El objetivo, alcanzar la separación de gases como hidrógeno, dióxido de carbono y gas natural que se desperdician en los procesos de la industria petroquímica. El grupo de investigación en el que participan alumnos de posgrado, ha logrado desarrollar una pequeña celda a la que se introduce la mezcla gaseosa y por sus conductos salen los gases puros.

Ciudad de México.- En los procesos de la industria petroquímica se desperdician importantes cantidades de gases que pueden aprovecharse en diversas aplicaciones, por ejemplo en la industria de empacado de alimentos, por lo que uno de los retos para lograr su aprovechamiento se encuentra en separarlos.

Un grupo de investigación del Departamento de Química de la Unidad Iztapalapa de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), encabezado por el doctor Juan Méndez Vivar, trabaja en el diseño de membranas cerámicas que ayuden a alcanzar la separación de gases como hidrógeno, dióxido de carbono y gas natural.

El investigador de la UAM explicó que en Química existe un factor de separación “que sirve para medir qué tan puro es un gas cuando se encuentra mezclado”. En este laboratorio, trabajamos con membranas cerámicas porque representan una alternativa a los procesos tradicionales de separación, señaló.

Las membranas cerámicas se empezaron a utilizar desde los años 50 para purificar isótopos de uranio, específicamente hexafluoruro de uranio, y en la década de los ochenta empezaron a tener aplicaciones industriales en la purificación de líquidos en el área de los alimentos (para purificar jugos de frutas, por ejemplo) y posteriormente se enfocó a la purificación de gases a partir de mezclas gaseosas, como las que se forman en las corrientes de las plantas petroquímicas.

El doctor Méndez Vivar explicó que para lograr la separación de gases es muy importante contar con membranas con un tamaño de poro muy pequeño, lo que implica trabajar a escala de nanómetros.

Estas membranas son asimétricas y utilizan sustratos porosos cuyo tamaño de poro en la parte exterior “se va reduciendo gradualmente hasta que en la parte inferior llega a ser de aproximadamente 50 nanómetros de diámetro”.

Para llevar a cabo la deposición de la membrana, se utiliza una solución polimérica en la que el sustrato se sumerge y se impregna tanto en la parte interior como exterior, de manera que el tamaño de poro de esa cerámica se reduce de 50 a dos o tres nanómetros.

“Una vez que se tiene depositada la membrana se pueden hacer experimentos de mezclas de cuatro gases para intentar separarlas, y una vez que esto se logre es posible comercializar esos gases por separado”.

El grupo de investigación en el que participan alumnos de posgrado, ha logrado desarrollar una pequeña celda a la que se introduce la mezcla gaseosa y por sus conductos salen los gases puros.

El doctor Méndez Vivar señaló que estos gases tienen diversas aplicaciones. El Nitrógeno, por ejemplo, es un gas que tienen un valor comercial muy alto porque puede utilizarse en industria de empacado de alimentos de tal manera que duren más tiempo.

Por otro lado, las membranas cerámicas representan una alternativa a los procesos tradicionales de separación de gases pues generalmente se usan los procesos criogénicos que consisten en licuar los gases para separarlos a partir de diferentes puntos de licuefacción; se trata de procesos muy caros por lo que es necesario buscar alternativas más efectivas y eficientes.

Hasta ahora, abundó el investigador, “hemos alcanzado factores de separación superiores a uno, que es el valor mínimo para hablar de que realmente se está separando una mezcla de gases; pero pretendemos que la eficiencia del proceso pueda aumentar considerablemente y estamos en la etapa de hacerlo más eficiente”, comentó.

La contribución más importante que se hace en este laboratorio de investigación, dijo el doctor Méndez Vivar, es el desarrollo de soluciones poliméricas diseñadas específicamente para obtener un tamaño de poro muy pequeño y más uniforme, porque “esa es la parte clave para lograr la separación de una mezcla de gases”.