Materiales que Capturan Metano

El hallazgo de una nueva gama de materiales con capacidad para captar y retener metano ofrece la esperanza de disponer de un modo eficaz de evitar que este gas con un efecto invernadero más potente que el del dióxido de carbono (CO2) se acumule peligrosamente en la atmósfera.

Por su presencia, el metano es el segundo gas de efecto invernadero más importante emitido a la atmósfera, después del dióxido de carbono, representando cerca del 30 por ciento del calentamiento global neto actual, según algunas estimaciones recientes. Aunque como gas de efecto invernadero, es del orden de veinte veces más potente que el CO2.

La preocupación sobre el metano está aumentando, debido a las fugas asociadas a la extracción de petróleo y gas de yacimientos no convencionales, la cual está en plena expansión comercial, y a la posibilidad de que se liberen grandes cantidades de metano en el Ártico a medida que la capa de hielo se derrita y el material descompuesto que estaba aprisionado libere metano a la atmósfera. Poner en práctica medidas contundentes para evitar que aumente la cantidad de metano en la atmósfera es fundamental para evitar que la Tierra alcance niveles peligrosos de calentamiento global.

El equipo de Amitesh Maiti, Roger Aines y Josh Stolaroff del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Livermore en California, así como Berend Smit, Jihan Kim y Li-Chiang Lin de ese mismo laboratorio y la Universidad de California en Berkeley, realizó análisis basados en simulaciones sistemáticas por ordenador sobre la eficacia de la captura de metano usando dos clases de materiales diferentes: Disolventes líquidos y zeolitas nanoporosas (materiales porosos utilizados habitualmente como adsorbentes comerciales).

Las zeolitas se conocen mayormente como compuestos de silicio, aluminio y oxígeno que se usan en procesos y productos de diversos sectores industriales. Podemos considerar a las zeolitas como una membrana que sólo permite que las moléculas de un cierto tamaño pasen a través de ella. Pero también hacen otras cosas. Tienen una afinidad hacia algunas moléculas, por lo que se usan para absorber olores. También se emplean en detergentes para lavar ropa, en la industria petroquímica e incluso para absorber iones radiactivos. Las zeolitas naturales son a menudo un producto en cuya formación interviene de manera decisiva la actividad volcánica. Alrededor de un tercio de las zeolitas usadas para propósitos comerciales se obtienen en las minas, mientras que las demás son sintetizadas en instalaciones especiales y tienden a ser más puras.

En los citados análisis recientes, el equipo encontró que ninguno de los disolventes comunes (incluyendo líquidos iónicos) parece poseer la afinidad suficiente hacia el metano como para usarlos en la práctica. Sin embargo, un examen sistemático de alrededor de 100.000 estructuras de zeolita ha desvelado que algunas zeolitas, con nanoporos, tienen la suficiente capacidad de captura de metano como para resultar tecnológicamente prometedoras.

En las simulaciones realizadas por el equipo, una zeolita específica, llamada SBN, capturó suficiente metano con impurezas como para obtener de él metano de alta pureza en cantidades prácticas, un metano que a su vez podría ser usado para generar electricidad eficientemente.

Otras zeolitas, denominadas ZON y FER, fueron capaces de concentrar metano diluido hasta lograr concentraciones moderadas del mismo.

Así pues, el camino a seguir es éste. Continuar avanzado por esta línea de investigación y desarrollo puede conducir a la tan buscada solución para evitar que aumente la presencia de metano en la atmósfera.

Tengamos en cuenta que el metano es mucho más potente como gas de efecto invernadero que el CO2, hasta el punto de que hay estudios que señalan que la liberación de apenas un 1 por ciento del metano sepultado en los terrenos helados del Ártico por sí sola podría generar un efecto de calentamiento que se aproxima al producido por todo el CO2 emitido a la atmósfera por la actividad humana desde el comienzo de la Revolución Industrial.

El metano es emitido de forma habitual, a concentraciones muy variadas, por diversas fuentes, incluyendo explotaciones ganaderas, sistemas de gas natural, basureros, minas de carbón, cultivos de arroz, instalaciones de manejo del estiércol, plantas de tratamiento de aguas residuales y algunos procesos de combustión.

El gran problema con la captura del metano ha sido que, a diferencia del dióxido de carbono (el gas de efecto invernadero más emitido), el cual se puede capturar tanto física como químicamente con una amplia gama de disolventes y sólidos porosos, el metano interactúa muy débilmente con la mayoría de los materiales. Eso ha impedido el desarrollo de técnicas para capturarlo con una eficacia aceptable.

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