¿Por qué el dióxido de carbono es a la vez amigo y enemigo?
Si el dióxido de carbono (CO2) fuera un político, se preocuparía por sus malas noticias. Los gases de efecto invernadero son los principales contaminantes responsables del cambio climático. Los científicos, líderes y activistas no solo están tratando de detener su producción, sino que también quieren capturarlo directamente desde el aire y encerrarlo bajo tierra para que sea menos dañino.
(Obtenga más información sobre los gases de efecto invernadero, los químicos que calientan el planeta).
Sin embargo, este gas también juega un papel clave en la vida en la Tierra.
Cómo el dióxido de carbono sustenta la vida
El carbono ayuda a formar proteínas y ADN en los organismos vivos. En la atmósfera, se combina con dos moléculas de oxígeno para formar dióxido de carbono.
El dióxido de carbono es un componente importante de la fotosíntesis, el proceso mediante el cual las plantas convierten la energía solar en agua y el dióxido de carbono en azúcar. A cambio, las plantas liberan oxígeno.
Un pingüino papúa durante la marea baja en Port Mickelson, Península Antártica. La Antártida contiene aproximadamente el 70 por ciento del agua dulce del mundo, y el Océano Antártico absorbe casi un tercio de las emisiones de dióxido de carbono absorbidas por los océanos del mundo.
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permanecer: Si bien actividades como la producción de petróleo, gas y carbón producen grandes cantidades de gases de efecto invernadero, también lo hace la comida chatarra que se pudre en los vertederos. Los vertederos son una fuente particularmente potente de metano, un gas de efecto invernadero más potente que el dióxido de carbono.
correcto: La lluvia ácida es el resultado de la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera. El resultado es un depósito corrosivo que corroería la piedra o, en el caso de esta estatua de Milán, el bronce.
A medida que aumentan los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, los científicos intentan descifrar la fotosíntesis para impulsar el crecimiento de las plantas.
Los estudios de laboratorio han demostrado que las concentraciones más altas del gas hacen que algunas plantas crezcan más rápido bajo ciertas condiciones, pero los beneficios generales en el campo y en las granjas al aire libre no están claros.
En los Países Bajos, algunos invernaderos comerciales están experimentando con formas de canalizar el dióxido de carbono de la industria hacia los invernaderos, donde las plantas usan el exceso de gas como fertilizante.
detección temprana
La primera persona en postular la existencia del dióxido de carbono fue el científico belga Jean Baptiste van Helmont en el siglo XVI. Señaló que después de que el carbón se quema, la ceniza restante pesa menos que el peso inicial del carbón, lo que significa que se pierde algo de masa en el proceso. Van Helmont fue el primer científico en identificar los diferentes gases presentes en el aire que respiramos.
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permanecer: Locatelli Meccanica es una empresa italiana que se especializa en la producción de hielo seco, la forma sólida de dióxido de carbono.
correcto: En Milán, los bomberos demuestran cómo usar dióxido de carbono comprimido en un extintor de incendios para extinguir una llama de gas.
En 1772, el científico inglés Joseph Priestly también sintió curiosidad por los diferentes gases en nuestro aire e identificó el elemento oxígeno. Priestly desarrolló una forma de infundir agua con dióxido de carbono, inventando efectivamente la soda. Más tarde aisló el monóxido de carbono.
No fue hasta 1896 que el científico sueco Svante Arrhenius relacionó las emisiones de dióxido de carbono de la quema de combustibles fósiles con el calentamiento atmosférico.
Ingredientes modernos en la industria alimentaria
El dióxido de carbono para uso comercial es un subproducto de la fermentación de combustibles como el etanol o la producción de amoníaco.
Cuando se congela, forma hielo seco, que se utiliza para mantener los alimentos fríos durante largos períodos de tiempo y para enfriar rápidamente la maquinaria caliente utilizada en la producción de alimentos. A diferencia del agua, que pasa de sólido a líquido y a gas a medida que se calienta, el dióxido de carbono pasa directamente de sólido a gas, evitando charcos desordenados.
Los apneistas Massimiliano Pampaloni entrenan para controlar la contracción de su diafragma para ayudar a prevenir la hipercapnia, la acumulación de dióxido de carbono en el cuerpo por respirar muy poco. El dióxido de carbono es un producto del metabolismo humano y generalmente se excreta a través de los pulmones.
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Una vez que se produce el alimento, el dióxido de carbono es esencial para mantenerlo en el empaque. La alta concentración de gas evita la propagación de bacterias. En productos horneados, penetra en las celdas de aire y evita la formación de moho y hongos.
Cuando el dióxido de carbono entra en contacto con el agua presente en el empaque, la reacción química de las dos sustancias reduce el pH del ambiente, lo que también ayuda a conservar los productos horneados.
Es una alternativa sostenible a los refrigerantes comerciales y ayuda a prolongar la vida útil cuando los alimentos recién envasados llegan al supermercado. Un poderoso gas de efecto invernadero llamado hidrofluorocarbonos se ha utilizado como refrigerante desde la década de 1980, pero los nuevos sistemas de refrigeración pueden enfriar los alimentos de manera efectiva con dióxido de carbono.
usos sorprendentes
Desde ayudar a los cirujanos hasta los físicos, el dióxido de carbono juega un papel sorprendente en la ciencia moderna.
El dióxido de carbono puro es estéril y no tóxico, tiene muchas aplicaciones quirúrgicas. Cuando los cirujanos realizan una cirugía abdominal llamada laparoscopia, inflan el abdomen con gas, lo que les permite hacer cortes más pequeños y conduce a una recuperación más rápida.
Además, durante una colonoscopia, se utiliza para dilatar el colon para facilitar el procedimiento.
El Dr. Paolo Bertoli y su equipo realizan una laparoscopia en el Hospital Papa Giovanni XXIII en Bérgamo, Italia. El dióxido de carbono de grado médico se usa para dilatar la cavidad abdominal. El CO2 se usa principalmente porque es un gas inerte y, por lo tanto, no será quemado por herramientas como bisturíes eléctricos en presencia de una carga.
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Los científicos de los laboratorios de la compañía petrolera italiana Eni están experimentando con formas de aumentar la eficiencia de la fotosíntesis y la absorción de dióxido de carbono al exponer las microalgas a diferentes longitudes de onda. El ingeniero Vasco Di Castro, visto aquí, está experimentando con materiales vegetales que podrían usarse como combustible o cosméticos.
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La industria petrolera captura parte del dióxido de carbono que emite y lo usa para drenar los campos petroleros. Cuando un pozo está casi agotado, se bombea dióxido de carbono para aumentar la presión y obligar al petróleo restante a subir a la superficie. También hace que el aceite sea menos pegajoso y más fácil de quitar.
En Meerin, Suiza, el dióxido de carbono es crucial para el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, un acelerador de partículas que ayuda a los científicos a estudiar las partículas que forman todo en el universo. Aquí, el dióxido de carbono se usa como gas refrigerante en cierto tipo de instrumentos, similar a lo que sucede en las instalaciones de refrigeración comercial, y como una herramienta para estudiar partículas subatómicas llamadas muones.
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permanecer: En un observatorio de montaña cerca de Módena, Italia, el Consejo Nacional de Investigación y la Fuerza Aérea del país monitorean diariamente la calidad del aire, observando las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera. Las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico han aumentado un 47% desde la Revolución Industrial.correcto: La producción de cultivos y la cría de ganado son fuentes importantes de dióxido de carbono. A nivel mundial, el sector alimentario emite un tercio de los gases de efecto invernadero del mundo.de
En una playa en Bakú, la capital de Azerbaiyán, los niños juegan en medio de la vista de una plataforma petrolera abandonada varada en el Mar Caspio. El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) de las Naciones Unidas estima que la extracción, refinación y transporte de combustibles fósiles representan al menos el 10 por ciento de las emisiones globales anuales.
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La demanda supera la oferta
El dióxido de carbono es tan esencial para la industria del vino y la cerveza hoy como lo fue cuando se inyectó por primera vez en el agua para crear bebidas carbonatadas hace 200 años. Espumoso vino y espuma cerveza, y ayuda a prevenir el proceso de oxidación que hace que las bebidas tengan un sabor plano.
Sin embargo, a pesar de la abundancia de dióxido de carbono en la atmósfera, el dióxido de carbono producido comercialmente ha sido escaso debido al aumento de los costos de energía. Como resultado, algunos cerveceros han tenido que subir los precios o reducir la producción. La escasez revela cuán importante es el dióxido de carbono.
Ya sea amigo o enemigo, el dióxido de carbono es esencial para la vida en la Tierra, pero también es crucial limitarlo.
Una versión de esta historia apareció en la edición italiana de Noticias-Hoy.com. El fotógrafo italiano Sergio Ramazzotti escribe y fotografía historias para algunas de las revistas más importantes del mundo. Está particularmente interesado en informar sobre guerras y crisis humanitarias. Relató esta historia con Marco Boscolo.
