Desarrollan un dispositivo que cuantifica carbonatos sólidos y disueltos a partir de mediciones de CO2

Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad de Granada (UGR) han generado un modelo de utilidad para un dispositivo medidor del contenido de carbonato y de su superficie reactiva en muestras sólidas, así como del carbono inorgánico en muestras líquidas. Este dispositivo ha sido desarrollado por Clément López-Canfín, y Roberto Lázaro, de la Estación Experimental de Zonas Áridas (EEZA-CSIC), en colaboración con Enrique Pérez Sánchez-Cañete de la Universidad de Granada.

El aumento actual del dióxido de carbono CO2 atmosférico y de la temperatura, así como la modificación de los patrones de precipitación, podrían afectar a la dinámica de precipitación-disolución de los carbonatos del suelo (una forma de carbono “inorgánico”, al igual que el CO2). Podrían alterar tanto la capacidad de almacenamiento de carbono inorgánico como de carbono orgánico de los suelos y modificar el balance global de carbono. “Es urgente evaluar la sensibilidad de los carbonatos del suelo al cambio climático, mediante el seguimiento de su dinámica de disolución y precipitación, y actualmente los métodos disponibles para medir estos parámetros llevan mucho tiempo y a menudo requieren equipos de laboratorio costosos” señalan los investigadores.

Diseño del dispositivo. T, temperatura; HR, humedad relativa; P, presión.

En un artículo publicado recientemente en la revista científica Methods in Ecology and Evolution se ha descrito el instrumento, que se compone de tres recipientes cerrados: un recipiente de reacción, destinado a contener al menos una muestra y un ácido, entre los que se produce una reacción; un recipiente de desecación y un recipiente de medición, en el que se mide el CO2 generado durante la reacción. Los recipientes se conectan a través de unos tubos, formando un circuito cerrado, por el que circula un flujo de aire. El dispositivo comprende una bomba que garantiza el flujo en bucle. La bomba dirige el flujo hacia el recipiente de reacción, pasando a continuación al recipiente de desecación, y finalmente al recipiente de medición. Además, el dispositivo comprende un módulo de control y registro de datos de CO2, temperatura, presión y humedad. El módulo registra estas variables y las muestra en tiempo real al usuario en una pantalla.

“Como se basa en hardware y software de código abierto, es fácil de montar y programar, por lo que tiene el potencial de generalizar tales mediciones y permitir que las futuras mejoras del sistema se compartan fácilmente dentro de la comunidad científica” señalan los autores.

Experimento piloto

Los análisis llevados a cabo en el experimento piloto en el que se ha puesto a prueba el dispositivo han permitido estudiar la variación del contenido y de la superficie reactiva de los carbonatos de suelos cubiertos por diferentes tipos de biocostras (comunidades de microorganisnos) en el desierto de Tabernas (Almería). Los análisis también han permitido observar cómo el agua se va enriqueciendo en carbono inorgánico desde un manantial hacia un río tras pasar por un sistema de cuevas. El aire de las cuevas está mucho más concentrado en CO2 que la atmosfera. Este CO2 se va disolviendo en el agua, acidificándola ligeramente. Esta pequeña acidificación contribuye a disolver la roca caliza subterránea, lo que incrementa la concentración del agua en carbono inorgánico. Las zonas secas tienen una capacidad importante de almacenamiento de carbono inorgánico. Contienen 97% del carbono inorgánico del suelo mundial (lo que equivale a más del CO2 presente en la atmosfera). También retienen mucho CO2 en el agua. Es importante monitorear este reservorio en el contexto actual de cambio climático dado que podría o bien almacenar o bien liberar CO2 en el futuro.

Este modelo de utilidad es uno de los resultados del proyecto DINCOS (Dinámica de biocostras) liderado por Roberto Lázaro como investigador principal, y ha sido desarrollado principalmente por Clément Lopez-Canfin del equipo de investigación del proyecto. Esta nueva herramienta puede considerarse como una alternativa a tener en cuenta cómo método eficaz y rápido para la medición directa del carbono inorgánico en muestras sólidas y acuosas con un coste de producción mínimo.

Referencia bibliográfica:

López-Canfin,C., Lázaro, R., J., Sánchez-Cañete, E.P (2021). Development of a new low-cost device to measure calcium carbonate content, reactive surface area in solid samples and dissolved inorganic carbon content in water. Methods in Ecology and Evolution, doi: https://doi.org/10.1111/2041-210X.13579