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Domingo Martín García trabaja en nuevos sistemas de captura y almacenamiento de CO2 para paliar el cambio climático

Su tesis doctoral propone utilizar un espacio ya explotado, como es una cantera de arcilla, como recipiente contenedor de residuos de la construcción donde inyectar CO2 para guardarlo de forma estable mediante la carbonatación.

El investigador Domingo Martín García.

Ana Rodríguez. Domingo Martín García es un investigador gaditano que ha presentado recientemente su tesis doctoral en la Universidad de Sevilla, donde estudió la carrera de Física. Su proyecto versa sobre la ‘Carbonatación de residuos de la construcción como alternativa para la reducción de CO2‘, un proceso que persigue la captura y almacenamiento de CO2 a fin de reducir las emisiones de este gas, el principal de efecto invernadero.

Domingo, en posesión del máster universitario en Ciencia y Tecnología de los Nuevos Materiales de la US, siempre ha tenido una especial preocupación por el medioambiente, y especialmente en el calentamiento global y las emisiones de gases de efecto invernadero, aunque fue su participación en un proyecto sobre captura de CO2 en residuos industriales la que motivó al ya doctor a decantarse por profundizar en esta temática.

En concreto, Martín obtuvo una beca para trabajar en un estudio sobre carbonatación mineral con residuos industriales junto con la empresa Abengoa Inabensa S.A. Desde la Universidad, su labor se centraba en determinar las condiciones ideales en las que, utilizando residuos industriales (desechos), se puede capturar dióxido de carbono de forma estable y segura, es decir, retener CO2 evitando su emisión a la atmósfera.




Por aquel entonces, Domingo se incorporó al grupo de investigación de la Hispalense ‘Mineralogía Aplicada’ y fue nombrado asistente honorario del Departamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola. Poco después se matriculó en el Programa de Doctorado en Recursos Naturales y Medioambiente e inició su tesis doctoral bajo la dirección de la profesora Patricia Aparicio, quien fuera su jefa durante su paso por el Laboratorio de Rayos X de los Servicios Generales de Investigación de la Universidad de Sevilla (CITIUS), donde trabajó año y medio como becario.

Imagen del pequeño reactor construido para recrear las condiciones en una cantera de arcilla.

La investigación de Martín parte de dos técnicas, la captura y el almacenamiento de CO2, nacidas en los años 90 aunque promocionadas a partir de 2005 por el  Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), dependiente de Naciones Unidas, como una opción para reducir las emisiones de dióxido de carbono que provocan el cambio climático. La finalidad, en suma, es desarrollar técnicas y tecnología que permitan capturar el CO2 antes de ser emitido a la atmósfera para luego ser transportado a lugares seguros de almacenamiento.




“Dentro de las posibilidades de almacenamiento se encuentra la carbonatación mineral“, explica el investigador, “que consiste en la fijación de CO2 mediante la reacción de este gas con alguna roca o material que pueda ser ‘carbonatable’, es decir, convertido en carbonatos estables medioambientalmente, por tanto, reteniendo el CO2. Es como convertir el gas, combinándolo con algún ion metálico, en un sólido. El objetivo es extraer (capturar) el CO2 de una fuente de emisión (una chimenea industrial, por ejemplo) y este CO2 guardarlo (almacenarlo) en un lugar seguro, evitando que llegue a la atmósfera”.

La tesis de Martín se basa justamente en la carbonatación mineral, un proceso que se produce de forma natural en rocas de la superficie terrestre, aunque es lento. De ahí que el investigador persiga encontrar las condiciones óptimas para que se complete en un tiempo que sea aceptable y rentable medioambiental y económicamente. Para ello, como material ‘carbonatable’ propone utilizar residuos de la construcción, dando a este residuo una segunda vida útil.

El también investigador Antonio Romero y Domingo Martín extraen el material del reactor para su análisis (arcilla y ladrillos).

En este sentido, Domingo explica que “hemos tenido que encontrar qué tipo de residuo de la construcción es el más eficiente para la carbonatación en condiciones superficiales, o sea, a temperatura ambiente y con baja presión de CO2”. Así, su proyecto de tesis comenzó con la búsqueda de las condiciones experimentales con diferentes tipos de ladrillos como principal componente de estos residuos de la construcción. “Fue necesario analizar la composición mineral y química de una serie de ladrillos, de ladrilleras andaluzas, para luego ensayar en reactores estancos de pequeño volumen”, señala Martín.

Una vez analizados los ladrillos, las condiciones de reacción y modelizado el proceso, el investigador diseñó una pequeña planta piloto que imitaría el proceso de carbonatación en la recuperación de una cantera agotada de arcilla. Introdujeron en el reactor, de unos 53 litros, la arcilla en base y paredes, dejando espacio para rellenar con los ladrillos y, finalmente, cubrirlo de nuevo con arcilla. La función principal de la arcilla era hacer de contenedor, permitiendo confinar el gas, que era directamente inyectado en el relleno de ladrillos.

Los ensayos se realizaron a temperatura ambiente y baja presión de CO2, tomando un muestreo tanto del material de relleno como de la arcilla cada cierto tiempo (desde los pocos meses hasta el año) para determinar el CO2 retenido en los ladrillos y la evolución de éste en la capa de sellado. En suma, la finalidad era comprobar la viabilidad de utilizar la cantera como recipiente contenedor de residuos de la construcción donde inyectar el CO2 para que éste fuera almacenado de forma estable mediante la carbonatación.

Esquema del reactor. En gris se aprecia la arcilla que envuelve al residuo (ladrillos) en amarillo.

Al final, según Martín, “se consiguió un porcentaje de CO2 retenido que puede tener un interés tanto medioambiental como económico, así como la viabilidad de estudiar la posibilidad de extrapolar a una cantera real en un posible proyecto futuro”. Un resultado muy positivo con consecuencias medioambientales importantes, ya que la aplicación práctica de esta iniciativa permitiría “reducir emisiones, dar una utilidad a un residuo que tenemos acumulado en grandes cantidades como es el residuo de la construcción y recuperar un espacio ya explotado como es una cantera de arcilla”, pone de relieve el investigador.

Actualmente, y a raíz de sus indagaciones, Domingo Martín se encuentra realizando una estancia de algo más de tres meses en la Universidad Heriot-Watt de Edimburgo (Escocia), en concreto trabaja con un grupo de investigación de gran relevancia y prestigio internacional en el área de la captura y almacenamiento de CO2, el Research Centre of Carbon Solutions. “Hasta las próximas Navidades estaré aquí aprendiendo más y colaborando en este área de investigación sobre la captura, el almacenamiento y posibles soluciones que permitan la reducción de las emisiones de CO2. También estoy conociendo más sobre la interacción del CO2 con las arcillas para un mejor entendimiento sobre la utilización de este material para el sellado y así mejorar la propuesta derivada de mi tesis doctoral”, concluye el doctor.



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