Investigadores de Empa, el instituto federal suizo de ciencia y tecnología de materiales, desarrollan un enfoque de captura de dióxido de carbono que apuesta a repetir ciclos muy rápidos sobre recubrimientos ultrafinos. En lugar de retener una gran cantidad de gas en cada ciclo, la propuesta busca compensar una menor capacidad de captura con una velocidad de funcionamiento mucho mayor. El instituto difundió el trabajo el 22 de octubre.
El concepto se asemeja a una cinta transportadora: una superficie recubierta se desplaza entre una zona en contacto con el aire y otra donde libera el dióxido de carbono. El equipo plantea utilizar, por ejemplo, cilindros rotatorios para mantener ese movimiento. Todavía no se trata de una instalación comercial ni de una tecnología cuya competitividad haya sido demostrada en condiciones de operación.
La investigación forma parte de la iniciativa Mining the Atmosphere, dedicada a explorar maneras de recuperar carbono de la atmósfera y aprovecharlo como materia prima. Participan equipos dirigidos por Sandra Galmarini, Dirk Hegemann, Dorina Opris y Manfred Heuberger. En esta etapa estudiaron distintos recubrimientos y realizaron simulaciones iniciales del flujo de aire y del proceso.
Los sistemas convencionales de captura directa del aire necesitan mover grandes volúmenes mediante ventiladores para hacerlos pasar por materiales que retienen el gas. Después deben liberar el dióxido de carbono mediante procesos que pueden requerir calor, vacío y vapor. La baja concentración del compuesto en la atmósfera vuelve exigente esa operación: capturar una cantidad relevante implica tratar mucho aire.
La alternativa de Empa utiliza capas muy finas de materiales que contienen aminas. El objetivo es que el gas se una a la superficie, en vez de penetrar profundamente en una estructura porosa. Al trabajar con menos material, los investigadores esperan poder calentarlo y enfriarlo con mayor rapidez. Su meta es llevar los ciclos a menos de un segundo, una condición que aún deben medir de manera adecuada.
En la zona de captura, el aire circularía junto al recubrimiento. En la segunda zona, el aumento de temperatura y la reducción de presión permitirían desprender el dióxido de carbono y dejar la superficie lista para repetir el recorrido. La separación física de ambas etapas responde a necesidades distintas: la primera exige espacio para el flujo de aire y la segunda se beneficia de un volumen de gas menor.
Esa arquitectura podría reducir la cantidad de material que debe calentarse en cada repetición. Sin embargo, el balance final no está establecido. Empa señaló que todavía faltan capacidades experimentales para observar los procesos críticos en fracciones de segundo. Por eso, el paso inmediato es desarrollar una plataforma de medición que permita conocer la rapidez con que las capas retienen y liberan el gas.
Esos datos servirán para determinar cuánto dióxido de carbono puede recuperarse por unidad de volumen y de tiempo. También será necesaria una instalación de ensayo para estudiar la estabilidad de los recubrimientos después de muchos ciclos y el comportamiento de los sellos y las zonas de presión cuando el sistema gire a alta velocidad. Son condiciones centrales para evaluar si el concepto puede competir con las opciones existentes.
El equipo también considera posibles ventajas de mantenimiento y escala. Las superficies delgadas podrían requerir menos material y ser más sencillas de reemplazar; el movimiento rotatorio podría contribuir a transportar aire. Además, los investigadores proponen combinar unidades pequeñas en un sistema modular, en lugar de depender exclusivamente de instalaciones cada vez mayores.
Por ahora, esas ventajas son objetivos de desarrollo, no resultados comerciales acreditados. La novedad es una estrategia de ingeniería que cambia capacidad por velocidad y define qué ensayos necesita para comprobarse. Su utilidad ambiental dependerá del desempeño real del conjunto y de lo que ocurra después con el carbono recuperado, dentro de la cadena de aprovechamiento que estudia Empa.
