Tecnología pionera más limpia destinada a transformar las emisiones agrícolas

por Mateo González
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Methane Reduction Technology

Una vista interior del reactor MEPS (Sistema fotoquímico de erradicación de metano) revela cómo los átomos de cloro, generados por la luz ultravioleta, interactúan con el gas metano. Crédito a Morten Krogsbøll por la imagen.

En un estudio innovador, el equipo de la Universidad de Copenhague ha aprovechado la luz y el cloro para eliminar eficazmente el metano en baja concentración del aire. Este avance allana el camino para erradicar potencialmente los gases de efecto invernadero de entornos como recintos para ganado, instalaciones de biogás y plantas de tratamiento de aguas residuales, ayudando así al clima.

El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) reconoce que reducir las emisiones de metano es crucial para frenar de inmediato el aumento de la temperatura global. El metano, que tiene un impacto hasta 85 veces mayor como gas de efecto invernadero en comparación con el CO2, es emitido predominantemente por actividades humanas, en particular por la producción de ganado y combustibles fósiles.

Enfoque innovador para reducir el metano

El Departamento de Química de la Universidad de Copenhague, junto con Ambient Carbon, una empresa derivada, ha desarrollado un método novedoso para extraer metano del aire.

El profesor Matthew Stanley Johnson de UCPH, líder en química atmosférica, afirmó: “Una parte importante de las emisiones de metano se origina en numerosas fuentes de baja concentración, como establos de ganado y cerdos, que antes eran difíciles de mitigar. Sin embargo, nuestro último avance demuestra la viabilidad de la eliminación de metano utilizando nuestra cámara de reacción hecha a medida”.

El equipo diseñó una cámara de reacción que acelera el proceso de descomposición natural del metano. Este sistema, denominado Sistema Fotoquímico de Erradicación de Metano (MEPS), acelera la degradación del metano 100 millones de veces en comparación con su tasa natural.
El crédito es para Michael Skov Jensen de SCIENCE/KU por esta información.

El profesor Johnson ha compartido estos hallazgos en la COP 28 en Dubai y en la Academia Nacional de Ciencias en Washington DC, que asesora al gobierno de Estados Unidos en ciencia y tecnología.

Purificación de metano mediante reactor

Normalmente, el metano en el aire se puede quemar si su concentración es superior al 4 por ciento, pero la mayoría de las emisiones causadas por los humanos son inferiores al 0,1 por ciento, lo que las hace incombustibles.

Para solucionar este problema, los investigadores desarrollaron una cámara de reacción que se asemeja a una caja metálica alargada equipada con numerosas mangueras e instrumentos. Esta cámara facilita una secuencia de reacción química que eventualmente descompone el metano.

El mecanismo MEPS emplea luz ultravioleta y cloro gaseoso generado mediante electrólisis para erradicar el metano en el sitio. Crédito a Matthew Stanley Johnson, Departamento de Química, Universidad de Copenhague.

"Experimentos recientes han demostrado que nuestra cámara puede eliminar el 58 por ciento del metano del aire, y las mejoras en el laboratorio han elevado esta cifra al 88 por ciento", señala Matthew Stanley Johnson.

El papel del cloro

El cloro es fundamental para este descubrimiento. Su combinación con la luz permite una eliminación de metano del aire más eficiente que el proceso atmosférico, que suele durar entre 10 y 12 años.

En el reactor MEPS, las moléculas de cloro interactúan con el gas metano en una cámara y la exposición a la luz ultravioleta provoca la división de estas moléculas, formando átomos de cloro.

"Estos átomos de cloro inician una reacción, desintegrando el metano aproximadamente 100 millones de veces más rápido que de forma natural", explica Johnson.

Descripción general del método

Este método, denominado MEPS, acelera drásticamente el proceso de degradación natural del metano.

Los átomos de cloro generados en la cámara arrebatan un átomo de hidrógeno al metano, provocando su descomposición. El producto de cloro resultante (ácido clorhídrico) luego se captura y se reutiliza en la cámara.

El metano se transforma en dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2), reflejando el proceso atmosférico.

Perspectivas futuras: abordar las emisiones en la agricultura y los residuos

El Departamento de Química recibirá un contenedor de envío de 40 pies, que albergará un prototipo más grande de la cámara de reacción construida en laboratorio. Este “limpiador de metano” podría potencialmente integrarse en los sistemas de ventilación de los establos de ganado.

"Dado que las granjas ganaderas modernas ya extraen amoníaco del aire, incorporar la eliminación de metano en estos sistemas de purificación de aire es un paso lógico", sugiere el profesor Johnson.

Este enfoque también es aplicable a las plantas de tratamiento de biogás y aguas residuales, importantes fuentes de emisión de metano en Dinamarca después de la producción ganadera.

La fase preliminar de esta investigación implicó medir las fugas de metano de varios establos de ganado, plantas de tratamiento de aguas residuales y plantas de biogás en toda Dinamarca.

"Dinamarca, líder en producción de biogás, se enfrenta a un desafío, ya que incluso las fugas menores de metano de este proceso pueden anular los beneficios climáticos", concluye Johnson.

Esta investigación ha sido publicada en la revista Environmental Research Letters.

Información adicional sobre el metano (CH4)

El metano requiere una concentración superior a 4%, o 40.000 ppm, para ser inflamable y, por tanto, eliminarse mediante combustión. La mayoría de las emisiones inducidas por el hombre caen por debajo del 0,1 por ciento.

El IPCC confirma que la reducción de las emisiones de metano frenará inmediatamente el aumento de las temperaturas globales.

El metano, un subproducto natural de fuentes como los humedales y de actividades humanas como la producción de alimentos y el gas natural, es responsable de un tercio de los gases de efecto invernadero que afectan el clima.

El metano tarda entre 10 y 12 años en descomponerse naturalmente

Preguntas frecuentes (FAQ) sobre la tecnología de reducción de metano

¿Qué es el Sistema Fotoquímico de Erradicación de Metano (MEPS)?

MEPS es una tecnología innovadora desarrollada por la Universidad de Copenhague y Ambient Carbon, diseñada para descomponer rápidamente el metano de baja concentración en el aire. Utiliza una combinación de luz ultravioleta y cloro en una cámara de reacción para degradar el metano 100 millones de veces más rápido que su proceso de degradación natural en la atmósfera.

¿Cómo funciona el reactor MEPS para reducir las emisiones de metano?

El reactor MEPS funciona introduciendo moléculas de cloro y gas metano en una cámara de reacción. Luego, se irradia luz ultravioleta sobre las moléculas de cloro, lo que hace que se divida en átomos que reaccionan con el metano y lo descomponen en dióxido de carbono, monóxido de carbono e hidrógeno. Este proceso es significativamente más rápido y más eficiente que la degradación atmosférica natural del metano.

¿Cuál es la importancia del cloro en la tecnología MEPS?

El cloro juega un papel crucial en el sistema MEPS. Se utiliza junto con la energía luminosa para desencadenar una reacción química que descompone el metano a un ritmo mucho más rápido de lo que ocurre naturalmente en la atmósfera. Esta reacción acelerada ayuda a la eliminación eficiente del metano del aire.

¿Dónde se puede aplicar la tecnología MEPS?

La tecnología MEPS tiene aplicaciones potenciales en varios sectores, particularmente en la agricultura y la gestión de residuos. Puede integrarse en sistemas de purificación de aire existentes en establos de ganado, plantas de biogás e instalaciones de tratamiento de aguas residuales, lo que ayuda a reducir significativamente las emisiones de metano de estas fuentes.

¿Cuáles son los beneficios ambientales del uso de la tecnología MEPS?

La tecnología MEPS ofrece importantes beneficios ambientales al reducir eficientemente las emisiones de metano, un potente gas de efecto invernadero. Esta reducción es crucial en la lucha contra el cambio climático, ya que el metano tiene un impacto significativamente mayor en el calentamiento global que el dióxido de carbono. La reducción de las emisiones de metano puede conducir a una disminución inmediata del aumento de las temperaturas globales.

Más sobre la tecnología de reducción de metano

  • Universidad de Copenhague
  • Cartas de investigación ambiental
  • Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC)
  • Sistema Fotoquímico de Erradicación de Metano (MEPS)
  • Emisiones de metano y cambio climático
  • Tecnologías de reducción de gases de efecto invernadero
  • Innovaciones en ciencias ambientales
  • Gestión de emisiones ganaderas
  • Producción de biogás y control de metano
  • Tratamiento de aguas residuales y reducción de emisiones de metano
  • Investigación de Matthew Stanley Johnson sobre la reducción del metano

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5 comentarios

Mike Smith diciembre 19, 2023 - 6:14 am

No soy científico, pero esto parece un gran problema para el cambio climático, especialmente porque el metano es tan dañino como gas de efecto invernadero. ¡Felicitaciones al equipo de la Universidad de Copenhague!

Responder
Sara Johnson diciembre 19, 2023 - 1:15 pm

Interesante lectura, pero me pregunto qué tan práctica es esta tecnología MEPS a gran escala. Parece que podría ser complicado de implementar en todos esos entornos diferentes que mencionaron.

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Álex Martínez diciembre 19, 2023 - 2:59 pm

Estoy totalmente a favor de reducir las emisiones de metano, pero ¿qué pasa con el costo? Este tipo de innovaciones tecnológicas suelen tener un precio elevado, espero que sea algo que se pueda gestionar.

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fulano de tal diciembre 19, 2023 - 3:11 pm

¡Guau, esto es algo realmente impresionante! La forma en que utilizan la luz y el cloro para descomponer el metano es simplemente alucinante. Es fantástico ver que la ciencia avanza tanto en la protección del medio ambiente.

Responder
Emily Thompson diciembre 19, 2023 - 6:37 pm

Gran artículo, pero hay mucha jerga técnica que se me pasó por alto. Me encantaría ver una explicación más simplificada para nosotros, los que no somos científicos.

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