Resumen:
Ante la insuficiencia de las medidas de reducción directa para cumplir con los objetivos climáticos globales del Acuerdo de París, las tecnologías de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS), junto con los sistemas de eliminación de dióxido de carbono (CDR), se han consolidado como pilares indispensables. Este artículo analiza el estado del arte de las tecnologías emergentes, abarcando la captura en puntos industriales, la captura directa del aire (Direct Air Capture – DAC) mediante sorbentes sólidos y líquidos, y los procesos avanzados de mineralización geológica. Se discuten los avances en su escalado comercial, sus requerimientos energéticos y los desafíos económicos que condicionan su viabilidad a gran escala.
1. Introducción
La estabilización de la temperatura media global requiere no solo frenar las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), sino también implementar de manera activa la retirada de carbono ya presente en la atmósfera. Las trayectorias delineadas por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) indican que los escenarios de emisiones netas cero (Net-Zero) dependen críticamente de tecnologías capaces de interceptar el $CO_2$ en fuentes industriales y de extraerlo directamente de la atmósfera.
En este contexto, la evolución tecnológica ha trascendido la fase experimental teórica, materializándose en proyectos comerciales de gran escala que combinan la ingeniería de materiales, la catálisis avanzada y la infraestructura geológica de almacenamiento.
2. Tipología de Tecnologías de Captura de Carbono
Las metodologías actuales se dividen fundamentalmente entre aquellas que actúan sobre fuentes emisoras estacionarias y aquellas que depuran el aire ambiente de forma difusa.
2.1 Captura en Puntos Fuente (Instalaciones Industriales)
Estas tecnologías se implementan en sectores de difícil ablandamiento (hard-to-abate), como la producción de cemento, siderurgia y generación termoeléctrica:
- Post-combustión: Utiliza disolventes químicos (principalmente aminas) para separar el $CO_2$ de los gases de escape tras la combustión. Es el sistema más maduro y adaptable a plantas preexistentes.
- Oxicombustión: Sustituye el aire por oxígeno puro en la combustión, generando una corriente de gases compuesta casi exclusivamente por CO2 y vapor de agua, lo que simplifica notablemente su separación.
- Pre-combustión: Transforma el combustible en una mezcla de hidrógeno y CO2 antes de su combustión completa, aprovechando el hidrógeno como vector energético limpio.
2.2 Captura Directa del Aire (Direct Air Capture – DAC)
A diferencia de la captura industrial, el DAC extrae el CO2 difuso en la atmósfera (actualmente superando las 420 ppm) con independencia de la ubicación de la fuente emisora. Se basa en dos vías principales:
- DAC de Base Líquida: Emplea una solución acuosa de hidróxido (como el hidróxido de potasio) en un ciclo térmico complejo para liberar gas puro a alta temperatura.
- DAC de Base Sólida: Utiliza filtros químicos sólidos impregnados con aminas u óxidos metálicos (como materiales basados en calcio mediante ciclos de carbonatación). Requiere menor energía térmica para la desorción en comparación con los sistemas líquidos.
2.3 Bioenergía con Captura y Almacenamiento de Carbono (BECCS)
Integra el uso de biomasa para la generación de energía o biocombustibles combinada con la captura de las emisiones resultantes. Al absorber la biomasa CO2 durante su crecimiento y retener el carbono emitido de forma permanente, genera emisiones netas negativas.
3. Destino del Carbono: CCUS y Almacenamiento Geológico
Una vez capturado, el $CO_2$ se comprime en estado supercrítico para su transporte (mediante redes de gasoductos o barcos especializados) con dos destinos fundamentales:
- Almacenamiento Geológico Permanente: Inyección a grandes profundidades (más de un kilómetro) en formaciones geológicas salinas o yacimientos de hidrocarburos agotados. Destacan proyectos avanzados de almacenamiento marino (como Northern Lights en Noruega o Porthos en los Países Bajos).
- Mineralización In Situ: Procesos innovadores (como el método Carbfix en Islandia) donde el CO2 se disuelve en agua y se inyecta en formaciones rocosas de basalto, reaccionando químicamente para convertirse en roca sólida en pocos años, eliminando el riesgo de fugas.
- Utilización Industrial (CCUS): Transformación del carbono en materias primas para la fabricación de materiales de construcción (cemento carbonatado), plásticos, fertilizantes y combustibles sintéticos (e-fuels) impulsados por hidrógeno verde.
4. Tabla Comparativa de Tecnologías de Captura
| Tecnología | Fuente de Emisión | Madurez Tecnológica | Destino Principal | Reto Crítico Principal |
| Post-combustión (Industrial) | Chimeneas (Cementeras, Siderurgia) | Comercial / Avanzada | Almacenamiento geológico / CCUS | Alto consumo energético de regeneración |
| DAC (Captura Directa del Aire) | Atmósfera abierta (difusa) | Comercial temprana / En escalado | Almacenamiento permanente | Costo por tonelada y eficiencia energética |
| BECCS | Procesos de biomasa / Energía | Demostración a escala comercial | Emisiones netas negativas | Disponibilidad sostenible de biomasa y suelo |
| Mineralización Geológica | Industrial / DAC | En validación comercial avanzada | Rocas basálticas subterráneas | Localización geológica específica y costos de agua |
5. Desafíos Tecnológicos y Económicos
A pesar de que el número de instalaciones comerciales operativas a nivel global ha experimentado un crecimiento notable, la industria enfrenta barreras críticas para su expansión masiva:
- Brecha de Costos y Viabilidad de Mercado: Los costos de la captura directa del aire oscilan de forma variable (frecuentemente entre 300 y 600 dólares por tonelada), mientras que los incentivos regulatorios o créditos fiscales en muchos mercados suelen quedar por debajo de dichos costos operativos.
- Demanda Energética: Los procesos de captura —especialmente la desorción térmica en DAC y la compresión del gas— exigen volúmenes masivos de energía. Si esta energía no proviene de fuentes 100% renovables, el balance neto de mitigación se ve comprometido.
- Escala frente al Volumen Global: La capacidad instalada actual representa una fracción muy reducida frente a las decenas de gigatones de emisiones globales anuales, lo que exige un ritmo de inversión exponencial en la próxima década.
6. Conclusiones
Las tecnologías de captura y retirada de dióxido de carbono han dejado de ser meras proyecciones teóricas para consolidarse como componentes tangibles de la arquitectura climática contemporánea. Si bien proyectos de gran envergadura demuestran la viabilidad técnica del almacenamiento subterráneo y la captura directa, su éxito a largo plazo dependerá de la reducción de costos mediante innovación en materiales, la expansión de energías limpias dedicadas y el fortalecimiento de marcos regulatorios que incentiven económicamente la remoción permanente de carbono
