El sistema MEPS utiliza luz y cloro para eliminar el metano de baja concentración del aire (Crédito de la imagen: Universidad de Copenhague.).
22 de diciembre de 2023 — Científicos de Dinamarca han creado un sistema fotoquímico de eliminación de metano (MEPS) que utiliza luz y cloro para eliminar el metano de baja concentración del aire. Con una eficiencia de eliminación del 58% y una capacidad de flujo de 30 litros por minuto, esta tecnología puede eliminar gases de efecto invernadero (GEI) de naves ganaderas, producción de biogás y plantas de tratamiento de aguas residuales.
La tecnología surge en medio de intentos continuos por parte de la industria de alimentos y bebidas para abordar el cambio climático a través de iniciativas como soluciones alimentarias que eliminan el metano, bloqueadores de metano, aditivos alimentarios, genética vegetal y animal, y vacunas contra el metano.
A pesar de estos esfuerzos, las emisiones de gases de efecto invernadero han aumentado continuamente en los últimos años, y en 2021 y 2022 se registró el mayor aumento de emisiones de metano registrado, según ClimateWorks y Global Mamine Hub.
«Estamos en camino de superar el límite de 1,5°C establecido en el Acuerdo de París. Dicen que ya hemos superado este límite a nivel mundial por períodos más cortos. Primero los ingredientes nutricionales.
«El metano puede ser nuestra mejor esperanza para evitar cruzar importantes puntos de inflexión climáticos».
el los resultados – Publicado en la revista. Cartas de investigación ambiental – Johnson la presentó virtualmente en la recién concluida Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP28) en Dubai, Emiratos Árabes Unidos, y Washington, D.C., Estados Unidos, en la Academia Nacional de Ciencias, que asesora al gobierno estadounidense en ciencia y tecnología. .
Trampa de metano
Como investigación preliminar para este estudio, los investigadores viajaron por todo el país para medir la cantidad de metano que se escapa de los establos de ganado, las plantas de tratamiento de aguas residuales y las plantas de biogás.
«Dinamarca es líder en lo que respecta a la producción de biogás», afirma Johnson, «pero si sólo se escapa un pequeño porcentaje del metano de este proceso, anulará cualquier beneficio climático».
Un análisis de Copenhagen Economics indica que casi el 90% de las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la agricultura en Dinamarca provienen de la cría de ganado vacuno y porcino.Añade que las emisiones de metano se originan en millones de fuentes de baja concentración, como los establos de ganado y cerdos. El metano emitido por estas fuentes era «prácticamente imposible» de concentrar o eliminar en niveles más altos.
«El metano permanece en la atmósfera durante diez años, que es un período mucho más corto que el dióxido de carbono», afirma, y añade que, si se detuviera su fuente, podría «eliminarse» de la atmósfera en el corto plazo.
«Muchas emisiones de metano no se pueden detener tapando fugas, como las de los eructos de las vacas, el almacenamiento de biomasa, el tratamiento de aguas residuales y los vertederos. Son fuentes difusas y de baja concentración. Aquí es donde entramos nosotros».
Los investigadores construyeron una cámara de reacción que parece una caja de metal alargada con pilas de mangueras e instrumentos de medición para eliminar el metano del aire. En el interior de la caja se produce una reacción en cadena de compuestos químicos que descomponen el metano y eliminan una parte importante del gas del aire.
El miércoles llegó un contenedor de 40 pies al departamento de química de la universidad. Nos dijeron que es un «prototipo más grande» de la cámara de reacción que los investigadores construyeron en el laboratorio y que el equipo construirá su sistema allí para realizar pruebas de campo.
El sistema se describe como un “limpiador de metano” que se conectará al sistema de ventilación del establo.
¿No son suficientes los métodos actuales?
El estudio advierte que, a pesar de la necesidad urgente, muy pocos métodos pueden eliminar “eficientemente” el metano del aire de escape a bajo costo y energía por unidad de volumen.
«Hay muchas tecnologías para capturar y almacenar dióxido de carbono, pero hay pocas o ninguna tecnología específica para el metano, especialmente en concentraciones bajas. No es que el metano no sea importante. Nos dice que su impacto climático es dos -tercios el del dióxido de carbono y su efecto de calentamiento global es aproximadamente cien veces basado en la masa.
«Las propiedades químicas del metano son muy diferentes. Al usar dióxido de carbono, lo disuelves en agua y lo conviertes en una sal o un mineral, luego lo comprimes hasta convertirlo en líquido y puedes hacer que se adhiera a un catalizador.
Se dice que el modelo de laboratorio de la tecnología MEPS elimina el metano en un 58% (Crédito de la imagen: Universidad de Copenhague.).Por el contrario, el metano no se disuelve en agua ni forma sales o minerales y rebota en los catalizadores.
«Y, por supuesto, si el metano está en concentraciones altas, superiores al 4,4%, puede quemarse como combustible. Desafortunadamente, la mayoría de las fuentes de metano tienen concentraciones bajas, tres cuartas partes de las cuales tienen una concentración inferior a 1.000 ppm.
Por el contrario, utilizando luz y cloro, los científicos pueden desencadenar una reacción y descomponer el gas metano «unas 100 millones de veces más rápido que en la naturaleza», explica Johnson.
«Robar» átomos de hidrógeno
Los investigadores utilizan átomos de cloro, que “buscan” el metano y roban su átomo de hidrógeno, dejándolo abierto a reaccionar con el oxígeno atmosférico.
«Capturamos el producto de esta reacción, el cloruro de hidrógeno, reciclamos el cloro y producimos una corriente de gas hidrógeno puro a partir del hidrógeno procedente del metano», dice Johnson.
En el estudio científico, los científicos demostraron que su cámara de reacción es capaz de eliminar el 58% del gas metano del aire. Desde que presentaron el estudio, afirman haber mejorado los resultados de laboratorio hasta en un 88%.
«Hemos encontrado formas de hacer un uso más eficiente de la luz en nuestro fotorreactor. Es una cuestión de hacer que cada fotón cuente y, para ello, se necesita la combinación adecuada de gas y los materiales adecuados», explica Johnson.
Efectos sobre alimentos y bebidas.
Los consumidores se están dando cuenta de los impactos climáticos de la carne y los lácteos, dice Johnson.
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La demanda de los consumidores de alimentos respetuosos con el clima está aumentando.Además, la demanda de alimentos respetuosos con el clima y con bajas o nulas emisiones de carbono está aumentando.
«Los MEPS se pueden utilizar inmediatamente para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la producción ganadera, y esto tiene implicaciones para toda la cadena de valor, desde la leche hasta el queso, el chocolate y la producción de carne».
Este método, como nueva tecnología para combatir las emisiones de metano, está recibiendo una reacción positiva en el mercado.
«La propuesta de valor es muy simple: aumentamos el valor del producto agrícola hasta que el sistema se amortice por sí solo», afirma Johnson.
«Ya contamos con un fuerte apoyo de Arla, la cooperativa láctea más grande del norte de Europa, que es un socio en nuestro proyecto. Todo indica que existe una fuerte demanda en esta industria».
Por Insha Noreen
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