Un grupo de ingenieros diseña una "membrana" para reducir casi la totalidad de las emisiones del petróleo
Poder separar los componentes del crudo a tamaño molecular, permite disminuir hasta un 90 % el consumo energético de las refinerías
Para poder separar el petróleo en sus diferentes componentes, gasolina, diésel, queroseno, es necesario calentarlo cientos de grados. Este proceso, tan básico como colosal en términos energéticos, consume cerca del 6 % de toda la energía global y genera un volumen similar de emisiones de CO₂. Sin embargo, un grupo de ingenieros del MIT acaba de presentar una alternativa que podría cambiar radicalmente las reglas del juego.
La separación del petróleo sin necesidad de calor
La clave de este nuevo proceso, descrito en un artículo publicado en la revista científica Science, se encuentra en una membrana sintética que no necesita calor. En lugar de hervir el crudo, esta fina película lo tamiza según el tamaño de sus moléculas, como si se estuviese tamizando la harina de un bizcocho para evitar grumos en el resultado final. El sistema es tan eficiente que podría reducir en un 90 % la energía necesaria para fraccionar el petróleo.
Zachary Smith, autor principal del estudio y profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts, asegura en un comunicado publicado en la página web de la prestigiosa institución que:
Esta es una forma completamente nueva de concebir un proceso de separación. En lugar de hervir mezclas para purificarlas, ¿por qué no separar los componentes según su forma y tamaño? La innovación clave reside en que los filtros que desarrollamos pueden separar moléculas muy pequeñas a una escala de longitud atómica.
Imagen de la membrana desarrollada en el MIT
El avance se apoya en una técnica conocida como polimerización interfacial, que lleva siendo utilizada desde los años 70 para fabricar membranas de ósmosis inversa en plantas desalinizadoras. A partir de aquí, los investigadores han rediseñado el material introduciendo enlaces imina, un doble enlace entre un átomo de carbono y un átomo de nitrógeno, que resultan ser más rígidos y resistentes que los enlaces amida más habituales, aquellos que unen dos aminoácidos, y añadiendo un monómero llamado tripticeno, que actúa como molde para que los poros tengan el tamaño justo.
El resultado es una membrana robusta y estable incluso ante hidrocarburos pesados, y capaz de separar con precisión los distintos componentes del crudo. En las pruebas realizadas en laboratorio, los científicos utilizaron mezclas industriales, como la nafta, el queroseno y el diésel, para comprobar que la membrana lograba concentrar los compuestos más ligeros de forma notable. En una de las pruebas más llamativas, logró multiplicar por veinte la concentración de tolueno respecto a su proporción original.
Según Zachary Smith, "se puede imaginar que con una membrana como esta, se podría tener una etapa inicial que sustituya una columna de fraccionamiento de petróleo crudo". Más allá de la eficiencia, lo realmente prometedor es la escalabilidad del invento. Las membranas se fabrican mediante un proceso industrial, que permite su adopción sin necesidad de modificar la maquinaria existente.
Taehoon Lee, autor principal del estudio y profesor en la Universidad Sungkyunkwan en Corea del Sur, asegura que esta investigación, financiada por ExxonMobil a través del MIT Energy Initiative, es "un paso importante hacia la reducción del consumo energético industrial". ¿Una fuente de energía más rentable y menos contaminante? La refinería del futuro se apunta a dar la mano a la salud del planeta.