¡Bienvenido al invernadero! · ahora recorre los invernaderos. En 2005, se reactivó para el...

8 REVISTA DRÄGER 9 | 1 / 2014

¡Bienvenido al invernadero!Desiertos sin oasis, montañas sin glaciares y osos polares sin hielo: al CO2 se le acusa de ser el causante de muchas catástrofes del actual cambio climático. Pero se olvida rápidamente de que es difícil prescindir de esta molécula, necesaria también para PROTEGER EL CLIMA.

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DIÓXIDO DE CARBONO ENFOQUE

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S í al efecto invernadero, por favor!» La gente del municipio holandés de Westland firmaría esta senten-

cia probablemente por mayoría. La región entre Róterdam y La Haya alberga una de las mayores superficies ininterrumpidas de invernaderos del mundo: aquí, se cul-tivan verduras y plantas ornamentales en palacios de cristal tan grandes como esta-dios de fútbol. Para ello, los agricultores no dejan nada al azar, incluso organizan el riego y el abono siguiendo métodos indus-triales. Muchos de ellos encienden incluso en verano los hornos de gas, no para calen-tar los invernaderos, sino para suministrar a las plantas el dióxido de carbono (CO2) que hay en el gas de combustión. Pues, sin CO2, no hay fotosíntesis, y sin fotosíntesis, no crecen las plantas. Gracias a la fotosín-tesis, las plantas producen, con ayuda de luz solar, agua y CO2, el oxígeno y la molé-cula azucarada que necesitan para crecer.

Estrictamente hablando, el abono con horno de gas no es más que un despilfarro. Los agricultores queman materias primas fósiles para producir un gas que, en otras partes, genera residuos en grandes cantida-des y contribuye a que la atmósfera terres-tre se siga calentando. Sin embargo, desde 1997, se obtiene CO2 de forma más econó-mica y ecológica. En ese año se inaugur ó en el oeste de R óterdam una gran refine-ría. Al craquear los hidrocarburos pesados se produce CO2 casi puro. Normalmente, las refinerías echan este gas de combus-tión por la chimenea. Sin embargo, aquí se lleva a los invernaderos de Westland. Para ello, ni siquiera hacen falta camiones que atasquen las carreteras. Pues, desde los años sesenta, hay un gasoducto por el que

antes se bombeaba petróleo de Róterdam a Ámsterdam que llevaba sin funcionar des-de los años ochenta (véase pág. 10) y que ahora recorre los invernaderos. En 2005, se reactivó para el proyecto OCAP (Dióxido de Carbono Orgánico para la Asimilación de Plantas), que pretende agrupar a los pro-ductores y consumidores de CO2.

Materia prima apreciada

Hasta ahora, el proyecto goza de una cre-ciente popularidad, no solo porque han aumentado los precios del gas en los últi-mos años. En 2010, se incorporó además a la red una planta de bioetanol como segun-da fuente de CO2. «Así hemos aumentado nuestras capacidades de suministro en un tercio hasta 400.000 toneladas de CO2 al año», comenta Jacob Limbeek, gerente de OCAP. «Calculamos que la demanda se duplicará a medio plazo». Para la protec-ción climática en los Países Bajos, OCAP tiene más bien un efecto homeopático. Si los cientos y cientos de invernaderos utili-zan 800.000 toneladas de CO2, el balance de emisiones de CO2 del país se reducirá en un 0,3 por ciento. No obstante, el proyec-to ha mostrado cómo gestionar los inver -naderos de forma mucho más ecológica.

Una conclusión que lleva a otros pro-yectos relevantes para el clima. Así, en la provincia de Zealanda (como consecuencia del proyecto piloto Warm), se construyen invernaderos que funcionan con CO2 en las inmediaciones de una fábrica de fertilizan-tes. Allí, el CO2 surge como un subproducto de la síntesis del amoníaco. Sin embargo, los gasoductos no solo conducen este gas a los invernaderos, sino también el agua de refrigeración calentada con la que antes >

El CO2 estimula el crecimiento: tomates hasta donde alcanza la vista. Los Países Bajos abastecen a media Europa con este sabroso fruto

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ENFOQUE DIÓXIDO DE CARBONO


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Desde el punto de vista químico, el CO2 es una molécula sumamente sencilla que se compone de un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno. En sus estados físicos se comporta como otra molécula normal, por ejemplo, como el agua (H2O). Según la temperatura ambiente y la presión, el CO2 cambia a cuatro estados diferentes. A una presión atmosférica normal y a tempera-tura ambiente, el CO2 es un gas incolor o e inodoro. Eso lo hace también peligroso, pudiendo ser mortal en altas concentra-ciones. Incluso las fuerzas de intervención profesionales, tanto los bomberos como las fuerzas de rescate, no estarían a salvo.

Sin embargo, pueden protegerse con equi-pos de protección respiratoria o de detec-ción de gases Dräger. El organismo huma-no es, en general, una de las fuentes más activas de CO2: porque quema en sus célu-las hidratos de carbono, lípidos y proteínas con ayuda del oxígeno inspirado, genera energía y, estando en reposo, expulsa entre 10 y 20 litros de CO2 por hora. No obstan-te, la cantidad de CO2 liberada a la atmós-fera en el año 2011 por la combustión de madera, carbón, petróleo o gas natural fue 20.000 veces mayor a la cantidad expulsa-da por toda la población mundial duran-te el mismo periodo de tiempo.

Mala fama

En épocas anteriores, el CO2 no tenía, en absoluto, mala fama, sino que se aprecia-ba como remedio para curar enfermeda-des. Los romanos, por ejemplo, se baña-ban hace aproximadamente 2.000 años en agua burbujeante que contenía CO2 para favorecer el riego sanguíneo. Solo más tar-de, la ciencia se ocupó de est a sustancia. Jan Baptista van Helmont consiguió ais-lar la molécula en torno al año 1600. Su composición química la descubrió Antoi-ne Laurent de Lavoisier en 1780. Y medio siglo más tarde, Michael Faraday logró, por primera vez, licuar el gas. El uso comercial de CO2 fracasó hasta mediados de los años cincuent a del pasado sig lo, sobre todo, por la falta de medios de trans-porte adecuados. Eso cambió cuando fue posible comprimir el CO2 en estado líqui-do en bombonas de acero resistentes a la presión. Una gran parte de los gastos de consumo se debe hoy al transpor te desde la fuente al consumidor. De esta forma, el

El CO2 es una fuente de energía, puede facilitar la vida diaria e, incluso, contribuir a frenar el calentamiento global

se han enfriado las plantas de producción de fertilizantes. En los invernaderos ahora también se puede prescindir de los hornos de gas en invierno. Aplicaciones como estas contribuyen a prevenir el cambio climáti-co y a salvar el honor del CO2. La fama del CO2 se ha arruinado para siempre desde que el hombre entendió la relación entre la combustión de materias primas fósiles y el calentamiento de la atmósfera terres-tre. Aunque se suele olvidar que sería difí-cil imaginarse una vida sin esta molécula. Pues es una fuente de energía, puede faci-litar la vida diaria e, incluso, contribuir a frenar el calentamiento global.

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Bajo el nombre del proyecto OCAP (Dióxido de Carbono Orgánico para la Asimilación dePlantas) se su-ministra CO2 a los invernaderos de los Países Bajos desde 2002. Para ello se explotan fuentes económicas y eco-lógicas y, en parte, se utilizan los gaso-ductos ya existen-tes. Un sistema que se ha ido ampliando. A medio plazo, la demanda incluso se duplicará.

Zona de sumi-nistro OCAP Westland Lansingerland Zuidplaspolder

Diferentes reservas de CO2

Gasoducto de CO2

Gasoducto de CO2 (planeado)

Suministro de CO2 en invernaderos

Suministro de CO2 en invernaderos (planeado)

OCAP: CO2 al invernadero

10 km

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Las tomateras crecen en un sustrato de forma con trolada. Las plantas se riegan y abonan medi-ante tuberías. La polini-zación se realiza según la tradición, con abejas

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precio de una tonelada de CO2 suministra-do se dobla tras recorrer 300 kilómetros. Al mismo tiempo, el mercado crece anual-mente en un cinco por cient o aproxima-damente. Según los datos de la Asociación alemana de la Industr ia del Gas (IVG), en 2011 se vendieron en Alemania unas 840.000 toneladas de CO2. En toda Euro-pa fueron unos tres millones de toneladas.

Limpiar con CO2

Alrededor del 70 por cient o está destina-do a la industria alimentaria, donde se uti-liza el CO2 para conservar y refrigerar la mercancía perecedera o para carbonatar las bebidas. Una demanda menor, aunque

en auge, es la de métodos innovadores que utilizan el CO2 para limpiar sin disolven-tes las herramientas de metal, como adi-tivo para filtros de partículas de gasóleo o como fertilizante en la producción de bio-carburantes (véase el recuadro, pág. 14).

El CO2 de uso industrial se obtenía al principio de fuentes naturales de agua rica en ácido carbónico. En Alemania, por ejemplo, se conocen unas 500 fuentes. Se encuentran sobre todo en la r egión del Eifel, del Medio Rin, en Westfalia Orien-tal, en el Rhön en Alt a Franconia y en el Jura de Suabia. Hoy día, se producen can-tidades suficientes de CO2 de alta pureza en grandes procesos químicos. Como en

la producción de amoniaco, un producto semielaborado para abonos nitrogenados, en la producción de etileno, un produc-to semielaborado para los anticongelan-tes y detergentes o en las refinerías. Para muchas empresas de productos químicos el antiguo producto residual se ha conver-tido en una mater ia prima lucrativa que venden a los proveedores de gas. Estos, a su vez, buscan a consumidores interesa-dos o ideas de negocio rentables. Aunque el éxito no esté garantizado en absoluto.

La cadena de tintorerías Fred Butler es, desde 2006, un ejemplo de ello. El mode-lo de negocio confió en un método de lim-pieza patentado que utilizaba CO2 líquido para la limpeza de ropa y calzado. Como medio denso de moléculas no polar es, el CO2 líquido puede disolver sustancias no polares similares como aceites y grasas sin emplear disolventes.Mezclando aditivos biológicamente degradables se pueden eli-minar otras impurezas. Además, este lavado consume menos energía que los métodos tradicionales, ya que el líquido de limpie-za solo se tiene que calentar ligeramente.

Según el plan, F red Butler debería haber alcanzado en 2011 un total de 200 tintorerías en toda Europa. Sin embar-go, todo quedó en agua de bor rajas por-que la tecnología innovadora no era lo suficientemente competitiva en un mer -cado tan agresivo como el de la lim pie-za textil. F red Butler desapar eció del mercado. Y es que las cosas de palacio van despacio. Frank Grünberg

Más de la mitad del CO2 comercializado está destinado a la industria alimentaria

u A presión atmosférica, el CO2 es un gas incoloro e inodoro. u A temperaturas que descienden por debajo del punto de sublimación de -78,5 °C, la molécula pasa a la fase sólida (hielo seco). u En la fase líquida, la molécula cambia con temperaturas superiores a -56,6 °C y presiones superiores a 5,11 bares (punto triple). u La molécula alcanza su estado supercrítico con una presión mínima de 73,8 bares y una temperatura mínima de 31,0 °C (punto crítico).

Hielo seco, gas o líquido: la presión y la temperatura son decisivas

-78,5 °C -56,6 °C +31 °C

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Punto crítico

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Presión y temperaturaEn función de la temperatura ambiente y la presión, el CO2 cambia entre cuatro estados físicos diferentes:

Protección contra el gas de efecto invernadero: con la protección respiratoria de Dräger www.draeger.com/9/co2

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El dióxido de carbono líquido se emplea

también para la congela-ción criogénica de

alimentos delicados: en pocos segundos, el

aire ambiente alcanza temperaturas inferiores al punto de congelación

del agua. Por el rápido proceso de congelación,

el contenido de agua, los nutrientes y las vita -

minas permanecen donde les corresponde:

en el producto

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CO2: en estado gaseosoFertilizantes: Las plantas crecen al pro ducir moléculas azucaradas gracias a la luz del sol, el agua y el CO2 (fotosínteses). El CO2 se emplea como fertilizante en los invernaderos. Refrescos: La industria de las bebidas enriquece muchos productos con CO2. Para ello, el gas burbujeante tiene que tener un grado de pureza del 99,5 por ciento. Solo cinco de mil partículas de gas pueden discrepar como máximo de la estructura molecular del CO2. Interesante es que el CO2 empleado se suele asimilar con ácido carbónico (H2CO3). Sin embargo, la mayor parte del CO2 se disuelve físicamente, el ácido carbónico formado químicamente se produce solo en cantidades pequeñas.Conservas: Los alimentos perecederos se envasan con láminas de plástico, que los guarda en una atmósfera de CO2 y nitrógeno. Esta mezcla de gases protege la mercancía del contacto con el oxígeno químicamente reactivo y, por lo tanto, evita que se oxide y se pudra. Para el ser humano, el CO2 es inofensivo en pequeñas dosis y hasta ciertos límites. Endoscopia: En las intervenciones o los exámenes médicos por endoscopia se inyecta CO2 para dilatar órganos como el intestino, de forma que el médico pueda obtener las mejores imágenes.Neutralización de aguas residuales: La legislación exige para las aguas resi duales industriales un valor pH entre 6,5 y 9,5 para que se puedan verter en el alcantarillado o en aguas libres. Las aguas alcalinas se neutralizan varias veces con CO2 ligeramente ácido.

Tratamiento de agua potable: Para la calidad del agua potable, la concentración exacta del valor del pH es decisiva. Con ayuda de CO2, este valor se puede regular con precisión, tanto para las aguas excesivamente blandas como para las duras. Soldadura: En el procesamiento de metal con gas activo (soldadura), el CO2 protege el metal líquido bajo el arco voltaico de la oxidación por el oxígeno del aire. Esto influye positivamente en la calidad del cordón de soldadura, permite evacuar mejor el calor y enriquece el material soldado con carbono.Extinción de incendios: En los extinto-res, el CO2 es al mismo tiempo un agente propulsor y extintor. Químicamente es muy estable (inerte), porque solo se disocia en sus componentes a temperaturas de 1.600 °C. Puesto que es más pesa-do que el aire, sofoca el foco del incendio. Al mismo tiempo es más ligero que el agua y, por lo tanto, no pone en peligro la estática de un edificio en llamas aunque se emplee en grandes cantidades.

… en estado sólidoCongelación: El CO2 sólido (hielo seco) enfría, en unos segundos, el aire ambiente por debajo del punto de congelación del agua. Los alimentos que contienen agua se congelan repentinamente (congelación criogénica). Este método es ideal para sitios donde es difícil utilizar congeladores como, por ejemplo, en la cabina de los aviones de pasajeros.Molido: Los plásticos y metales sin agua se resquebrajan a bajas temperaturas y pierden su elasticidad. Esta característi-ca le permite a la industria de reciclaje

separar limpiamente las materias valiosas de los componentes electrónicos que se aprovechan en la chatarra. Los circuitos impresos se congelan con hielo seco; acto seguido, se muelen en un granulado y los materiales se separan mediante imanes, filtros y centrifugadoras.Proyección: Los pellets de hielo seco, que se disparan a la velocidad del sonido sobre un objeto que se desea limpiar, consiguen un efecto de limpieza múltiple al chocar. Debido al efecto mecánico del choque se elimina la suciedad del fondo y el ambiente se enfría criogénicamente, lo que causa una tensión térmica entre la superficie y las partículas de suciedad que descascarilla la suciedad. Los pellets de CO2 también eliminan aceites y grasas.

… en estado líquidoLavado: En estado líquido, el CO2 es apropiado como detergente para lavar ropa y calzado, ya que permite ahorrar energía y es ecológico (véase también pág. 12; columna derecha).

… en estado supercríticoRefinamiento: En estado supercrítico, el CO2 desarrolla cualidades disolventes químicas especiales, que permiten obtener determinadas sustancias de hierbas y especias o eliminar aromas indeseados. Así, para los cigarrillos suaves, se puede extraer hasta el 95% de la nicotina del tabaco con ayuda de CO2 supercrítico. Grados similares se consiguen también para la cafeína (en el café) y la teína (en el té). La ventaja de la extracción a alta presión es que los extractos no contienen disolventes ni otros restos no deseados.

Un prodigio en el ámbito técnicoMoler, congelar, limpiar: el CO2 se ha establecido en muchas aplicaciones como la solución a numerosos problemas, incluso en estado supercrítico.

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Con hielo seco también se puede limpiar;

como aquí la pintura en un astillero. Y esta es

solo una de las muchas aplicaciones de CO2

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