¿Te imaginas que tu oficina, tu colegio o tu bloque de viviendas ayuden a frenar el cambio climático simplemente dejando encendida la ventilación que ya usan cada día? Eso es, en buena parte, lo que plantea un nuevo filtro de aire desarrollado por un equipo internacional de investigadores, liderado desde la Universidad de Chicago.
Su propuesta es sencilla de entender, aunque detrás haya mucha ingeniería. El filtro se coloca en los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado que ya existen en los edificios y captura el dióxido de carbono que pasa por ellos, con una eficiencia neta cercana al 92 por ciento y sin requerir energía extra más allá de la que ya mueve el aire.
De plantas gigantes a miles de pequeños puntos de captura
Hasta ahora, cuando se hablaba de captura directa de aire se pensaba en grandes instalaciones con ventiladores enormes y torres en mitad del desierto o junto a plantas industriales. Son proyectos costosos, que ocupan mucho terreno y dependen de fuentes de energía baratas.
Este nuevo enfoque cambia el modelo. En lugar de unos pocos centros gigantes, se reparten la captura de CO₂ en millones de filtros repartidos por oficinas, hospitales, fábricas o viviendas. El aire ya circula por esos conductos, así que el filtro no necesita que instalemos más ventiladores ni que aumentemos de forma notable la potencia de los equipos. El impacto en el consumo del sistema HVAC es muy pequeño e incluso puede ser positivo, porque permite recircular más aire interior y calentar o enfriar menos aire del exterior.
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En la práctica, esto significa que la misma instalación que hoy solo renueva aire y quita polvo podría convertirse en un pequeño sumidero de carbono. Sin obras enormes y sin ocupar suelo adicional.
Qué tiene de especial este filtro
El corazón del invento es un material que combina dos cosas. Por un lado, una especie de “alfombra” de nanofibras de carbono, muy finas y conductoras. Por otro, un polímero llamado polietilenimina, o PEI, que recubre esas fibras y tiene afinidad química por el CO₂ incluso cuando está muy diluido en el aire.
Gracias a la enorme superficie de esas nanofibras y a su estructura porosa, el filtro puede cargar una gran cantidad de adsorbente y alcanzar una capacidad de captura de alrededor de 4 milimoles de CO₂ por gramo de material incluso en ambiente húmedo. Todo ello sin bloquear el flujo de aire de forma significativa, algo clave para que no aumenten mucho las necesidades de ventiladores y, con ello, la factura de la luz.
Cuando el aire pasa por el filtro, el CO₂ se queda atrapado en el polímero y el resto de los gases siguen su camino. Es un proceso pasivo, integrado en el funcionamiento normal del sistema de ventilación.
Regeneración con sol o electricidad y una eficiencia del 92 por ciento
El gran cuello de botella de muchas tecnologías de captura es el momento de regenerar el material, es decir, liberar el CO₂ para almacenarlo de forma segura. Suelen hacer falta temperaturas altas y mucha energía.
Aquí es donde este filtro tiene una ventaja importante. Las nanofibras de carbono absorben muy bien la luz solar y se calientan con rapidez. Los investigadores muestran que basta con llegar a unos 80 grados para desorber el CO₂ si se usa calor solar directo. También puede regenerarse con pequeños pulsos eléctricos de uno o dos segundos, aprovechando la conductividad del material.
Un análisis de ciclo de vida, que cuenta todo lo que emite fabricar, transportar, mantener y finalmente desechar el filtro, concluye que la eficiencia neta de eliminación de carbono se sitúa alrededor del 92 por ciento cuando la regeneración se hace con energía solar. Es decir, por cada kilo de CO₂ que quita de la atmósfera, solo se emiten unos gramos asociados al propio sistema.
Además, al poder reducir el volumen de aire exterior que entra en los edificios, el sistema puede recortar el consumo energético del HVAC y, con ello, la factura de la climatización, algo que se agradece en veranos cada vez más calurosos.
Cuánto CO₂ podría retirar y por cuánto dinero
La pregunta lógica viene después. Todo esto suena bien, pero cuánto CO₂ puede quitar realmente del aire y cuánto costaría.
Según los cálculos del propio equipo, si se sustituyeran los filtros convencionales por este diseño en una parte relevante del parque de edificios, se podrían eliminar cada año unas 25 millones de toneladas de CO₂ en Estados Unidos y hasta 596 millones de toneladas a escala global. Es aproximadamente un 2 por ciento de las emisiones anuales mundiales, equivalente a retirar del tráfico unos 130 millones de coches durante un año.
En cuanto al coste, el análisis tecnoeconómico sitúa la captura y almacenamiento en una horquilla que va desde unos 362 dólares por tonelada cuando la regeneración se hace con calor solar hasta alrededor de 821 dólares cuando se usa electricidad. Al aplicar créditos fiscales y ayudas específicas para almacenamiento de carbono, los autores señalan que el coste neto podría bajar a un rango aproximado de 209 a 668 dólares por tonelada.
Son cifras todavía elevadas para un despliegue masivo, aunque comparables a las de muchas plantas de captura directa actuales, con la ventaja de que aquí se aprovecha infraestructura que ya existe y no hace falta levantar instalaciones nuevas en medio de la nada.
Qué cambia y qué no con este avance
Este filtro no va a resolver por sí solo la crisis climática. Los propios autores insisten en que debe verse como una pieza más dentro de un conjunto que incluye renovables, eficiencia energética, electrificación y reducción drástica de emisiones en origen.
Sin embargo, sí introduce una idea potente. Que los edificios dejen de ser solo fuentes de emisiones y se conviertan en activos climáticos. Que cada sistema de ventilación ayude un poco a limpiar el aire, sin exigir cambios radicales en nuestro día a día.
El reto ahora pasa por lo menos científico de todo el proyecto. Fabricar filtros en masa, organizar su recogida para regenerarlos y diseñar redes seguras de transporte y almacenamiento del CO₂ capturado. Si esa parte logística se resuelve, esta tecnología podría encajar muy bien en ciudades que buscan edificios de emisiones casi nulas y en normativas que obligan a descarbonizar el parque inmobiliario.
El estudio completo, titulado en inglés «Distributed direct air capture by carbon nanofiber air filters», se ha publicado en la revista Science Advances.
