Reducir las emisiones globales de dióxido de carbono es fundamental para evitar un gravitante desastre climático. Pero los métodos actuales para eliminarlos están demostrando ser inadecuados y costosos. Investigadores de la Universidad de California, Berkeley, proponen una solución escalable que utiliza cultivos de biomasa para el secuestro del carbono del aire. Y luego enterrar la vegetación cosechada en vertederos biológicos secos.
A través de tecnologías sencillas y económicas que eliminarían el carbono de nuestra atmósfera almacenándolo de forma segura durante miles de años. Para ello, los investigadores sugieren acondicionar cultivos de biomasa para capturar el carbono del aire y sumergir la vegetación cosechada en vertederos biológicos secos diseñados.
La biomasa es el conjunto de la materia orgánica, de origen vegetal o animal, y los materiales que proceden de su transformación natural o artificial. Este enfoque único, que los investigadores llaman agrosecuestro, mantiene seca la biomasa enterrada con la ayuda de la sal para suprimir la actividad microbiana y evitar la descomposición. Esto es lo que permite el secuestro estable de todo el carbono de la biomasa, dice el informe publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.
El resultado es carbono negativo, lo que convierte a este enfoque en un posible cambio de juego, según Eli Yablonovitch. Autor principal y profesor de la Escuela de Graduados del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de UC Berkeley.
“Estamos afirmando que la ingeniería adecuada puede resolver el 100 % de la crisis climática, a un costo manejable”, sostiene. “Si se implementa a escala global, este método de secuestro de carbono negativo tiene el potencial de eliminar las emisiones anuales actuales de dióxido de carbono. Así como las emisiones de años anteriores de la atmósfera”.
Otra forma de secuestro de carbono
A diferencia de los esfuerzos anteriores hacia la neutralidad del carbono, el secuestro agrícola no busca la neutralidad neta del carbono, sino la negatividad neta del carbono. Según el documento, por cada tonelada métrica (tonelada) de biomasa seca, sería posible secuestrar aproximadamente 2 toneladas de dióxido de carbono.
La idea de enterrar biomasa para secuestrar carbono ha ido ganando popularidad. Con organizaciones emergentes enterrando todo, desde plantas hasta madera. Pero garantizar la estabilidad de la biomasa enterrada es un desafío. Si bien estos entornos de almacenamiento carecen de oxígeno, los microorganismos anaeróbicos aún pueden sobrevivir. Y hacer que la biomasa se descomponga en dióxido de carbono y metano. Lo que hace que estos enfoques de secuestro sean neutros en carbono, en el mejor de los casos.
Pero hay una cosa que todas las formas de vida requieren: humedad. Esto se mide por la «actividad del agua», una cantidad similar a la humedad relativa. Si la actividad del agua interna cae por debajo del 60%, toda la vida se detiene, un concepto que sustenta la nueva solución de secuestro agrícola de los investigadores de UC Berkeley.
«Hay preguntas importantes sobre el secuestro o captura de carbono a largo plazo de muchas de estas tecnologías basadas en la naturaleza y la agricultura recientemente popularizadas», señala Harry Deckman. Coautor del estudio e investigador del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación.
“El enfoque de agro-secuestro que estamos proponiendo puede secuestrar de manera estable el carbono en la biomasa salada seca durante miles de años. Con un costo menor y una mayor eficiencia de carbono que estas otras tecnologías de captura de aire” precisa.
Un poco de sal para abordar el cambio climático
Hugh Helferty, cofundador y presidente de Producer Accountability for Carbon Emissions (PACE), una organización sin fines de lucro comprometida con lograr cero emisiones netas globales para 2050, ve una gran promesa en esta solución con el secuestro de carbono.
“El secuestro agrícola tiene el potencial de transformar soluciones temporales. Basadas en la naturaleza en almacenamiento permanente de carbono”, afirma Helferty, quien no participa en el estudio. “Al desarrollar su enfoque, Deckman y Yablonovitch han creado una nueva opción invaluable para abordar el cambio climático”.
Las células vivas deben poder transferir nutrientes solubles en agua y desechos solubles en agua a través de sus paredes celulares para sobrevivir. Según Deckman, se ha demostrado que la disminución de la actividad del agua por debajo del 60 % detiene estos procesos metabólicos.
Para lograr el nivel necesario de sequedad, Yablonovitch y Deckman se inspiraron en una técnica de conservación de alimentos a largo plazo que se remonta a la época babilónica: la sal.
“La sequedad, a veces asistida por sal, reduce efectivamente la humedad relativa interna de la biomasa secuestrada”, indica Yablonovitch. “Y se ha demostrado que eso previene la descomposición durante miles de años”.
Los investigadores apuntan a una palmera datilera llamada Matusalén como prueba de que la biomasa, si se mantiene lo suficientemente seca, puede conservarse mucho más allá del próximo milenio.
Matusalén da garantías de perdurabilidad
En la década los sesenta, el arqueólogo israelí Yigal Yadin descubrió semillas de palmeras datileras entre ruinas antiguas en la cima de Masada. Una meseta con vista al Mar Muerto, uno de los lugares más áridos del mundo.
Las semillas permanecieron en un cajón durante más de 40 años, hasta que Sarah Sallon, una doctora que investiga medicinas naturales, las solicitó en 2005. Después de datar las semillas con carbono, se enteró de que tenían 2000 años y luego le pidió a la horticultora Elaine Solowey que los plantara. Germinaron, y Matusalén, una de esas palmeras datileras, sigue prosperando hoy.
“Esta es una prueba de que si mantiene seca la biomasa, durará de cientos a miles de años”, dijo Yablonovitch. “En otras palabras, es un experimento natural que demuestra que se puede conservar la biomasa durante 2000 años” y lograr el secuestro de carbono.
Además de ofrecer estabilidad a largo plazo, el enfoque de secuestro agrícola de Yablonovitch y Deckman es extremadamente rentable. Juntos, los costos de la agricultura y los vertederos biológicos suman un total de $60 por tonelada de dióxido de carbono capturado y secuestrado. En comparación, algunas estrategias de captura directa de aire y secuestro de dióxido de carbono cuestan $600 por tonelada.
“Sesenta dólares por tonelada de dióxido de carbono capturado y secuestrado corresponde a un costo adicional de $0,53 por galón de gasolina”, añade Yablonovitch. “A este precio, compensar las emisiones de dióxido de carbono haría retroceder a la economía mundial en 2,4 %”.
Los investigadores compilaron más de 50 plantas de alta productividad capaces de cultivarse en diversos climas. Y con rendimientos de biomasa seca en un rango de 4 a más de 45 toneladas secas por hectárea. Todos han sido seleccionados por sus capacidades de captura de carbono.
Tierras subutilizadas, una oportunidad
Esta solución también puede escalar sin invadir o competir con las tierras de cultivo utilizadas para cultivar alimentos. Muchos de estos cultivos de biomasa pueden cultivarse en pastizales marginales y tierras forestales. O incluso en tierras agrícolas que han permanecido en barbecho.
“Eliminar todo el carbono que se produce requeriría una gran cantidad de tierras de cultivo. Pero es una cantidad de tierra de cultivo que está disponible”, asegura Yablonovitch. “Esto sería una gran ayuda para los agricultores, ya que hay tierras de cultivo que están subutilizadas”.
Los agricultores que cosechan estos cultivos de biomasa secarían las plantas y luego las sepultarían en un vertedero biológico diseñado en seco ubicado dentro de las regiones agrícolas. Decenas de metros bajo tierra y a salvo de la actividad humana y los desastres naturales.
Los investigadores basaron el diseño de estas estructuras de tumbas secas en las mejores prácticas actuales de los vertederos municipales. Pero agregaron mejoras para garantizar la sequedad. Como dos capas anidadas de polietileno de 2 milímetros de espesor que encierran la biomasa. Una práctica que ya se usa en los vertederos modernos.
El área del vertedero cubriría solo una pequeña porción, 0.0001%, de la zona agrícola. En otras palabras, 10.000 hectáreas de producción de biomasa podrían enterrarse en un vertedero biológico de 1 hectárea. Además, la superficie superior del vertedero podría restaurarse posteriormente para la producción agrícola.
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