ALMACENAMIENTO GEOLÓGICO

El CO2 criando malvas

Con el almacenamiento geológico de CO2, todas las esperanzas de combatir el calentamiento climático están puestas en el subsuelo. Esta técnica permitiría reabsorber una buena parte de nuestras emisiones… si se consiguen despejar a tiempo las dudas que todo ello suscita.

Modelo de captura y almacenamiento del CO2. © BLCom
Modelo de captura y almacenamiento del CO2.
© BLCom
Diferentes opciones de almacenamiento geológico del CO2. © BRGM-im@gé
Diferentes opciones de almacenamiento geológico del CO2.
© BRGM-im@gé

El último informe del Panel Inter - gubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) de la ONU es categórico: hay que conseguir limitar a 2 °C el calentamiento del planeta, cueste lo que cueste. Para ello, la humanidad deberá reducir a la mitad sus emisiones de CO2 con respecto a las de 1990, de aquí al año 2050. Por lo tanto, deberemos consumir menos y mejor la energía de los hidrocarburos, desarrollar las energías “limpias”, pero también minimizar nuestras emisiones a la atmósfera.

La captura y el almacenamiento del CO2 (CAC) se presenta en principio como una solución idónea. Concierne a las industrias y a las centrales energéticas, responsables de la mitad de las emisiones. Actualmente, los científicos intentan reducir los costes aún demasiado elevados de la captura del CO2. En cuanto al almacenamiento, cuyo coste es relativamente limitado, la investigación se centra en garantizar su eficacia y su seguridad.

El almacenamiento oceánico de forma artificial es demasiado arriesgado para los biotopos marinos y se ha descartado como solución: la acidificación causada por el CO2 absorbido de forma natural constituye ya de por sí una gran amenaza para el medio ambiente. Queda el almacenamiento geológico, que pretende volver a enterrar lo que fue extraído de las entrañas de la tierra en forma de carbón o de hidrocarburos.

El suelo: sumidero natural de CO2

“Se han realizado numerosos avances en estos últimos diez años en materia de caracterización y de selección de los lugares adaptados para el almacenamiento”, explica Isabelle Czernichowski-Lauriol, ingeniera geóloga en la Oficina de Investigaciones Geológicas y Mineras de Francia (BRGM, por sus siglas en francés) responsable de CO2GEONET, la red de excelencia europea sobre el almacenamiento de CO2. “Estos estudios han hecho posible localizar por todo el planeta una serie de depósitos potenciales a más de 800 metros de profundidad. Estos emplazamientos se caracterizan por la presencia de capas geológicas porosas y permeables en las que el CO2 puede inyectarse con facilidad, así como por la existencia de una roca “tapadera” impermeable, compuesta por arcilla o sales, que impide que suba a la superficie. Lo ideal es que esta roca sello tenga muy pocas fracturas u otras asperezas que posibiliten la liberación del CO2”.

Los antiguos yacimientos de petróleo y de gas tienen precisamente estas características. Interesan enormemente a los científicos, puesto que sus propiedades geológicas ya se estudiaron con detenimiento con vistas a su explotación. Son datos recopilados a largo plazo que permi tirían evaluar muy bien el comportamiento del CO2 una vez inyectado en el yacimiento. En el caso de los depósitos de petróleo, esta solución también supondría ventajas económicas. De hecho, la inyección de CO2 permite recuperar una parte del oro negro prisionero en un yacimiento del que no se puede extraer de forma convencional.

Este principio de “recuperación asistida de petróleo” ya ha sido utilizado por la industria en numerosas ocasiones. Actualmente se está estudiando, dentro del marco de la CAC, en el campo petrolero de Weyburn, en Canadá, donde Encana, la sociedad explotadora, recupera e inyecta el CO2 de una fábrica de combustibles sintéticos estadounidense. “Una vez inyectado en el yacimiento, el CO2 se mezcla con el petróleo, lo que hace que el oro negro sea menos viscoso, facilitando así su desplazamiento hacia el pozo de extracción”, explica Isabelle Czernichowski-Lauriol. “Tras haber remontado a la superficie, se le extrae el CO2 para volverlo a inyectar”.

No obstante, con excepción de estas perspectivas de rentabilización, el interés de estos depósitos de hidrocarburos sigue siendo limitado. “Fueron perforados muchas veces en el transcurso de su explotación, lo que podría hacer que el depósito ya no fuera tan estanco”, señala la jefa del proyecto. “Se están desarrollando cimientos especiales para garantizar que los pozos se sellen perfectamente. Además, su capacidad de almacenamiento es relativamente pequeña y su distribución geográfica en el mundo es heterogénea. Por sí solos no pueden contener todas las emisiones de CO2 antrópicas”.

Este problema de capacidad reducida se plantea también en el caso de los yacimientos inexplotables de carbón, otro tipo de depósito contemplado por los investigadores. El carbón, situado a demasiada profundidad para ser extraído, suele contener metano. Si allí se inyecta CO2, el carbón lo absorbe prioritariamente y libera el gas natural, que puede ser recuperado luego en la superficie. “No obstante, se ha estudiado muy poco el almacenamiento de CO2 en el carbón con ‘recuperación asistida de metano’. Plantea aún problemas técnicos por la poca permeabilidad del carbón y habrá que seguir investigando durante años para poder establecer la viabilidad del mismo”, matiza Isabelle Czernichowski-Lauriol.

Los acuíferos profundos, una solución prometedora

Queda la principal opción: los acuíferos salinos profundos, con amplias capas geológicas porosas y permeables situadas a más de 800 metros de profundidad. El agua que contienen es mucho más salada que el agua del mar, por lo que no es en absoluto apta para el consumo. A veces, estos acuíferos encierran yacimientos de hidrocarburos o incluso depósitos naturales de CO2. Su potencial es inmenso: mientras que los antiguos yacimientos de hidrocarburos podrían contener un tercio de las emisiones antrópicas generadas en un siglo, los expertos estiman que la capacidad de los acuíferos salinos es diez veces mayor. Además, están bien distribuidos por todo el planeta, así que se podrían explotar casi en todo el mundo.

El almacenamiento geológico en este tipo de formación geológica ya empezó en 1996 en el emplazamiento de Sleipner (Noruega), donde la empresa Statoil reinyecta el CO2 que proviene del tratamiento del gas natural dentro de la formación de Utsira, un acuífero arenisco enterrado a 800 metros bajo tierra en el mar del Norte. Sleipner, primera instalación piloto de almacenamiento geológico de CO2 del mundo, está siendo un gran éxito, al menos hasta la fecha.

“No se ha registrado ninguna fuga en los más de diez años que llevamos inyectando CO2”, manifiesta satisfecho Andrew Chadwick, geofísico del British Geological Survey – BGS (Reino Unido) y responsable de las tecnologías de seguimiento en CO2REMOVE. Este proyecto europeo pretende establecer protocolos de vigilancia del almacenamiento de CO2 basándose en varios emplazamientos piloto. Para tal efecto, los investigadores estudian el emplazamiento de Sleipner, pero también el de In Salah, en Argelia, en el que se está inyectando CO2 en un acuífero profundo en la costa, o incluso el de Snohvit, otra iniciativa de almacenamiento geológico mar adentro implantada en Noruega.

Andrew Chadwick prosigue: “Los resultados de los seis estudios sísmicos en tres dimensiones efectuados en Sleipner son determinantes para comprender los movimientos del flujo de CO2, que se está comportando exactamente como habíamos previsto. Remonta hacia lo alto del depósito pero queda bloqueado por la roca sello antes de desplazarse horizontalmente de un lado a otro del pozo de inyección”.

Un proceso más seguro a largo plazo

En los depósitos, varios mecanismos se accionan para retener el CO2. Dichos mecanismos, con el tiempo y a diferentes niveles pueden combinarse o sucederse según el tipo de depósito concernido. “El CO2 inyectado se somete a presión previamente para que pase a tener la forma de un gas supercrítico, lo que facilita su difusión y reduce su volumen”, explica Andrew Chadwick. Para garantizar estas condiciones de presión, los depósitos de almacenamiento tienen que estar a 800 metros de profundidad como mínimo.

“El CO2, con la forma supercrítica, es menos denso que el agua salada del acuífero, por lo que emigra hacia la parte alta del depósito: un fenómeno calificado como ‘captura estructural’. A lo largo del tiempo, se prevé que el CO2 se vaya disolviendo progresivamente en el agua y emigre hacia el fondo puesto que el agua cargada en CO2 es más pesada. Se calcula que en el espacio de 7.000 años, todo el CO2 experimentará esta ‘captura por disolución’ en Sleipner. En una escala de tiempo mucho mayor, el CO2 podría reaccionar igualmente con los minerales que lo rodean para formar carbonatos. En Sleipner, donde la formación Utsira contiene mucho cuarzo y reacciona poco al contacto con el CO2, probablemente esta ‘captura mineral’ tendrá un alcance limitado”.

En resumidas cuentas, si las proyecciones de los expertos son exactas, cuanto más tiempo esté almacenado el CO2, menores son los riesgos de fuga. De hecho, el CO2 una vez disuelto es difícil que se pueda escapar del depósito y si adquiere una forma sólida, es casi imposible, aunque tal captura mineral siga siendo poco frecuente, salvo características geológicas particulares, como en el caso de los acuíferos basálticos.

Más vigilancia

Antes de contemplar la posibilidad del desarrollo comercial del almacenamiento geológico hay que comprobar estas teorías con sumo cuidado. Se trata de un enorme desafío, puesto que el concepto abarca una escala de tiempo enorme y se lleva a cabo en un entorno básicamente invisible. “Es una tarea difícil”, comenta Ton Wildenborg, geólogo de la Nederlandse organisatie voor toegepast natuurwetenschappelijk onderzoek – TNO (Países Bajos) y coordinador de CO2REMOVE. “Generalmente, utilizamos instrumentos de conformación de imágenes acústicas, lo que nos permite obtener una visión bastante precisa del comportamiento del CO2 dentro del depósito y de las capas geológicas limítrofes. Estos análisis se efectúan a intervalos de tiempo de alrededor de dos años con vistas a seguir de cerca la evolución del proceso. No obstante, las características geológicas de cada depósito son extremadamente diferentes. La estrategia de vigilancia tiene que ser específica para el tipo de formación concernida, su profundidad, y las características de las rocas que la rodean”.

CO2REMOVE tiene precisamente ese desafío planteado. A partir de los emplazamientos piloto existentes, intentamos poner a punto las bases tecnológicas necesarias para la vigilancia y definir las modalidades de su implantación. Ahora por fin hemos logrado establecer un plan operativo de vigilancia para el complejo de In Salah, lo que no fue nada fácil, teniendo en cuenta que esta fábrica de producción de gas se encuentra en medio del desierto y que, como todos los demás emplazamientos piloto, tenemos que elaborar el programa de las mediciones en ese lugar teniendo en cuenta el de los demás equipos de investigación”.

CO2GEONET sigue el mismo objetivo. La única diferencia es que este proyecto se centra en las técnicas de vigilancia que permiten detectar las fugas. “Como actualmente todos los emplazamientos piloto son estancos, estudiamos más bien depósitos naturales y zonas en las que emana el CO2 de forma natural en superficie”, explica Nik Riley, geólogo del BGS y coordinador de la red CO2GEONET. “Esto nos da una idea de cómo se podría comportar el CO2 a largo plazo y así podemos probar la eficacia de los instrumentos de detección de fugas. Recientemente, hemos probado en las instalaciones de Latera (Italia) una técnica de detección por helicóptero de las anomalías de la vegetación que puedan deberse a una fuga de CO2”.

La CAC, un concepto novedoso hace tan sólo quince años, se está desarrollando a una velocidad fulgurante. Europa, en esta carrera contrarreloj impuesta por la amenaza climática, está en cabeza del pelotón: ya empezó a investigar en esta área a principios de los años noventa, época en la cual nadie apostaba por la CAC. Ahora la Unión Europea tiene como objetivo en el almacenamiento geológico del CO2 la creación, de aquí al año 2015, de una docena de emplazamientos piloto. Todo ello con vistas a desplegar la técnica a escala comercial a partir del año 2020, siempre y cuando los resultados de las investigaciones permitan demostrar su inocuidad.

Julie Van Rossom


TOP

Para saber más

Solidificar el CO2

La carbonatación mineral de superficie, mucho menos avanzada desde el punto de vista de la investigación científica que el almacenamiento geológico, es otra opción para el almacenamiento del CO2. La razón es que el CO2 atmosférico, en su estado natural, reacciona con las rocas silicatadas para formar minerales carbonatados. Algunos investigadores proponen que se haga reaccionar directamente el CO2 con olivina o serpentina, dos rocas silicatadas muy extendidas. Otros piensan en matar dos pájaros de un tiro, carbonatando desechos industriales, como las salmueras alcalinas o las escorias de las acerías. “La carbonatación técnicamente se puede realizar, pero tendría un efecto limitado con respecto a las emisiones de CO2 antrópicas. No obstante, podría convertirse en un posible nicho de mercado interesante, a escala de una fábrica, por ejemplo”, señala Isabelle Czernichowski-Lauriol.



TOP

Más información