Sumidero de carbono para niños
Un sumidero de carbono es como un gran almacén natural o artificial que guarda el carbono, especialmente el dióxido de carbono (CO2), para que no esté en el aire. Al absorber el CO2 de la atmósfera, los sumideros ayudan a reducir su cantidad en el aire.
Antiguamente, los principales sumideros eran los procesos que formaban carbón, petróleo, gas natural y rocas calizas. Hoy en día, los más importantes son los océanos y algunos lugares con mucha vegetación, como los bosques en crecimiento.
El proceso de sacar el carbono o el CO2 del aire y guardarlo en un depósito se llama secuestro de carbono. La fotosíntesis es la forma más importante en que la naturaleza hace esto. Las bacterias que hacen fotosíntesis, las plantas y toda la cadena alimentaria son considerados sumideros de carbono.
El concepto de sumidero de carbono se hizo más conocido gracias al Protocolo de Kioto. Este acuerdo busca reducir la cantidad de CO2 en el aire para combatir el calentamiento global. Se están investigando maneras de mejorar cómo la naturaleza retiene el carbono y también se desarrollan técnicas (naturales o creadas por el ser humano) para capturar y guardar el carbono.
Un sumidero de carbono no busca reducir cuánto CO2 se emite, sino disminuir su concentración en la atmósfera. Aunque almacenar CO2 puede consumir energía (que a veces produce CO2), la cantidad de CO2 que se atrapa es mucho mayor que la que se usa en el proceso.
Contenido
Sumideros naturales de carbono
Los bosques y los árboles
Los árboles son los sumideros naturales más importantes del planeta y son clave en el ciclo del carbono. Acumulan grandes cantidades de carbono en su madera y en todo el ecosistema a través de la fotosíntesis. Absorben CO2 del aire, guardan una parte del carbono y liberan oxígeno a la atmósfera.
Las especies de árboles que crecen rápido, como el álamo o el sauce, suelen absorber menos carbono. Las maderas duras son más densas y almacenan más carbono por más tiempo, pero crecen más lentamente. Cuando un árbol maduro muere, su madera es descompuesta por bacterias, hongos y otros seres vivos. Este proceso recicla el carbono en forma de biomasa, materia orgánica muerta y gases como CO2 y metano, que vuelven al aire o al agua. Los bosques siguen almacenando o reciclando carbono a medida que se regeneran.
A veces, en lugares como los pantanos, los árboles muertos y otras plantas se descomponen muy lentamente bajo el agua, sin oxígeno, formando turba. Este proceso es tan lento que el pantano puede fijar más carbono del que libera. Una cuarta parte del carbono absorbido por los bosques es guardado por las plantas y el suelo.
Sin embargo, los bosques pueden convertirse en fuentes de CO2 (lo contrario de un sumidero), especialmente si hay incendios o después de grandes talas de árboles.
Los océanos y el carbono
Los océanos son los sumideros naturales de carbono más grandes. El carbono es absorbido por el plancton, los corales y los peces, y luego se transforma en rocas sedimentarias. Los océanos absorben alrededor del 50% del carbono que se emite a la atmósfera.
Lamentablemente, muchos arrecifes de coral están enfermos o muriendo. Si el nivel de CO2 en el aire aumenta demasiado, el agua del mar se vuelve más ácida, lo que podría dañar al plancton que captura el carbono. Esto haría que el océano sea aún más ácido. Además, hay zonas en los océanos donde la vida marina es escasa o nula, y estas zonas pueden liberar carbono o metano.
El fitoplancton marino, al igual que los árboles, usa la fotosíntesis para extraer carbono del CO2. Es el inicio de la cadena alimentaria en el océano. El plancton y otros organismos marinos usan el CO2 disuelto en el agua para formar sus esqueletos y conchas de carbonato de calcio. Cuando estos organismos mueren, sus restos caen al fondo del mar y, con el tiempo, forman rocas.
¿Cómo está la capacidad de los océanos para absorber carbono?
Algunos estudios han mostrado resultados diferentes sobre la capacidad de los océanos para absorber carbono:
- Un estudio de 2003 sugirió que la capacidad de los océanos para absorber CO2 podría haber sido subestimada. Sin embargo, este mismo estudio también mostró que la acidificación del océano se está acelerando, lo que podría poner en peligro los sumideros de carbono marinos.
- Otros estudios más recientes indican que los océanos podrían estar saturándose, especialmente en el hemisferio sur. Esto significa que su capacidad para absorber carbono podría estar disminuyendo debido a cambios en los vientos y la mezcla del agua. Por ejemplo, un estudio en el Océano Índico sugirió que su capacidad de sumidero podría ser 10 veces menor de lo que se pensaba. En el hemisferio norte, la capacidad de los sumideros de CO2 se ha reducido a la mitad desde 1996.
- Un estudio de 2009 reveló que la contribución de los peces al sumidero oceánico de carbono había sido subestimada. Los peces producen carbonatos que ayudan a mantener el carbono en el agua. Sin embargo, la sobrepesca y las zonas sin vida marina están afectando negativamente esta función.
Mejorar la retención natural de carbono
Más sobre los bosques
Los bosques son grandes almacenes de carbono en su biomasa (madera, hojas) y en la materia orgánica muerta, así como en el suelo. Algunos suelos forestales, como los de turba en Indonesia, pueden tener hasta 40 metros de espesor.
Aunque los bosques son importantes, la cantidad de carbono que pueden secuestrar es pequeña en comparación con las emisiones de CO2 de la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural). Hay un acuerdo general sobre la importancia de proteger los bosques antiguos, especialmente de los incendios forestales. Sin embargo, incluso plantando muchos bosques nuevos, no sería suficiente para contrarrestar el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero y el calentamiento global. Por ejemplo, para reducir las emisiones de carbono de Estados Unidos en un 7% (como se pedía en el Protocolo de Kioto), se necesitaría plantar un bosque del tamaño de Texas cada 30 años.
El tipo de bosque es importante: los bosques templados crecen más rápido, y los bosques de turba en el norte también son buenos sumideros. Los bosques tropicales, que antes se pensaba que eran neutrales en carbono, ahora se sabe que también son sumideros, aunque su función puede verse limitada por la falta de agua.
La forma en que se maneja un bosque también influye. Un bosque muy joven plantado después de una tala completa puede perder más carbono del que almacena durante sus primeros años. La tala también puede causar la erosión del suelo y la pérdida de carbono.
Algunos programas permiten a empresas comprar terrenos forestales para protegerlos a cambio de "créditos de carbono". Sin embargo, hay debates sobre la efectividad de estos programas. Por ejemplo, se ha señalado que proteger los derechos de las poblaciones indígenas sobre sus tierras forestales podría proteger una superficie mucho mayor de selva tropical.
Retención en el océano
El océano es el principal sumidero de carbono del planeta, pero está llegando a su límite y se está volviendo más ácido.
Se ha propuesto añadir pequeñas partículas de hierro al agua para aumentar la absorción de carbono por el plancton. El hierro es un nutriente natural que limita el crecimiento del fitoplancton. Algunos creen que las fuentes naturales de hierro han disminuido, lo que reduce la capacidad del océano para bombear CO2 atmosférico.
Un experimento en el Océano Pacífico en 2002 sugirió que por cada átomo de hierro añadido al mar, se absorbían entre 10,000 y 100,000 átomos de carbono. Sin embargo, los científicos aún no conocen bien los efectos globales de añadir hierro al fitoplancton y a los ecosistemas oceánicos. Hay preocupaciones sobre la producción de gases que forman nubes, el riesgo de que el agua se contamine demasiado (eutrofización) y la acidificación.
La Organización Marítima Internacional (OMI) y el Convenio de Londres han prohibido las actividades de "fertilización del océano" que no sean para experimentos científicos.
Los suelos como sumideros
Se calcula que a finales del siglo XX, los suelos almacenaban alrededor de 2000 gigatoneladas de carbono en forma de materia orgánica. Esto es casi tres veces el carbono de la atmósfera y cuatro veces el carbono de las plantas. Sin embargo, esta función se está deteriorando rápidamente, especialmente en los suelos agrícolas cultivados. Aumentar la cantidad de humus y materia orgánica mejoraría la calidad del suelo y la cantidad de carbono almacenado. Prácticas como la siembra directa y el barbecho pueden ayudar a almacenar carbono.
Los prados acumulan grandes cantidades de materia orgánica, principalmente en las raíces, que es estable por mucho tiempo. Pero desde 1850, muchas praderas se han convertido en campos de cultivo o ciudades, perdiendo grandes cantidades de carbono por oxidación. Un manejo adecuado de los pastos puede aumentar el carbono almacenado en el suelo. Medidas contra la erosión, mantener una cubierta vegetal en invierno y la rotación de cultivos también aumentan el carbono en el suelo.
Un estudio ha demostrado que la exposición prolongada a una cantidad doble de CO2 en el aire puede acelerar la degradación de la materia orgánica en los suelos forestales, lo que reduce el carbono almacenado.
Almacenamiento artificial de carbono
Para guardar el carbono de forma artificial, primero hay que capturarlo y luego almacenarlo de diferentes maneras.
Las plantas que purifican gas natural deben eliminar el dióxido de carbono para evitar problemas. Además, una de las tecnologías más prometedoras para almacenar carbono es guardar el CO2 que sale de las centrales eléctricas. Una central eléctrica grande que quema carbón puede emitir millones de toneladas de CO2 al año. Capturar este carbono en las plantas existentes es muy costoso.
El transporte de dióxido de carbono debe cumplir normas de seguridad muy estrictas, ya que es peligroso en altas concentraciones, como se vio en el trágico suceso del lago Nyos.
Cómo se captura el carbono
Actualmente, la absorción de CO2 a gran escala se hace usando disolventes especiales llamados aminas. Se están investigando otras técnicas, como la absorción por cambios rápidos de temperatura o presión, la separación de gases y la criogenia (uso de temperaturas muy bajas).
En las centrales eléctricas de carbón, una alternativa a la absorción con aminas es la gasificación del carbón, que produce un gas que se quema para generar dióxido de carbono. Otra opción es quemar el carbón con oxígeno en lugar de aire, lo que produce solo CO2 y vapor de agua, que son fáciles de separar. Sin embargo, esta combustión genera temperaturas extremas.
Otra idea a largo plazo es capturar el carbono directamente del aire usando hidróxidos. Esto podría ser una alternativa para los vehículos que no usan combustibles fósiles.
Un proyecto europeo llamado Castor ha estado probando tecnologías para capturar CO2 en grandes industrias como centrales eléctricas, fábricas de acero y cemento. El objetivo es reducir el costo de la captura de CO2.
Captura después de la combustión
Las emisiones de las centrales eléctricas tienen menos del 20% de dióxido de carbono. Para guardarlo bajo tierra, primero hay que capturarlo. Esto se hace con la captura postcombustión. El CO2 (un gas ácido) entra en contacto con una solución acuosa de 2-aminoetanol, formando una sal. Luego, esta solución se calienta a unos 120°C, lo que libera el CO2 puro y regenera la solución para que pueda usarse de nuevo.
Almacenamiento en los océanos
Inyectar carbono directamente en el océano es otra opción. En este método, el CO2 se inyecta en aguas profundas para formar un "lago" de CO2 líquido que queda atrapado por la presión. Los experimentos muestran que el CO2 líquido se solidifica en hidrato de metano debido a la presión, y luego se disuelve lentamente en el agua. Esto significa que el almacenamiento es solo temporal.
Esta técnica puede tener efectos negativos en el medio ambiente. El CO2 reacciona con el agua para formar ácido carbónico, lo que podría afectar el equilibrio de la vida en el fondo del mar, que aún no se conoce bien. Además, es incierto si el almacenamiento de carbono en o bajo los océanos cumple con el Convenio de Londres para la Prevención de la Contaminación Marina.
Otro método de secuestro oceánico es recoger residuos de cosechas (como tallos de trigo) en grandes fardos y depositarlos en áreas de "depósitos aluviales" en las cuencas oceánicas profundas. Esto enterraría la biomasa en el fondo del océano, capturando el carbono por mucho tiempo.
Uso de algas
Algunas ciudades están explorando el uso de algas para absorber CO2. Por ejemplo, la ciudad de Libourne planea equipar sus lámparas con depósitos que contengan algas. Estas algas, al estar cerca de una fuente de luz, absorben dióxido de carbono y liberan oxígeno. Se calcula que un dispositivo de 1.5 metros cúbicos podría absorber hasta una tonelada de CO2.
Almacenamiento en el suelo
El proyecto Castor también estudia el almacenamiento geológico de CO2 en cuatro lugares: una reserva de petróleo en España, un depósito de gas natural en Austria, un acuífero en Noruega y un campo de gas natural en Holanda. Es crucial que estos lugares sean herméticos para evitar fugas.
Se estima que 20 millones de toneladas de dióxido de carbono al año podrían almacenarse en acuíferos salinos. Estos acuíferos son aguas subterráneas demasiado saladas para ser usadas. Su capacidad se estima entre 400 y 10,000 millones de toneladas. El gas debe inyectarse a una profundidad de al menos 800 metros y bajo alta presión.
Almacenamiento geológico
Esta técnica consiste en inyectar dióxido de carbono directamente en formaciones geológicas subterráneas. Los campos de petróleo y los acuíferos salinos son lugares ideales para esto. Las cuevas y minas antiguas no se usan por razones de seguridad.
El CO2 se inyecta en yacimientos de petróleo que están disminuyendo su producción para aumentar la cantidad de petróleo que se puede extraer. Esta opción es atractiva porque el costo de almacenamiento se compensa con la venta del petróleo adicional. Además, se aprovechan las infraestructuras existentes y los estudios geológicos ya realizados. Todos los campos de petróleo tienen una barrera geológica que evita que los fluidos gaseosos, como el CO2, se escapen en el futuro.
Las desventajas de los campos petroleros son su distribución geográfica y su capacidad limitada.
Sumideros de carbono y el Protocolo de Kioto
El Protocolo de Kioto reconoce que la vegetación absorbe CO2. Por eso, los países con grandes bosques pueden restar una parte de sus emisiones de carbono, lo que les facilita cumplir con los límites de emisión establecidos.
Se calcula que para el año 2030, los combustibles fósiles seguirán siendo la principal fuente de energía. Aquellos que puedan capturar el CO2 en su origen (el 22% de las emisiones provienen de la industria y el 39% de la electricidad) tendrán una herramienta importante en el futuro mercado mundial del comercio de emisiones.
Más información
Galería de imágenes
-
El blanqueamiento de los arrecifes de coral es una preocupación mundial.
Véase también
En inglés: Carbon sink Facts for Kids
