CAPTURA Y SECUESTRO DE CO2 MEDIANTE LA CARBONATACION DE RESIDUOS CERAMICOS.

Captura y secuestro de CO 2 mediante la carbonatación de residuos cerámicos. Objeto de la invención La invención que se plantea tiene como objetivo la captura y secuestro de CO2 en materiales cerámicos procedentes de residuos de la construcción. Estos materiales reaccionan directamente con el CO2 en presencia de agua produciendo carbonatos, de forma que el CO 2 se estabiliza de forma permanente. La presente invención tiene una doble aplicación medioambiental: por un lado, se produce una reducción del CO2 atmosférico ya que se inyectaría en residuos cerámicos de la construcción y por el otro, se reduciría el impacto paisajístico negativo provocado por los residuos cerámicos de la construcción. Estado de la técnica El uso de combustibles fósiles generalizado desde el comienzo de la Revolución Industrial (referida al Hemisferio Norte sobre todo), causa la liberación a la atmósfera cada año de aproximadamente 7000 millones de toneladas de carbón, en forma de dióxido de carbono. También se ha generado este gas como un efecto secundario de la deforestación y la destrucción concomitante de los suelos, lo que libera el carbono retenido en ellos temporalmente en forma de materia orgánica. Por otro lado, actividades naturales del Planeta, como la emisión de grandes cantidades de gases por el volcanismo, contribuyen significativamente a este aumento de gases en la atmósfera. Se calcula que si se duplicase la proporción del CO2 en la atmósfera supondría un incremento de 2,5ºC de la temperatura media de la Tierra. Las Naciones Unidas a través del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático, IPCC, considera en el Informe del Grupo de Trabajo 1, en el Fourth Assessment Report Climate Change 2007, que el cambio climático es una realidad con consecuencias devastadoras para la Humanidad, y se argumenta como causa principal antropogénica la influencia que tienen los gases de efecto invernadero (CO 2, CH 4, NO x, vapor de agua) en la atmósfera. El efecto invernadero del CO2 es tan importante, que se calcula que si se duplicase la proporción de CO2 en la atmósfera supondría un incremento de 2,5ºC de la temperatura media de la Tierra. Dado que la generación de estos gases va ligada al desarrollo de los países, la producción y acumulación es creciente y su disminución poco probable a nivel global. La Agencia Internacional de la Energía (IPA) predice un incremento de la demanda de la energía primaria hasta el 2030. En energía eléctrica se espera que se duplique la demanda, requiriéndose la instalación de 5000 GWe de nueva potencia. El CO 2 es el gas industrial mayormente emitido en los países desarrollados, por el empleo de los combustibles fósiles, que son los principales generadores de energía. Como se indica en el Tercer Informe de Evaluación (TIE) del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático (IPCC) (Metz et al. 2005) la mayoría de los resultados de los modelos indican que las opciones tecnológicas conocidas podrían permitir alcanzar muy diversos niveles de estabilización del CO2 atmosférico, pero que ninguna opción tecnológica podrá lograr por sí sola las reducciones de emisiones necesarias. Más bien, se necesitará una combinación de medidas de mitigación para lograr la estabilización. La captación y el almacenamiento de CO 2 (CAC o CCS carbón capture sequestration) se considera una de las opciones para reducir las emisiones de CO 2 generado por actividades humanas. Otras opciones tecnológicas son las siguientes: 1) la reducción de la demanda de energía mediante el aumento de la eficiencia de los dispositivos de conversión y/o utilización de la energía; 2) la descarbonatación del suministro de energía (optando por combustibles con menos carbono, por ejemplo, reemplazando el carbón por el gas natural), y/o aumentando el uso de fuentes de energía renovables y/o de energía nuclear (las cuales, en definitiva, emiten cantidades escasas, de haberlas, de CO 2); 3) el secuestro de CO2 mediante el perfeccionamiento de los sumideros naturales por medio de la fijación biológica; y 4) la reducción de los gases de efecto invernadero distintos del CO2. La CAC, o CCS (Carbón Capture and Storage) es probablemente el mayor desafío geotecnológico del Siglo XXI. La CAC entraña primero el uso de tecnologías para recoger y concentrar el CO2 producido en las fuentes industriales, transportarlo posteriormente a un lugar de almacenamiento apropiado y, entonces, almacenarlo aislándolo de la atmósfera durante un largo período de tiempo. Los posibles métodos de almacenamiento que se plantean son los siguientes: a) Inyección del CO2 en las capas profundas de los océanos. Tiene el inconveniente de que la tecnología está inmadura y hay estudios que indican que puede afectar a los ecosistemas marinos. b) Carbonatación mineral (en serpentinas). Tiene el inconveniente de que es un proceso de altos costes energéticos, además de ser demasiado local a escala regional. c) Almacenamiento geológico. Tiene el inconveniente de que existe falta de conocimiento del potencial de almacenamiento de los distintos tipos de roca. Por otra parte presenta las ventajas de que el tiempo de retención calculado es de cientos a millones de años y la tecnología es aplicable directamente por la experiencia en exploración y producción de petróleo, gas, carbón, inyección de residuos y protección de aguas subterráneas. 2 ES 2 364 421 A1 Los tipos de formaciones y estructuras geológicas más propicios para el almacenamiento profundo de CO2 han sido ampliamente documentados en la literatura científica y técnica generada en los últimos años: 1) capas de carbón ricas en metano, 2) yacimientos agotados o en proceso de agotamiento de hidrocarburos (petróleo y gas), 3) acuíferos salinos profundos, y 4) cavidades en formaciones salinas. Los tres primeros tipos se postulan como objetivos más destacados, aunque su presencia y capacidad de almacenamiento, es decir, sus dimensiones, están condicionados por los rasgos geológicos específicos de cada territorio. Otras formaciones o estructuras geológicas posibles (como basaltos, pizarras bituminosas y minas abandonadas) representan opciones de almacenamiento que aún no han sido lo suficientemente estudiadas como para poder evaluar su potencial actualmente. Por lo general se espera que el almacenamiento de CO2 en depósitos de hidrocarburos o en acuíferos salinos profundos tenga lugar a profundidades por debajo de 800 m, donde la presión y la temperatura darán lugar a que el CO2 se encuentre en estado líquido o supercrítico. En estas condiciones la densidad del CO2 oscilará entre el 50 y el 80% de la densidad del agua, porcentaje que se aproxima a la densidad de ciertos petróleos crudos, por lo que se originan fuerzas ascensionales que tienden a impulsar al CO 2 hacia arriba. Es por ello por lo que se hace necesario que exista una roca de sellado sobre la roca almacén para que el CO2 permanezca retenido bajo tierra. Por otra parte investigaciones preliminares de los inventores han demostrado que los materiales de construcción que contienen calcio y/o magnesio en su composición, pueden reaccionar con el dióxido de carbono para dar lugar a carbonatos, constituyendo por lo tanto una posible alternativa de carbonatación mineral a partir de residuos, como una alternativa para la captura y almacenamiento de CO2 (Carbón Capture Sequestration, CCS). Hay que resaltar que en España se producen cada año 35 millones de toneladas de residuos provenientes de construcción y demolición (RDC), de los cuales apenas se reutilizan un millón, mientras que otros 25 millones se depositan en vertederos no controlados. El impacto ambiental que generan los RDC es bien conocido debido a que la gran mayoría se conducen a vertederos sin selección previa alguna. Si bien se consideran que los RDC son en su mayoría inertes o asimilables a inertes y que no contaminan, producen un gran impacto visual y paisajístico, debido al gran volumen que ocupan y al escaso control ambiental ejercido sobre los terrenos que se eligen para su depósito. El efecto visual y paisajístico negativo que producen los DRC, no sólo es consecuencia de una deficiente gestión, sino que también hay que tener en cuenta que durante la extracción a cielo abierto de las materias primas, que se utilizan para la elaboración de los materiales de construcción, se produce un gran impacto visual. Hay que destacar que el artículo 13 del Real Decreto 105/2008 sobre la producción y gestión de RDC (BOE 13/02/08), hace una mención especial a la regulación de la utilización de RDC en obras de restauración, acondicionamiento o relleno, lo que podrá ser considerada como operación de valorización. La finalidad de esta invención es proponer la inyección de CO 2 en canteras y graveras recuperadas con RDC. Para ello se parte de experimentos realizados...

1. Captura y secuestro de CO2 mediante la carbonatación de residuos cerámicos caracterizado porque consiste en la inyección de CO2 en residuos cerámicos procedentes de la construcción a una presión variable entre 0,5 bar y 80 bar (preferiblemente <20 bar), en presencia de agua entre 5% y 30% en peso de acuerdo con la composición, que debe ser en Ca y Mg superior a un 5% y durante el tiempo necesario para que todo el Ca y Mg disponible se transforme en carbonatos. 2. Captura y secuestro de CO 2 mediante la carbonatación de residuos cerámicos según la reivindicación 1 caracterizado porque los residuos cerámicos tienen una composición en Ca y Mg superior a un 5% en peso y el tiempo de inyección de CO2 será el necesario para que todo el Ca y Mg disponible se transforme en carbonatos. 3. Captura y secuestro de CO2 en canteras y graveras rehabilitadas ó en recuperación con residuos cerámicos según las reivindicaciones anteriores caracterizado porque constituye una alternativa de bajo coste económico, al no ser necesario trabajar con CO 2 en estado supercrítico ni realizar almacenamiento a 800 m de profundidad. ES 2 364 421 A1 6 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA