Entendiendo la Meteorización mejorada – una alternativa para la captura de carbono
La “meteorización mejorada” o “meteorización asistida” es una técnica utilizada en la agricultura y la gestión ambiental que acelera los procesos naturales de meteorización de rocas para capturar dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera. Este proceso implica la dispersión de polvo de roca finamente molido, como basalto, sobre la superficie del suelo. Las rocas ricas en silicatos, al descomponerse, reaccionan con el CO2 atmosférico y lo fijan en forma de carbonatos, lo cual reduce la concentración de CO2 en la atmósfera.
Como se realiza la meteorización mejorada
El proceso para realizar la meteorización mejorada en un lote agrícola generalmente sigue estos pasos:
Selección de la Roca
Elegir una roca rica en silicatos, como el basalto, que es efectiva para la meteorización mejorada. La roca debe ser susceptible de descomponerse para reaccionar con el dióxido de carbono.
Las rocas más comúnmente utilizadas para la meteorización mejorada son las ricas en silicatos, que pueden reaccionar fácilmente con el dióxido de carbono. Algunas de estas rocas incluyen:
- Basalto: Es una de las rocas más utilizadas en la meteorización mejorada debido a su alta reactividad y abundancia. Contiene minerales como plagioclasa, piroxeno y olivino, que son efectivos en la captura de CO2.
- Peridotita: Esta roca es particularmente rica en olivino y otros minerales ricos en magnesio, lo que la hace muy eficaz para la meteorización.
- Serpentinita: Similar a la peridotita, la serpentinita es rica en minerales de silicato de magnesio y se forma por la alteración de la peridotita, lo que le confiere propiedades útiles para la captura de CO2.
Trituración de la Roca
Moler la roca seleccionada hasta obtener un polvo fino. Esto aumenta su superficie, facilitando una reacción más rápida y eficiente con el CO2.
El tamaño de partícula recomendado para la meteorización mejorada, especialmente en el caso de la aplicación de basalto en tierras agrícolas, depende de varios factores. Dos estudios proporcionan información útil al respecto:
Un estudio publicado en “Nature” utilizó un modelo de simulación de varios años para la aplicación anual de basalto, utilizando un tamaño de partícula de 80 – 100 µm (micrómetros). Esta simulación tomó en cuenta la disolución de los minerales del basalto a diferentes velocidades y su capacidad para capturar CO2 con el tiempo (Potential for large-scale CO2 removal via enhanced rock weathering with croplands).
Otro estudio enfocado en la meteorización mejorada con basalto en tierras agrícolas analizó diferentes distribuciones de tamaño de partícula: <100 µm, <10 µm y <1 µm. En un período de 10 años, aproximadamente el 16% del polvo con tamaño <100 µm se disolvió, comparado con el 55% para <10 µm y casi el 99.9% para <1 µm. (The influence of particle size on the potential of enhanced basalt weathering for carbon dioxide removal – Insights from a regional assessment).
Estos estudios indican que mientras más pequeño es el tamaño de partícula del polvo de roca, mayor es su eficiencia en la disolución y captura de CO2. Sin embargo, también se deben tener en cuenta factores como el costo y la viabilidad práctica de producir y aplicar polvo de roca de tamaño muy pequeño.
Aplicación en el Suelo
Dispersar el polvo de roca sobre la superficie del suelo del lote agrícola. La cantidad aplicada varía según los objetivos específicos y las características del suelo, pero estudios han sugerido que la aplicación de alrededor de 10 toneladas por hectárea podría ser efectiva.
La cantidad de polvo de roca a aplicar depende de varios factores, como el tipo de cultivo, las condiciones del suelo, y la composición mineral de la roca. Generalmente, las tasas de aplicación varían de 1 a 10 toneladas por hectárea. Por ejemplo, un estudio realizado por Beerling et al. (2020) sugiere una dosis de 1 a 3 toneladas por hectárea para la mayoría de las aplicaciones agrícolas.
Que sucede a nivel químico cuando se aplica polvo de roca
La incorporación de polvo de roca para la meteorización mejorada en la agricultura involucra procesos químicos interesantes que benefician tanto al suelo como al medio ambiente:
Descomposición Química de las Rocas:
Cuando el polvo de roca se aplica al suelo, los minerales que contiene comienzan a descomponerse químicamente en un proceso conocido como meteorización química. Este proceso es acelerado por la presencia de agua, CO2, y los ácidos orgánicos producidos por las raíces de las plantas y los microorganismos del suelo. La descomposición química de las rocas, especialmente en el contexto de su uso en la agricultura para la meteorización mejorada, implica una serie de reacciones químicas complejas. Estas reacciones son fundamentales para liberar nutrientes esenciales para las plantas y para el secuestro de carbono. Por ejemplo: Los feldespatos, que son minerales comunes en muchas rocas, especialmente en el basalto, cuando se meteorizan liberan elementos como potasio, sodio y calcio. La meteorización del feldespato potásico puede representarse de la siguiente manera:
Esta reacción muestra cómo el feldespato potásico se descompone en presencia de agua y dióxido de carbono para formar arcilla, sílice soluble, iones de potasio y bicarbonato.
El olivino, otro mineral común en algunas rocas, puede reaccionar de la siguiente manera:
En esta reacción, el olivino reacciona con el CO2 y el agua para formar iones de magnesio, bicarbonato y sílice soluble. Esta reacción es particularmente interesante para el secuestro de carbono debido a que implica que por cada molécula de olivino, pueden secuestrarse hasta cuatro moléculas de CO2, lo que lo convierte en un método potencialmente eficiente para reducir los niveles de CO2 atmosférico.
Los bicarbonatos formados son solubles y estables, y pueden ser transportados a través de sistemas acuáticos hasta los océanos. En los océanos, estos bicarbonatos pueden contribuir a la reducción de la acidificación oceánica, un problema significativo asociado con las altas concentraciones de CO2 atmosférico.
El olivino es un mineral abundante en la corteza terrestre. En comparación con otras estrategias de secuestro de carbono, como la captura y almacenamiento de carbono (CAC) que requiere infraestructura compleja y costosa, la meteorización de olivino puede ser más sencilla de implementar y con menores impactos ambientales secundarios.
Liberación de Nutrientes
La meteorización química de minerales como feldespatos y olivino en las rocas libera nutrientes esenciales para las plantas, como potasio, magnesio, calcio y hierro. Por ejemplo, la descomposición de feldespato potásico (KAlSi3O8) puede liberar iones de potasio, un nutriente clave para el crecimiento de las plantas o como en el caso del olivino, que libera iones magnesio.
Secuestro de Carbono
Uno de los aspectos más notables de la meteorización mejorada es su capacidad para secuestrar carbono. Cuando el CO2 atmosférico se disuelve en agua, forma ácido carbónico (H2CO3). Este ácido reacciona con los minerales de silicato en el polvo de roca, formando bicarbonatos y carbonatos que son menos volátiles. Estos compuestos pueden ser transportados a los océanos y almacenados allí, retirando CO2 de la atmósfera. Por ejemplo, la reacción del CO2 con olivino (Mg2SiO4) puede formar magnesio bicarbonato, un sumidero estable de carbono.
Ajuste del pH del Suelo
El polvo de roca también puede ayudar a modificar el pH del suelo. Por ejemplo, las rocas basálticas pueden ayudar a neutralizar suelos ácidos, lo que es beneficioso para muchos cultivos.
Estimulación de la Actividad Microbiana
La liberación de minerales y la modificación del pH pueden estimular la actividad microbiana en el suelo, lo que a su vez puede mejorar la estructura del suelo, la disponibilidad de nutrientes y la salud general del suelo.
Fuente:
- The influence of particle size on the potential of enhanced basalt weathering for carbon dioxide removal – Insights from a regional assessment
- Potential for large-scale CO2 removal via enhanced rock weathering with croplands
