Transformar el CO₂ en productos, una alternativa cada vez más posible

Así lo plantea una investigación de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales que emplea biorrefinerías C1 en productos útiles de alto valor agregado, incluso vectores energéticos, ya que estas son un sistema integrado enfocado en la conversión de compuestos que contienen un solo átomo de carbono, como metano (CH₄), dióxido de carbono (CO₂), monóxido de carbono (CO) y metanol (CH₃OH).

El estudio se enfoca en el contexto específico del departamento de Sucre, en donde se busca aplicar tecnologías en la agroindustria local. En esta región la emisión de CO₂ es una preocupación constante debido a las actividades de procesamiento de productos agrícolas. La propuesta busca no solo reducir las emisiones, sino también ofrecer alternativas sostenibles que se puedan implementar localmente, como por ejemplo la producción de metanol a partir de CO₂, que tendría un periodo de retorno de inversión de aproximadamente 16 años por su valor en la industria.

Transformando el CO₂: más allá de la captura y secuestro

Las biorrefinerías son instalaciones que transforman materiales orgánicos como residuos agrícolas y madera en una variedad de productos útiles, como biocombustibles y químicos que se pueden emplear para elaborar productos como plásticos biodegradables, artículos farmacéuticos, y aditivos alimentarios. Aprovechando los recursos renovables se contribuye a reducir la dependencia de los combustibles fósiles y a minimizar el impacto ambiental de la producción industrial, ya que estos sistemas funcionan de manera similar a las refinerías de petróleo, pero utilizando recursos renovables en vez de fósiles.

En su tesis para la Maestría en Ingeniería Química, Pablo José Inocencio García abordó la captura y secuestro de carbono, una técnica predominante durante décadas para mitigar o aliviar las emisiones de CO₂. No obstante, destacó que esta técnica ha demostrado ser insuficiente debido a posibles fugas y a la falta de soluciones sostenibles a largo plazo. “En la tesis se presenta un enfoque que propone un modelo de captura y utilización del CO₂, convirtiéndolo en productos de alto valor agregado, lo que ofrece una solución sostenible y económicamente viable”, afirmó el investigador.

El objetivo principal de su trabajo es utilizar el CO₂ como materia prima para obtener productos como metanol (empleado como combustible y en la fabricación de plásticos y biodiesel), ácido fórmico (utilizado en la industria textil como conservante en alimentos para animales y en la agricultura) y dimetilcarbonato (usado como solvente en la producción de plásticos, adhesivos, y productos farmacéuticos), además de vectores energéticos como el gas de síntesis. Este enfoque ayuda no solo a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que también diversifica la oferta de productos en el mercado impulsando beneficios económicos y ambientales para las comunidades.

Tecnologías en el horizonte: captura y conversión

La investigación se centra en evaluar diversas tecnologías de captura de CO₂, incluyendo la adsorción en superficies sólidas y líquidas, así como el uso de microalgas. La adsorción es un fenómeno físico en el que un compuesto en fase líquida o gaseosa entra en contacto con un sólido adsorbente y se adhiere a la superficie de este.

Cada tecnología presenta ventajas y desafíos únicos; por ejemplo la adsorción con aminas, unos compuestos orgánicos derivados del amoníaco y que se utilizan en productos como medicamentos, plásticos y tintes, es ampliamente estudiada y utilizada industrialmente pero enfrenta problemas de contaminación y demanda energética. Por otro lado, el cultivo de microalgas para capturar CO₂, aunque prometedor desde una perspectiva ambiental, es costoso, por lo que se usa principalmente en otros países.

Una vez capturado, el CO₂ se somete a diferentes procesos de conversión para obtener productos útiles. Entre las tecnologías evaluadas se encuentra la gasificación, que permite producir gas de síntesis, y la electrorreducción, que puede generar ácido fórmico. La tesis explora la viabilidad de estas tecnologías en escala de laboratorio y su potencial para ser aplicadas en contextos industriales.

La gasificación con CO₂ es un proceso que permite producir gas de síntesis con un poder calorífico mayor al que se obtiene por los procesos convencionales que emplean solo aire como agente oxidante, por lo que su aplicación como vector energético es muy prometedora. Por otro lado, la electrorreducción usa electricidad para transformar el CO₂ en compuestos útiles como ácido fórmico, mediante una reacción electroquímica. Ambas técnicas se están evaluando a escala de laboratorio para determinar su viabilidad y potencial aplicación en el contexto analizado.

Un futuro sostenible

Aunque aún queda trabajo por hacer para implementar estas tecnologías a gran escala, la tesis de biorrefinerías de un solo carbono representa una opción en la lucha contra el cambio climático. Con una combinación de innovación tecnológica y enfoque práctico, esta investigación ofrece una perspectiva esperanzadora para transformar el CO₂ en un recurso valioso, contribuyendo así a una economía circular más sostenible y eficiente.

A medida que el mundo busca mitigar los gases de efecto invernadero, de los que el CO₂ es uno de los más representativos, iniciativas como estas son cruciales para encontrar soluciones efectivas y viables. La tesis no solo abre nuevas posibilidades para aprovechar el dióxido de carbono, sino que además sienta las bases para un futuro en el que los residuos se conviertan en oportunidades, y la sostenibilidad se convierta en la norma.