¿Qué es el Dióxido de Carbono?
El dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoro cuya fórmula química es CO2.
La forma gaseosa del dióxido de carbono se denomina gas carbónico, la forma líquida es el gas carbónico licuado, la forma sólida es el hielo seco y la solución acuosa es el agua carbonatada. Como parte del ciclo natural del carbono en la Tierra, es producido por plantas y organismos, por ejemplo, mediante la respiración, y consumido por la fotosíntesis de las plantas.
También puede emitirse en grandes cantidades a través de reacciones de combustión y procesos de fabricación industrial.
Usos del Dióxido de Carbono
El dióxido de carbono se utiliza ampliamente en la industria química, por ejemplo en la producción de carbonato de sodio, así como en refrescos carbonatados y productos farmacéuticos. La forma sólida, conocida como hielo seco, se utiliza como agente refrigerante, para conservar pescado, productos lácteos y alimentos congelados, y para el transporte a baja temperatura.
Además de refrigerante, el gas dióxido de carbono licuado se utiliza para otras aplicaciones, como materia prima para refrescos, agentes extintores de incendios, materia prima para productos industriales carbonatados, insecticidas, antioxidantes y para promover el crecimiento de las plantas.
La composición de la espuma de poliuretano, por ejemplo, utilizada para el aislamiento, se basa en el dióxido de carbono subproducto de la reacción que se produce al mezclar las materias primas de la espuma de poliuretano. Dado que la liberación masiva de dióxido de carbono se considera una de las causas del calentamiento global, es necesario reducir las emisiones de dióxido de carbono.
Propiedades del Dióxido de Carbono
El dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoro que está presente en aproximadamente el 0,03% del aire. El dióxido de carbono es soluble en agua. Las soluciones acuosas de dióxido de carbono se convierten en agua carbonatada, produciendo iones carbonato, que son ligeramente ácidos. El dióxido de carbono tiene la propiedad de sublimarse de sólido a gas.
El dióxido de carbono es un gas no inflamable, más pesado que el aire, por lo que se utiliza como agente extintor de incendios. El dióxido de carbono extingue los incendios por un efecto asfixiante, ya que permanece en un punto bajo y cubre la superficie de combustión sin difundirse hacia la parte superior. El dióxido de carbono es intoxicante, por lo que debe utilizarse con precaución.
Más Información sobre el Dióxido de Carbono
1. Cómo se Produce el Dióxido de Carbono
Como materia prima, el gas de dióxido de carbono en bruto se utiliza principalmente en la industria como gas de fermentación, gas natural, gases derivados del refinado del petróleo y gases derivados de la síntesis de amoníaco. Éstos tienen una alta concentración de dióxido de carbono, pero contienen impurezas como hidrógeno, metano, oxígeno, nitrógeno, impurezas inorgánicas y orgánicas de azufre y vapor de agua.
Se purifican mediante una combinación de métodos de limpieza física (lavado con agua), adsorción con carbón activado, sílice y alúmina, métodos de limpieza química (limpieza con solución de permanganato potásico) y métodos de limpieza con solución de carbonato sódico. El gas de dióxido de carbono licuado se obtiene comprimiendo el gas de dióxido de carbono obtenido como se ha descrito anteriormente hasta 1,01 MPa y enfriándolo.
El hielo seco también se obtiene comprimiendo el gas de dióxido de carbono licuado obtenido comprimiéndolo a 8,08 MPa y soplándolo a través de los poros, haciendo que se condense en copos de nieve mediante expansión adiabática, antes de ser empaquetado en un molde y comprimido y formado.
2. El Efecto Invernadero del Dióxido de Carbono
El dióxido de carbono actúa como gas de efecto invernadero, tiene una fuerte banda de absorción en determinadas bandas de longitud de onda de la radiación infrarroja y se considera uno de los principales responsables del calentamiento global. La concentración preindustrial de dióxido de carbono era de 280 ppm, pero en 2015 la concentración media anual mundial de dióxido de carbono alcanzó las 400 ppm.
Debido a las enormes emisiones, en muchos países se están realizando esfuerzos para reducirlas. Entre ellos se encuentran los esfuerzos para reducir las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono procedentes de la energía, la agricultura y la ganadería, el mantenimiento y el crecimiento de los bosques y el desarrollo de tecnologías de captura y almacenamiento de carbono (CAC). También se está intentando utilizar el comercio de derechos de emisión, y la acidificación de los océanos también es motivo de preocupación.
3. Iniciativas de Captura y Separación de Dióxido de Carbono
Reducir el calentamiento global no sólo requiere nuevas emisiones de dióxido de carbono, sino también su captura a partir de las emisiones, la tecnología de Captura Directa en el Aire (DAC), la forestación y las emisiones negativas La DAC cuenta con instalaciones de desarrollo en 15 lugares, entre ellos Estados Unidos, Canadá y Suiza, y Japón aspira a comercializarla en 2050.
El DAC incluye la absorción y adsorción químicas, la adsorción física, la separación por membranas y la refrigeración profunda, en la que el dióxido de carbono se convierte en hielo seco. El dióxido de carbono recuperado puede almacenarse bajo tierra o utilizarse como materia prima.