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MATERIAL TECNOLÓGICO

Unas membranas 'made in Tarragona' logran atrapar el dióxido de carbono

Investigadores del ICIQ en Tarragona desarrollan un filtro que separa las moléculas de CO2 en una mezcla de gases

El sistema podría emplearse para purificar el biogás sin necesidad de energía y para filtrar los humos de las industrias

Mabel Torrens, Vanesa Lillo y Cristina Sáenz de Pipaón, investigadoras del ICIQ, junto a una mebranas filtradoras de dióxido de carbono (CO2). / JOAN REVILLAS

Capturar el dióxido de carbono (CO2) que expulsa una chimenea industrial, evitar así su dispersión en la atmósfera y finalmente reutilizarlo para otros usos, como la gasificación de bebidas carbonatadas, es una de las numerosas posibilidades de un material tecnológico desarrollado por investigadores del Instituto Catalán de Investigaciones Químicas (ICIQ), en Tarragona. De forma sorprendente, si se toma una mezcla de gases y se introduce en un cilindro hueco fabricado con las nuevas membranas filtradoras, las moléculas de CO2 se comportan de forma diferente y es factible separarlas.

Vistas las posibilidades industriales del material, que presenta un llamativo color azul y se conoce en siglas como TAMOF, los investigadores del ICIQ han decidido patentarlo, han creado una 'spin off -OrchestraScientific SL- y ya están en negociaciones con diversas empresas para su fabricación.  El TAMOF está basado en el cobre, pero su atractivas características derivan de su estructura microscópica. No es tóxico y se puede manipular sin problemas.

Metano de los purines

Según explican los científicos, la aplicación más inmediata del material es por ahora la purificación del biogás obtenido, por ejemplo, de la fermentación de los purines del ganado y de la basura orgánica. El biogás no es metano puro, sino que suele llevar un 35% de impurezas de CO2, "un inconveniente que reduce su capacidad calorífica", explica Cristina Sáenz de Pipaón, investigadora del ICIQ, especialista en materiales moleculares híbridos y directora general de OrchestraScientific.

"Si mejoramos la pureza del metano y obtenemos el CO2, estamos convirtiendo un problema en una oportunidad", insiste. Se obtiene energía quemando metano y, al mismo tiempo, se evita su peligrosa dispersión en la atmósfera. No en vano, las moléculas del metano tienen 21 veces la capacidad de generar efecto invernadero de las moléculas del CO2.

Dos caminos diferentes

El gran avance de las membranas del ICIQ radica en que separan con eficiencia las moléculas presentes en una mezcla de gases, algo nada sencillo. "La velocidad de difusión del CO2 a través de los canales que presenta el TAMOF es menor que para el resto de moléculas", prosigue Sáenz de Pipaón. En palabras más sencillas, los canales son como carreteras "y el CO2 va por un carril lento mientras que el resto de gases van por uno mucho más rápido -ilustra la investigadora-. Al ser tan lenta la difusión del CO2 a través de las membranas, no las atraviesa y pasa por el centro del cilindro. En cambio, el metano y otros gases sí lo hacen". Es como un tamiz molecular.

"El gas entra por el tubo y progresivamente va perdiendo el metano a través de las paredes, mientras que el CO2 permanece. Así logramos una pureza del 99%", reitera su colega Álvaro Reyes, también socio fundador de la empresa. 

Dos investigadoras del ICIQ observan las membranas azules de tamos / ICIQ

La energía obtenida con el biogás en una granja de cerdos puede emplearse en la misma explotación -para calefacción o luz, por ejemplo-, pero los sobrantes también podrían llegar a las redes de distribución. "Para que ello sea posible, no obstante, es necesario una gran pureza, un contenido en metano superior al 98% -dice la directora general de OrchestraScientific-. Necesitamos cumplir con las estrictas regulaciones de los países". Y es entonces cuando las membranas azules de TAMOF se erigen como la solución.

Aplicaciones industriales de CO2

Una vez obtenido el CO2, el gas tiene muchas aplicaciones -"hay una demanda industrial", como dicen los científicos-, como su uso en la fabricación de plásticos, siderurgia, extintores, cirugía, láser y en la industria alimentaria (además de su adición en bebidas refrescantes y cervezas, se añade como relleno en las bolsas de lechuga y también para ayudar a la conservación de la leche). "Cada sector tiene sus requisitos de pureza", añaden.

Los investigadores aspiran a reducir los costes de obtención del metano refinado en un 25%

En el mundo ya hay actualmente 500 plantas que refinan el biogás, el 94% en Europa, y la previsión es que las cifras se multipliquen por cinco de aquí al año 2020. Sin embargo, los miembros de OrchestraScientific consideran que su sistema patentado abaratará los costes porque los métodos actuales necesitan gran cantidad de energía para obtener la presión necesaria que separe las moléculas de CO2 y metano, además de una constante refrigeración. La electricidad es una cuarto del coste actual de obtención del metano refinado. "Nuestro producto es mejor -dice convencida Sáenz de Pipaón-. Nuestras membranas tienen una gran selectividad que les permite trabajar sin presión. No tenemos que poner un compresor para filtrar bien". Los investigadores del ICIQ aspiran a reducir los costes de obtención en al menos el 25%.

El proyecto, impulsado en el ICIQ por el grupo del profesor José Ramón Galán, ha contado con el apoyo de la Fundación La Caixa y del programa Proof of Concept del Consejo Europeo de Investigación (ERC). Tras invertir 150.000 euros desde el año 2016, los investigadores tienen previsto invertir el próximo 2018 otros 150.000 en validar su tecnología a escala industrial, para lo cual están en contacto con diversos posibles socios. Si todo transcurre según lo previsto, el año 2019 será el del salto definitivo al mercado. "No hay ningún impedimento técnico para llegar a la producción industrial", concluye Sáenz de Pipaón.

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