Membranas que se comen los gases de efecto invernadero

El dióxido de carbono es el gas que más contribuye al calentamiento global. Por este motivo, los programas de los gobiernos deben caminar hacia un sistema sólido de generación de energía con fuentes limpias. Mientras tanto, para reducir los efectos nocivos, las industrias tienen que buscar alternativas. Una de las más prometedoras es el uso de membranas. La Universidad de Valladolid (UVA) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han desarrollado nuevos filtros que mejoran hasta «cien veces» los actuales. De hecho, ya se están probando de forma experimental en plantas en Corea del Sur.

Ángel E. Lozano, integrante del equipo investigador, explica que el proyecto trata de conseguir nuevos materiales de separación de gases (membranas) mediante la conversión de una estructura polimérica (poliimida) a otra (polibenzoxazol). Gracias a esta conversión, que se realiza a través de un tratamiento térmico a alta temperatura en estado sólido, se obtiene una membrana que es capaz de separar gases de una manera «muy eficiente»; es decir, con alto flujo y buena capacidad de discriminar un gas determinado de una mezcla de gases, apunta. En particular, estos materiales son muy adecuados para procesos de captura de CO2 en centrales térmicas, cementeras, entre otros lugares.

El trabajo, que ha sido publicado en la revista científica Journal of Membrane Science, es innovador porque es capaz de separar gases en condiciones industriales. O, en otras palabras, el trabajo se ha centrado en usar gases típicos de las emisiones de dióxido de carbono (mezclas de este gas con el nitrógeno del aire y del agua) por lo que se pueden emplear, «con un pequeño esfuerzo de desarrollo», a nivel industrial. En concreto, manifiesta que es una tecnología muy conveniente para la separación de CO2 a temperaturas elevadas y a una escala media de captura.

En este sentido, el investigador insiste en que la sociedad debe hacer un esfuerzo para encontrar nuevas y económicas fuentes de energía no contaminantes. No obstante, aún cuando la energía proceda, en un futuro más o menos cercano, de fuentes limpias, una parte de la industria seguirá contaminando. Entre esas empresas están las cementeras que, tal y como detalla, generan dióxido de carbono en el proceso de formación del cemento y en una situación ideal habría que capturarlo y secuestrarlo. «Este tipo de tecnología ya se está aplicando en algunas empresas del norte de Europa con resultados muy interesantes, aunque la captación se hace por medios químicos», apostilla.

Para Ángel E. Lozano, los materiales desarrollados en este trabajo poseen «una estabilidad química y térmica excelente», y mantienen sus propiedades a lo largo del tiempo.

La tecnología, a su juicio, es fácil de realizar pero fuerza a diseñar materiales con mayor precisión, con la meta de encontrar un compromiso entre temperatura de conversión –lo cual obliga a un mayor coste de procesado del material en la membrana final–, las propiedades mecánicas –necesarias para poder aplicar el material en procesos de separación industrial a altas presiones– y las propiedades finales específicas del proceso de separación. «Resta efectuar una buena optimización del proceso. No obstante, y como suele ser habitual, hay que recurrir a empresas no españolas para poder lograr el desarrollo de estos materiales», lamenta el investigador del CSIC.

Aunque hay más equipos trabajando en el campo de los materiales TR, admite que su grupo tiene «una ventaja competitiva» por esta investigación, en la que el gobierno surcoreano se ha mostrado interesado en la protección de estos avances a través de patentes. Los otros dos grupos son uno bajo la dirección del profesor Freeman en la Universidad de Texas en Austin, en Estados Unidos; y otro dirigido por el profesor Lee de Hanyang University en Seúl (Corea del Sur).

Cuenta que la linea de investigación se desarrolló en 2007, y un año después tuvo la oportunidad de contactar con el líder del grupo de Hanyang University. Por esta razón, una integrante del grupo de investigación, durante su tesis doctoral, estuvo realizando una serie de estancias en ese centro, lo que ha permitido mantener estos estudios. «Debemos decir que nuestro grupo es experto en diseño de nuevos materiales y en el uso de reacciones químicas específicas para conseguir polímeros de elevados pesos moleculares. Este conocimiento nos permite lograr colaboraciones con grupos punteros en el campo de la separación de gases».

Sus siguientes pasos consisten en obtener nuevos materiales con propiedades similares o mejores a las conseguidas, con menor coste y con facilidad de emplearse a nivel industrial, resume. Y es que el reto es importante tanto a nivel medioambiental como energético.

La sociedad humana ha aumentado la concentración de dióxido de carbono, desde el inicio de la revolución industrial, más de un 150%, llegándose al 4% presente en la actualidad, informa. Por ello, asegura que ya no es sólo un tema de emisiones, sino que es necesario disminuir la concentración presente en el aire mediante la captura y almacenaje –aunque sea de forma temporal– hasta que se tenga la tecnología que permita su conversión, por ejemplo, en compuestos útiles para el hombre.