Investigadores del MIT desarrollan filtro de aire que convierte cualquier edificio en una máquina de captura de carbono con un 92% de eficiencia neta sin consumir energía adicional

Tecnología basada en HVAC podría eliminar hasta 596 millones de toneladas de CO₂ al año usando filtros regenerados con luz solar.

• Filtros en sistemas de ventilación que capturan CO₂ sin gastar mucha energía.
• Regeneración con calor solar o pulsos eléctricos breves.
• Bajo coste comparado con plantas de captura directa.
• Instalación fácil: usa infraestructuras existentes.
• Potencial global de capturar hasta 596 millones de toneladas al año.

A medida que las emisiones de carbono siguen aumentando, se hace más evidente que no basta con reducirlas: también hay que revertirlas. En esa línea, un equipo de investigadores ha desarrollado un filtro de aire que captura CO₂ directamente desde los sistemas de ventilación de los edificios, sin necesidad de grandes infraestructuras ni consumo energético elevado.

Esta solución, simple en apariencia, podría ser un punto de inflexión. La tecnología se apoya en lo que ya está instalado: los sistemas HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado) de viviendas, oficinas y fábricas. El filtro, compuesto por nanofibras de carbono recubiertas con un polímero llamado PEI, es capaz de capturar dióxido de carbono de manera pasiva, sin interferir con el flujo de aire.

A diferencia de las plantas de captura directa del aire (DAC) tradicionales —grandes, costosas y muy dependientes de la energía—, este nuevo enfoque distribuye la captura en miles de millones de puntos pequeños. Y lo más importante: funciona con muy poca energía.

Regeneración solar, bajo consumo energético

Uno de los principales obstáculos de las tecnologías actuales es el proceso de regeneración: liberar el CO₂ una vez capturado. Requiere altas temperaturas y mucha energía. Aquí es donde este filtro brilla. Gracias a su diseño, puede regenerarse con calor solar directo, alcanzando apenas 80 °C, o con un impulso eléctrico de uno o dos segundos. Esto reduce drásticamente el consumo energético y abre la puerta a una adopción masiva en zonas urbanas.

La eficiencia del sistema, si se regenera con energía solar, alcanza un impresionante 92 % de captura neta de carbono. Y el impacto en el consumo energético del edificio es casi nulo.

¿Cuánto costaría eliminar una tonelada de CO₂?

Los investigadores calculan que, utilizando calor solar, el coste por tonelada de CO₂ eliminada sería de unos 362 dólares (alrededor de 343 euros). Si se usara electricidad, subiría a 821 dólares. A modo de comparación, las plantas DAC actuales se mueven entre 100 y 1.000 dólares por tonelada, dependiendo del acceso a fuentes energéticas baratas o residuos térmicos industriales.

Además, con incentivos fiscales y créditos por almacenamiento de carbono —como los que ya se aplican en EE. UU. a través del Inflation Reduction Act—, el coste podría bajar a entre 199 y 638 euros por tonelada. Para contextos urbanos o edificios con ambiciones de neutralidad climática, podría ser una inversión realista y con retorno ambiental.

Escalabilidad y desafíos logísticos

Según los cálculos del equipo, si se implementara a gran escala, esta tecnología podría eliminar anualmente 25 millones de toneladas de CO₂ solo en Estados Unidos, y hasta 596 millones a nivel global. Equivale, aproximadamente, a las emisiones anuales de países como Australia o Corea del Sur.

El mayor reto no es técnico, sino logístico: cómo producir y distribuir masivamente los filtros, y cómo establecer una red eficaz para su mantenimiento y regeneración. Pero incluso este desafío se ve más manejable si se compara con la construcción de plantas gigantes de captura directa.

Algunas empresas emergentes ya están explorando esta vía. Por ejemplo, Heirloom y CarbonBuilt han comenzado a experimentar con soluciones descentralizadas en edificios residenciales. Incluso ciudades como Copenhague y San Francisco están considerando integrar tecnologías de captura pasiva en sus códigos de edificación sostenible.

¿Cómo funciona?

El sistema funciona mediante un filtro especializado que se integra en el flujo de aire de los sistemas de ventilación. A diferencia de las plantas tradicionales de captura directa del aire (DAC) que requieren grandes infraestructuras y alto consumo energético, este enfoque distribuye la captura en miles de millones de puntos pequeños, operando con muy poca energía.

Composición y adsorción de CO2

El componente clave es el filtro, el cual está compuesto por nanofibras de carbono (CNF) recubiertas con un polímero llamado PEI (polietilenimina).

Gracias a su gran superficie y estructura porosa, la PEI permite una alta carga de masa de adsorbente, manteniendo cinéticas rápidas de adsorción y desorción. El filtro es capaz de capturar dióxido de carbono de manera pasiva del aire que circula por el sistema de ventilación (aire interior o exterior), sin interferir con el flujo de aire.

El adsorbente CNF-PEI ha demostrado una capacidad de 4 mmol/g en un ambiente húmedo.

Regeneración y eficiencia energética

Uno de los principales desafíos en las tecnologías de captura de carbono es el proceso de regeneración (liberar el CO2 capturado). La regeneración a menudo requiere altas temperaturas y mucha energía. Este filtro, sin embargo, se distingue por su capacidad de regenerarse eficientemente con fuentes renovables, logrando así un bajo consumo energético.

La regeneración puede llevarse a cabo de dos maneras principales:

1. Regeneración solar térmica: El filtro puede regenerarse con calor solar directo. El diseño de las nanofibras de carbono proporciona una excelente absortividad solar (94.4%) y una baja capacidad calorífica. La regeneración solar se alcanza a una temperatura relativamente baja, de aproximadamente 80ºC.
2. Regeneración electrotérmica (Joule heating): El filtro también puede regenerarse mediante un impulso eléctrico breve de uno o dos segundos. Gracias a la conductividad eléctrica de las nanofibras de carbono (con una resistencia de lámina de 38.7 ohms/sq, la regeneración puede ocurrir electrotérmicamente, calentando el material mediante fuentes de energía renovable como la energía hidroeléctrica, eólica o fotovoltaica. Este método proporciona un calentamiento localizado del sustrato, minimizando la pérdida de energía.

Cuando el sistema se regenera utilizando energía solar, alcanza una impresionante eficiencia neta de captura de carbono del 92%. Una vez que el CO2 es desorbido, puede ser comprimido y secuestrado, a menudo después de la separación del vapor de agua por condensación.

Potencial

Esta tecnología no va a resolver sola la crisis climática. Pero sí puede formar parte de un ecosistema de soluciones más accesibles y distribuidas. Y eso cambia las reglas del juego.

Incorporar filtros de captura de CO₂ en los sistemas de ventilación existentes permitiría:

• Descarbonizar edificios sin renovaciones profundas.
• Convertir oficinas, fábricas y viviendas en activos climáticos.
• Complementar políticas públicas de reducción de emisiones con acciones cotidianas.
• Reducir la dependencia de grandes infraestructuras industriales.
• Fomentar la adopción ciudadana sin exigir cambios radicales de estilo de vida.

Si esta tecnología se une a otras —como la electrificación, la eficiencia energética y las energías renovables—, puede ayudar a construir ciudades que no solo consumen menos, sino que también restauran el equilibrio atmosférico.

Una ciudad donde cada edificio contribuya activamente a capturar carbono ya no es una utopía. Es una posibilidad técnica. Ahora toca convertirla en política, inversión y realidad.

Más información: Distributed direct air capture by carbon nanofiber air filters | Science Advances