Reducir la acidificación de los océanos mediante el secuestro del dióxido de carbono

atajar la acidificación del océano

Dos objetivos de la investigación de vanguardia en el mar Mediterráneo

El potencial del transporte marítimo para el encalado oceánico y la eliminación de CO2 atmosférico

Ahora se reconoce ampliamente que para alcanzar el objetivo de limitar el calentamiento global a muy por debajo de 2°C por encima de los niveles preindustriales (como el objetivo del acuerdo de París), reduciendo las emisiones de carbono, incluso a un ritmo sin precedentes, no será suficiente, pero existe la necesidad de desarrollar e implementar estrategias activas de eliminación de dióxido de carbono (CDR, en inglés Carbon Dioxide Removal).

Entre las estrategias de CDR que existen actualmente, relativamente pocos estudios han evaluado la capacidad de mitigación de las Tecnologías de Emisiones Negativas (NET, en inglés Negative Emission Technologies) basadas en los océanos y la viabilidad de su implementación a mayor escala para apoyar estrategias de implementación de CDR eficientes.

El océano juega un papel particular en el sistema climático actuando como un importante sumidero de calor atmosférico y CO2; esto ha causado el peligro adicional de la acidificación del océano, es decir, la reducción del pH del agua de mar desde el período preindustrial, eso no tiene precedentes en los últimos 65 millones de años y tiene significativas implicaciones para los organismos marinos que afectan su regulación metabólica y su capacidad para formar carbonato de calcio, desestabilizando el ecosistema y, en última instancia, amenazando servicios vitales del ecosistema.

Entre las NETs basadas en el océano, la alcalinización artificial del océano a través de la disolución de Ca(OH)2, conocida en forma abreviada como encalado del océano, ha atraído la atención debido a su capacidad para abordar simultáneamente dos problemas: el calentamiento global a través de mayores niveles de CO2 y la acidificación del océano.

tecnologías NET

Un nuevo estudio publicado recientemente en Frontiers in Climate explora en detalle el caso de la alcalinización de los océanos.

La investigación, realizada por la Fundación Centro Euromediterráneo sobre Cambio Climático (CMCC) y el Politecnico di Milano dentro del proyecto Desarc-Maresanus, con el apoyo financiero de Amundi y la colaboración de CO2APPS, presenta un análisis de alcalinización marina aplicada al Mar Mediterráneo teniendo en cuenta las características regionales de la cuenca.

Los investigadores utilizaron un conjunto de simulaciones de alcalinización basadas en las actuales rutas de transporte marítimo para evaluar cuantitativamente la eficiencia de la alcalinización a través de un modelo acoplado físico-biogeoquímico de alta resolución (NEMO-BFM) para el Mar Mediterráneo (resolución horizontal de 1/16° que es ~6 km ) en un escenario RCP4.5 durante las próximas décadas.

alcalinización del Mar Mediterráneo

Imagen: Campos de alcalinidad superficial media [μmol kg − 1] para la actualidad (2016-2020) y cambios de los campos medios a mediados de siglo (2046-2050) con respecto a las condiciones actuales para el escenario de referencia RCP4.5, escenario CTS200 y CTS009 escenario (de arriba a abajo).

Las estrategias de alcalinización aplicadas en este estudio al mar Mediterráneo ilustran el potencial de la alcalinización del océano para mitigar el cambio climático al aumentar el flujo de CO2 aire-mar a través de la cuenca y contrarrestar la acidificación. A diferencia de estudios anteriores, los escenarios analizados ofrecen un claro camino hacia la implementación práctica basándose en niveles realistas de descarga de cal utilizando la actual red de rutas de transporte de carga y petroleros a través del Mar Mediterráneo.

Se han explorado dos enfoques diferentes de escenarios de alcalinización: uno con una descarga anual constante de cal durante todo el período del escenario y otro con niveles de alcalinización gradualmente crecientes proporcionales a las disminuciones de pH en el escenario de referencia RCP4.5.

Las simulaciones utilizadas en el estudio sugieren el potencial de casi duplicar la tasa de absorción de dióxido de carbono del Mar Mediterráneo después de 30 años de alcalinización, y de neutralizar la tendencia de acidificación superficial media del escenario de referencia sin alcalinización durante el mismo período de tiempo.

Un documento más reciente realizado dentro del proyecto y recién publicado, realiza una estimación del potencial del transporte marítimo para el encalado oceánico y la eliminación de CO2 atmosférico, destacando una descarga potencial muy alta de cal apagada en el mar mediante el uso de la flota comercial mundial existente de buques graneleros y portacontenedores. Para algunas cuencas cerradas, como el Mar Mediterráneo, donde la densidad del tráfico es relativamente alta, el potencial de alcalinización del océano, también con bajas tasas de descarga, es mucho mayor de lo que se necesita para contrarrestar la acidificación del océano.

densidad tráfico marítimo y alcalinización

Imagen: Densidad de tráfico marítimo (horas/año) de carga explotable para descarga de cal apagada.

Por lo tanto, los resultados de este estudio destacan por un lado la necesidad de realizar más investigaciones para una evaluación más precisa de los aspectos técnicos de este enfoque y sus posibles criticidades, y por otro lado indica el potencial de una implementación regional del encalado oceánico al Mar Mediterráneo sobre la base de la red existente de buques cisterna y cargueros.

"Estas dos publicaciones brindan una contribución clave a las comunidades científicas y técnicas nacionales e internacionales que trabajan para encontrar soluciones a estos dos problemas, la eliminación de CO2 atmosférico y la lucha contra la acidificación de los océanos, que tendremos que abordar en el futuro. Incluso si se necesitan más investigaciones, estos resultados son alentadores", afirma Stefano Caserini, profesor de mitigación del cambio climático en el Politecnico di Milano y líder del proyecto Desarc-Maresanus.

"En estos trabajos, la idea de la alcalinización de los océanos como estrategia de mitigación del cambio climático se evalúa por primera vez sobre la base de una vía de implementación técnicamente factible que proporciona un primer paso hacia una aplicación en el mundo real. Además, incluso si las consecuencias ecológicas completas de esta estrategia aún requieren investigación adicional, se indica una solución que puede estabilizar la acidez del agua de mar contrarrestando la acidificación sin correr el riesgo de alteraciones dramáticas de la química del agua de mar en la dirección opuesta, que a día de hoy tendría consecuencias en gran parte desconocidas", afirma el autor principal del primer artículo, Momme Butenschön, científico principal de la Unidad de Investigación sobre Modelado de Sistemas Terrestres del Centro Euromediterráneo de Cambio Climático de la Fundación CMCC (CMCC).

Lee los artículos completos publicados en Frontiers in Climate:

Alkalinization Scenarios in the Mediterranean Sea for Efficient Removal of Atmospheric CO2 and the Mitigation of Ocean Acidification
Potential of maritime transport for ocean liming and atmospheric CO2 removal

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