulmones artificiales para el mundo. Ahora nos estamos enfocando en desarrollar un proceso de captura y almacenamiento de carbono basado en bio (Bio-CCS) para las plantas de captura de carbono. El nuevo concepto de tecnología estará disponible para su primer uso comercial en la próxima década.

Funcionará, pero ¿es suficiente?

La tecnología es más adecuada para el uso directo en industrias con altas emisiones de CO 2 y las hará neutrales en CO 2 . La mayoría de las fuertes emisiones de dióxido de carbono provienen de fuentes estacionarias. Esto incluye estaciones de electricidad, plantas de cemento, empresas farmacéuticas, fábricas de papel, productores de biogás y sistemas de calefacción locales.

Es bastante atractivo tener un proceso que pueda actuar de manera similar a los pulmones humanos reales, extrayendo CO 2 utilizando materiales naturales. Para que el cambio climático sea limitado, necesitamos una variedad de enfoques. Pero estos enfoques deben estar cerca de los propios procesos de la naturaleza para ser tecnológicamente factibles y socialmente aceptables.

Al menos estamos seguros de que esta técnica funciona. No requiere grandes aportes de capital. Sin embargo, no podemos confiar en una sola universidad o empresa para luchar y ganar la ‘guerra’ contra el calentamiento global.

Se requieren esfuerzos concertados para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Esto significa que introducir Bio-CCS en industrias individuales no será suficiente. Los esquemas globales de Bio-CCS deben establecerse para lograr un estándar de emisión de carbono negativo para el año 2050, cumpliendo con los objetivos del acuerdo de París.

La tecnología propuesta necesita una base industrial para producir en masa los productos químicos necesarios. Requiere tiempo y recursos adicionales. Sin embargo, creemos que la economía de escala puede ayudar a reducir una gran parte de los costos incurridos.

Desde nuestra perspectiva de ingeniería, la nueva tecnología es «un pequeño paso para CCS, un gran salto para el medio ambiente».

Este proyecto ha recibido financiación del programa de investigación e innovación Horizon 2020 de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención Marie Skłodowska-Curie no 754462.

Lea este artículo en danés en nuestro sitio de hermanas Forskerzonen.


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