Utilización de rocas ofiolíticas a nanoescala para capturar e inmovilizar CO2
Vestigios del antiguo manto superior y de la corteza terrestre marina, las ofiolitas se han acumulado gracias a la actividad y el empuje tectónico sobre las franjas continentales y/o se han incorporado a las cadenas montañosas. El proyecto CO2NOR (Carbon dioxide storage in nanomaterials based on ophiolitic rocks and utilization of the end-product carbonates in the building industry) se centra específicamente en el estudio de rocas ofiolíticas en los montes de Troodos, la cordillera montañosa más grande de Chipre. «La ofiolita de Troodos es la mejor conservada del mundo», afirma el Dr. Ioannis Rigopoulos, becario postdoctoral de la Universidad de Chipre. «Es lo más parecido que tenemos a una secuencia ofiolítica completa, la cual consta, de abajo a arriba, de una secuencia claramente definida de rocas de origen ultramáfico, máfico, hipabisal y extrusivo». Esta secuencia normalmente convierte las rocas ofiolíticas en una opción especialmente atractivas para capturar y almacenar CO2, tal y como explica el Dr. Rigopoulos: «Las reacciones entre estas rocas y el CO2 crean carbonatos minerales (carbonatación mineral), los cuales se mantienen estables a lo largo de las escalas de tiempo geológicas. Por tanto, la inmovilización mediante carbonatación mineral elimina cualquier riesgo de que el carbono retorne a la atmósfera. Además, la abundancia y el bajo coste de las litologías ofiolíticas son parámetros fundamentales si se considera que estas rocas son necesarias para mitigar el problema del cambio climático global». Con este objetivo, el proyecto CO2NOR transforma las rocas ofiolíticas ultramáficas y máficas en nanomateriales mediante la utilización del proceso de trituración en molino de bolas, una técnica de molido empleada para convertir un material en polvo ultrafino. Gracias a la aplicación de esta técnica que permite reducir el tamaño de partícula de las rocas ofiolíticas hasta la nanoescala, el Dr. Rigopoulos y su equipo se propusieron acelerar las reacciones que se producen entre las rocas ultramáficas/máficas y el CO2, concretamente el proceso natural que controla las concentraciones atmosféricas del CO2 a escalas temporales geológicas. «Nuestros resultados evidencian que se puede incrementar considerablemente la capacidad de inmovilización del carbono de las rocas ultramáficas y máficas si se reduce su tamaño de partícula a nanoescala», afirma el Dr. Rigopoulos. «El hecho de que se produzcan volúmenes elevados de ofiolitas en casi todos los continentes nos hace creer que una masa significativa del CO2 emitido a la atmósfera cada año podría inmovilizarse utilizando el método CAC propuesto». A fin de resaltar la sostenibilidad del proceso, la Universidad de Chipre también llevó a cabo experimentos con materiales de desecho procedentes de canteras que trabajan la ofiolita del Troodos. «De momento, hemos realizado más de cien experimentos de trituración en molino de bolas con diversos materiales de desecho y rocas, determinando para cada uno de ellos las condiciones óptimas de trituración. Los resultados experimentales demostraron que incluso los materiales de desecho procedentes de la trituración en molino de bolas en las canteras ofiolíticas podrían emplearse como materia prima para la mineralización ex-situ del CO2», explica el Dr. Rigopoulos. De los materiales de edificación de próxima generación a la geoingeniería Los nanomateriales obtenidos mediante este proceso se utilizaron con éxito en la producción de materiales de construcción nanomodificados y respetuosos con el medio ambiente. Estos materiales compuestos, morteros a base de cal, enriquecidos con materiales nanoestructurados de desecho de las canteras, muestran propiedades técnicas mejoradas y una capacidad potencial para inmovilizar CO2, característica que el Dr. Rigopoulos espera que sea atractiva para la industria de la construcción, una de las mayores emisoras de CO2. Los desechos nanoestructurados procedentes de las canteras pueden emplearse para sustituir el conglomerante de cal, cuyo proceso productivo es responsable de una parte considerable de estas emisiones. Sin embargo, el Dr. Rigopoulos y su equipo no piensan detenerse ahí. «Junto con nuestros colaboradores en el Centro Nacional de Investigación Científica - CNRS (Francia), hemos diseñado varios experimentos relacionados con un nuevo campo de geoingeniería o ingeniería climática, un término que hace referencia a la intervención humana a gran escala en los sistemas naturales de la tierra para contrarrestar el cambio climático. Los resultados de estos experimentos fueron muy alentadores». Concretamente, el equipo evaluó la posible extracción de CO2 directamente de la atmósfera mediante una mejora de la meteorización de peridotitas y basaltos a nanoescala en el agua de mar. Los resultados demostraron que la trituración en molino de bolas puede mejorar considerablemente la tasa de meteorización de las peridotitas en entornos marinos, lo que posibilita el almacenamiento permanente de CO2 en forma de carbonatos minerales inocuos para el medio ambiente. «Hay que destacar que esta mejora del proceso de meteorización posibilita la extracción de carbono directamente de la atmósfera, con lo que se consigue su captura y almacenamiento en un único paso. Mediante este enfoque, el depósito de almacenamiento de CO2 es el océano, el cual cubre más de un 70 % de la superficie terrestre. Además, la mejora de la meteorización de las peridotitas a nanoescala en agua de mar también podría prevenir la acidificación oceánica, la cual tiene consecuencias drásticas para los ecosistemas marinos», señala el Dr. Rigopoulos. En el futuro, la Universidad de Chipre espera basarse en esta investigación y mejorar su conocimiento de los materiales rocosos a nanoescala, lo que implica seguir profundizando en la eficiencia del método CAC propuesto en el largo plazo y, en el caso de la geoingeniería, centrarse en sus efectos para la vida marina.
Palabras clave
CO2NOR, ofiolitas, trituración en molino de bolas, nanomateriales, CCS, rocas ofiolíticas, montes de Troodos, ultramáfica, máfica, CO2, inmovilización del carbono, residuos de cantera, industria de la construcción, ingeniería climática, geoingeniería