Uso y conversión del dióxido de carbono (CO2)

El dióxido de carbono es uno de los gases que contribuye en mayor medida al efecto invernadero, fenómeno relacionado con el cambio climático. Las emisiones de CO2 han aumentado vertiginosamente desde la revolución industrial y se prevé que continúen ascendiendo; por tanto, la búsqueda de una estrategia que ayude a disminuir la concentración de CO2 en la atmósfera se ha convertido en uno de los principales retos de este siglo.

El CO2 se disuelve en contacto con el agua del mar transformándose en ácido. Solo en los últimos 30 años, la acidificación de los mares ha aumentado un 10%; y de mantenerse el nivel de emisiones de CO2 a la atmósfera, en las próximas cuatro décadas podría crecer un 30%, según revela el estudio financiado por la Comisión Europea. Este proceso amenaza la biodiversidad del mar y la economía de sectores tan potentes en la región mediterránea como el turismo y la pesca.

La captura y almacenamiento de CO2 y su reciclaje en otros productos menos contaminantes y útiles para la industria química son las principales soluciones que proponen los científicos en la actualidad, cómo una forma de contribuir con el medio ambiente.

Siguiendo los principios básicos de la sostenibilidad que son Reducir, Reciclar y Reutilizar, cada vez son más numerosos los grupos de investigación que plantean la posibilidad de reutilizar el CO2, dándole más usos dentro de la industria atacando ambos frentes la reducción de la emisión y la reutilización y reciclaje del CO2.

Algunos de los usos que se le pueden dar hoy en día al CO2 son los siguientes:


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Sintetizar aspirinas

Para muchos, el cambio climático provocado por las emisiones de CO2 es un dolor de cabeza. Lo curioso es que el CO2 también ayuda a quitar esa molestia. El ácido salicílico, uno de los productos fundamentales para sintetizar aspirinas, se obtiene haciendo reaccionar fenóxido sódico con CO2 a una temperatura de 125 grados y muy altas presiones.

Producir cerveza

El CO2 es un aditivo aprobado para uso alimentario. El agua carbonatada, también denominada soda o agua con gas, no es más que agua con CO2. El dióxido de carbono también aparece en bebidas alcohólicas, como la cerveza, aunque en este caso suele provenir del proceso de fermentación. La cerveza generalmente se envasa en barriles a presión, donde el CO2 ha sido añadido de manera artificial con dos objetivos: enfriar la bebida y mantener el gas necesario para que salga a presión por el sifón.
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Aturdir animales antes del sacrificio

En cerdos y aves, para evitar un sufrimiento innecesario, los animales son aturdidos antes de sacrificarse. Los dos métodos más empleados son el aturdimiento eléctrico (una descarga eléctrica en el cerebro) y la exposición al CO2. La inhalación del gas deja insensibles a los animales sin dejar rastros de residuos en la carne. Entre sus ventajas, según la Plataforma Tecnológica Española del CO2, no requiere sujetar a los ejemplares que van a ser sacrificados y permite el aturdimiento en grupo.


Fabricar combustible

Diversos proyectos intentan utilizar bacterias para producir combustible a partir de CO2. Uno de ellos, dirigido por Christopher Brigham, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (EEUU), ha modificado los genes de una bacteria del suelo, la 'Ralstonia eutropha', para que fabrique isobutanol, un alcohol que puede sustituir a la gasolina. El equipo de Brigham intenta perfeccionar el proceso para que el microbio genere este combustible a partir de CO2.
También en España, un equipo de investigación liderado por Atsushi Urakawa, en el Instituto Catalán de Investigación Química (Tarragona), ha conseguido optimizar el proceso de transformación de dióxido de carbono en metanol, una forma de reciclaje de CO2, con conversiones del 95%.
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Conservar la leche

Inyectar CO2 en leche cruda refrigerada, y mantenerla así cinco días antes de quitarle el gas, ayuda a que dure más tiempo, conservando sus propiedades sensoriales, según una patente en manos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la empresa Carburos Metálicos. La leche sometida a este proceso de conservación por acidificación con CO2 puede ser utilizada para la fabricación de quesos.

Cultivar algas como fuente de energía renovable

Para crecer, las algas sólo requieren agua, nutrientes, la luz del sol y CO2. Y, una vez secas, pueden ser una fuente de combustión para generar energía renovable. Varios proyectos emplean para ello microalgas, capaces de llevar a cabo la fotosíntesis con un rendimiento mucho mayor que el de las plantas superiores. Para cultivar las algas se pueden utilizar los gases emitidos por centrales térmicas o cementeras. El problema es que se requiere una superficie de cultivo demasiado grande. Además, el secado de las algas encarece la síntesis del biocombustible, al consumir mucha energía, según admite la Plataforma Tecnológica Española del CO2.
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Fabricar cemento más sostenible

El 5% de las emisiones mundiales de CO2 se debe a la producción de cemento. Y la cifra aumenta. Los expertos calculan que, antes de 2030, las cementeras del planeta emitirán más que la Unión Europea entera. Algunos proyectos buscan crear cementos a partir de CO2, como el eco-cemento pensado por un consorcio europeo coordinado por el español Grupo Essentium. El proyecto pretende desarrollar nuevos cementos que incorporen CO2 en forma de carbonato precipitado por la acción de bacterias. El carbonato es una materia prima clásica del cemento.

Apagar incendios

El CO2 se emplea en extintores de incendios debido a sus propiedades: no es combustible, no reacciona químicamente con otras sustancias, permite ser comprimido dentro del extintor de incendios, no conduce electricidad y no deja ningún tipo de residuo.
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Conservar las ensaladas

Mediante la técnica de envasado en atmósfera protectora, un procedimiento por el cual los alimentos se envasan con una atmósfera modificada respecto a la terrestre añadiendo un mínimo de un 20% de CO2, para retrasar su degradación, generación de bacterias y mohos. Su vida útil llega incluso a triplicarse, comparada con el envasado tradicional en aire.

Limpiar de insectos los alimentos

Uno de los problemas sanitarios más importantes que afectan a la industria alimentaria son los derivados de la presencia de insectos y ácaros, así como el uso de plaguicidas. Los más comunes son las polillas, gorgojos, escarabajos y piojos de los libros. Tradicionalmente, contra estas plagas se han empleado productos químicos, hasta que fueron prohibidos en 2006 por el Protocolo de Montreal por dañar el medio ambiente, sobre todo el bromuro de metilo. Uno de los métodos alternativos es el CO2, que estimula la apertura de los orificios respiratorios de los insectos, produciendo su desecación.
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Convertirlo en Monóxido de carbono (CO)

Al separar el CO2, se genera CO, un importante producto químico industrial que normalmente se produce a partir del gas natural. De manera que separando el CO2 se puede, además de ahorrar combustible, producir un producto químico útil y reducir la presencia de un gas con efecto invernadero.
Aunque el monóxido de carbono es venenoso, tiene muchos usos. Se emplean muchísimas toneladas de él cada año para fabricar productos químicos de diverso tipo, incluyendo detergentes y plásticos. También puede convertirse en combustible líquido.

El CO2 es un subproducto natural del ser humano. Lo comemos, lo bebemos, lo utilizamos para apagar incendios. No es malo, lo que ocurre es que hay un exceso en la atmósfera. Aún queda mucho camino por recorrer ya que para el año 2011, 31.200 millones de toneladas de CO2 acabaron en la atmósfera como consecuencia de la actividad humana. Y apenas se utilizaron 128 millones de toneladas en la industria, reconvertidas en productos como extintores, refrescos de cola, fármacos y un largo etcétera.


Alumno:
Carlos Fernández
Especialización en Gerencia de Tecnologías de la Información
Universidad Santa María
Julio, 2014