De todos los países en el mundo que se podría esperar que alberguen un gran avance en el almacenamiento de dióxido de carbono -y, por tanto, manteniéndolo fuera de la atmósfera- Islandia probablemente no es el primero que usted elija. Eso es simplemente porque en comparación con lugares como Estados Unidos, el país de 331.000 apenas tiene un problema con el carbono, por lo menos en la forma de generar electricidad. La isla montañosa y volcánica se basa en gran medida en fuentes renovables  de calor geotérmico e hidráulica, ambos, para generar electricidad. Por lo tanto, un 85% de toda la energía utilizada en Islandia es alimentada por fuentes renovables.

Una pequeña cantidad de dióxido de carbono en realidad emerge de un proceso de producción de energía geotérmica de Islandia, sin embargo, originarios de rocas volcánicas y viajar junto con otros gases en el vapor que mueve las turbinas en las centrales geotérmicas. Así, en 2007, Reykjavik Energy -cuya planta Hellisheidi es una de las mayores instalaciones de producción de energía geotérmica en el mundo, con 303 megawatts de capacidad- comenzó un proyecto llamado CarbFix. El objetivo era tomar algunas de las alternativas de las relativamente pequeñas emisiones de dióxido de carbono de sus plantas geotérmicas (junto con las emisiones de sulfuro de hidrógeno, un gas peligroso) y guardarlos de nuevo en el suelo rocoso de 400 a 800 metros de profundidad. La planta Hellisheidi emite alrededor de 40.000 toneladas de dióxido de carbono al año. (Estados Unidos, por comparación, emite 5 billones).

No es la primera vez que alguien ha tratado de almacenar el exceso de carbono bajo la tierra -pero en este caso, había una vuelta de tuerca. El carbono no se ha de conservar en estado gaseoso o líquido (súper-crítico), de tal manera que podría escapar de nuevo al aire. En este nuevo caso han inyectado el CO2 con agua en un subsuelo de roca volcánica y han logrado que solidifique en un periodo relativamente corto, cuestión de meses. El dióxido de carbono se convertiría en un carbonato mediante la unión con el calcio, magnesio o hierro que se produce naturalmente en grandes cantidades en basalto.

Y ahora, en un nuevo artículo en Science, los representantes de Reykjavik Energy y un equipo de científicos de un gran número de universidades, incluyendo la University of Southampton en el Reino Unido y Lamont-Doherty Earth Observatory del a Columbia University, muestran no sólo que el proceso de inyección de dióxido de carbono en roca de basalto funciona en el sitio de Islandia, sino que por otra parte, el dióxido de carbono es mineralizado o se convierte en roca, muy rápidamente. En dos años, reportaron, el 95% de dióxido de carbono inyectado se había convertido en minerales.

"Cuando en realidad lo hicimos, eso resultó ser de dos años", dijo Martin Stute, geoquímico de Lamont-Doherty y un autor del estudio (la investigación fue dirigida por el colega de Stute, Juerg Matter, que también tiene un appointment en la University of Southampton).

"Nosotros realmente no esperamos que suceda a nosotros, y nos sorprendió mucho". La línea de tiempo es muy diferente de lo que generalmente se supone que cuando los científicos hablan sobre el proceso de erosión geológica, en el que, sobre las escalas de tiempo muy extensas, el dióxido de carbono, finalmente, se absorbe en las rocas lo que se considera que generalmente es la parte más lenta del ciclo de carbono de la Tierra.

"Demostramos que usando este método, se puede eliminar de forma permanente el CO2, almacenarlo en la roca, y la roca no se va a ninguna parte, se queda allí por escalas de tiempo geológicas", añade Edda Aradottir, que trabaja con Reykjavik Energy y es también autor del estudio. "Así que yo espero que otros tipos de industrias estarían interesadas en este método".

El hallazgo podría ser muy importante debido a la ubicuidad del basalto en el mundo. Los investigadores dicen que el 10% de las rocas que forman parte de los continentes son de basalto, y también lo es "la mayor parte del fondo del océano". Así que es el 90% de Islandia, según CarbFix. Bradford Hager, profesor de ciencias de la tierra del MIT, que no participó en el estudio, dijo que este método es una alternativa mejor que los fluidos súper-críticos, pero la magnitud de esta demostración es muy pequeña. También dijo que el estudio funcionó tan bien porque los basaltos de Islandia están muy desgastados. Otros basaltos no puede mineralizar el dióxido de carbono tan rápidamente. "Es alentador que pueda funcionar, pero es una exageración decir que podría ser utilizado en todos los fondos de los océanos", dijo.

La inyección se informó en el nuevo estudio era pequeño, para estar seguro, y sólo ascendió a un proyecto piloto, dijo Stute. Se inyectaron alrededor de 250 toneladas de gas, principalmente de dióxido de carbono, sino también un volumen sustancial de sulfuro de hidrógeno. Desde entonces, sin embargo, Reykjavik Energy ha ampliado e inyecta 5.000 toneladas por año, y ahora se prevé que se duplique Aradottir.

En última instancia, podría ser posible almacenar todo el CO2 de la planta, o 40.000 toneladas por año. "La capacidad es, sin duda, en el suelo para tomar todo el CO2, y mucho más, en realidad", dijo. Otros expertos que han participado en la captura y el secuestro de carbono elogiaron los resultados reportados por el grupo.

La captura y secuestro de carbono (CCS, por sus siglas en inglés), ya es un proceso conocido, ha tenido un historial irregular hasta ahora. Si bien hay algunos proyectos que están siendo diseñados o en construcción, sólo una planta de energía, en Canadá, en la actualidad la captura y almacenamiento de carbono a escala comercial (y ha estado teniendo problemas). Mantener una gran cantidad de CO2 en la atmósfera era necesaria una costosa expansión de la tecnología para muchas más centrales eléctricas y otras instalaciones industriales. Entre las preocupaciones sobre el secuestro es que el dióxido de carbono en forma gaseosa o líquida que se bombea bajo tierra podría escapar a la atmosfera. Así que los sitios tendrían que ser monitoreados, potencialmente durante décadas o siglos.

También han suscitado preocupación entre el público y los proyectos en terreno en Holanda y Alemania se han detenido como resultado. El CCS convencional también requiere que el CO2 sea separado de la mezcla de los gases emitidos por las centrales eléctricas y plantas industriales, que es caro. Pero el CCS a basa de basalto no requiere esto.

"El almacenamiento de carbono es una pieza fundamental de la iniciativa mundial para reducir las emisiones de dióxido de carbono y la realización de los objetivos en la misión por la innovación establecidos en Paris", dijo Sallie Greenberg, una científica del Illinois State Geological Survey que colabora con Archer Daniels Midland en un proyecto para almacenar grandes volúmenes de dióxido de carbono en capas de arenisca de Illinois. "Este trabajo demuestra que la mineralización del carbono tiene potencial para aumentar nuestra capacidad para almacenar de forma permanente el CO2".

"Hicieron un muy buen progreso y este paper representa un gran avance", agregó Klaus Lackner, que dirige el Center for Negative Carbon Emissions en Arizona State University y quien dice que conoce a los investigadores involucrados y ayudaron a que el proyecto empiece pero no es auto del paper.

"Es un resultado importante que el CO2 forme carbonatos en un corto tiempo. El secuestro subterráneo de minerales sólo es útil en una escala de tiempo humana. Si se tarda 5.000 años, como podría hacer en las formaciones de silicato, en realidad no es una gran ventaja para la formación de los minerales. Eso no añade mucho a la seguridad del almacenamiento de CO2 debido a la escala de tiempo relevante el CO2 sigue siendo móvil y puede volver".

Lackner, junto con otros científicos involucrados en el intento de estudiar la forma de eliminar el dióxido de carbono del aire y almacenarlo, se ha investigado una idea relacionada apodada "enhanced weathering". En este esquema, la reacción de envejecimiento natural, en el cual el carbono en el agua interactúa con las rocas para formar carbonatos, se acelera por encima de porciones de trituración de roca y extendiéndolas por todo el lugar. Stute dijo que en verdad, tanto el enhanced weathering y la inyección del basalto, probablemente, tiene su papel para ayudar a solucionar el problema del carbono. "Muchos de estos estudios han estado mirando simplemente la recolección de materiales rocosos y exponiéndolos a CO2", dijo.

Los investigadores están entusiasmados con su posible solución, aunque advierten que aún están en proceso de ampliación para ser capaces de manejar algo parecido a las enormes cantidades de dióxido de carbono que se están emitiendo en todo el mundo -y que el transporte de dióxido de carbono a lugares con basalto, y su inyección en grandes volúmenes junto con cantidades aún mayores de agua, sería un asunto complejo. Aún así, el potencial está ahí, dicen.

"Básicamente, cualquiera podría secuestrar todo el CO2 humano emitido en basaltos, si se quiere, pero hay que capturar el CO2 y conseguir ponerlo en estos lugares", dijo Stute.

A la hora de defender su proyecto, los investigadores se han encontrado con el problema de costes. La captura del CO2 en las centrales eléctricas y otros complejos industriales es cara, y no tiene incentivos, además de estar considerada como poco rentable. También hace falta una infraestructura, que se presume cara, para bombear el gas al sitio en el que se enterrará. En el caso del proyecto CarbFix hace falta una cantidad sustancial de agua —25 toneladas por cada tonelada de CO2 enterrado— aunque creen que podría utilizarse el agua de mar y en ese caso las zonas costeras son firmes candidatas para poner en práctica estos proyectos.