SECUESTRACION ARTIFICIAL DE CO2 EN ROCAS BASALTICAS

La reducción de las emisiones de CO₂ y la estabilización de la concentración atmosférica de dióxido de carbono está considerada como uno de los principales retos de este siglo es por ello que científicos han llevado a cabo estudios donde han obtenido un indicio bastante firme de que el dióxido de carbono puede ser almacenado de forma segura y permanente en las formaciones subterráneas profundas de rocas basálticas.

Para ello, determinaron que los acuíferos profundos son sitios potenciales de almacenamiento a largo plazo para el CO₂ antropogénicas. Donde el tiempo de retención y seguridad ambiental del CO₂ inyectado depende de factores físicos-geológicos y sobre todo de las reacciones químicas entre el CO₂, el agua del acuífero y las rocas anfitrionas. Además tomaron en cuenta la capacidad pH Buffer del agua (del acuífero) y el potencial de neutralización ácida de la roca receptora que son factores importantes para la estabilización permanente del CO₂ inyectado.

Los investigadores, del Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste (PNNL), realizaron sus estudios en las rocas máficas tales como basalto, ya que consisten principalmente de Ca, Mg-silicatos y tienen una alta capacidad de neutralización del ácido, proporcionando elementos de tierra alcalina que forma minerales estables de carbonato. Estos minerales de carbonato, formados de secuestrar CO₂ de una manera químicamente estable, no dañan el medio ambiente.

Un modelo de captura química en el basalto acuífero; que los científicos utilizaron, se ilustra en la ecuación:

(Ca²⁺, Mg²⁺) + CO₂ + H₂O « (Ca, Mg)CO₃ + 2H^{+ (1)}

Determinándose que las aguas subterráneas profundas en las rocas basálticas son ricas en iones Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺. Cuando el CO₂ es inyectado en dichas aguas, estos iones reaccionan con el CO₂ para precipitar los minerales de carbonato de según la reacción (1).

Se observo que por un mol del carbonato precipitado, se produce 2 moles de iones H⁺ y la reacción (1) no se procederá a la derecha a menos que los iones H⁺ sean neutralizados. Una forma de neutralizar los iones H⁺ es por reacción con la roca huésped. Esta reacción puede ser expresada por las ecuaciones (2) y (3) con la hipótesis de que la composición química del basalto esta aproximado por olivino y Ca-plagioclasa.

Mg₂SiO_4(s) + 4H⁺ « 2Mg²⁺ + 2H₂O + SiO₂ (2)

CaAl₂Si₂O₈ + 2H⁺ H₂O « Ca²⁺ + Al₂Si₂O₈(OH)₄ (3)

Dado que este ritmo de precipitación del carbonato (1) es conocida por ser rápido, el eficacia de formación de carbonato de sólidos depende principalmente de la velocidad de reacción de (2) a (3), es decir, la velocidad de disolución de Ca, Mg (silicatos).

La esperanza de los científicos era que los experimentos esclarecieran cómo ambas formas del CO₂ podrían reaccionar con los minerales existentes en las capas de basalto a miles de metros bajo la superficie de la Tierra, y si esa reacción afectaría a la velocidad con la que el CO₂ se mineraliza, y por tanto a su estabilidad.