“Estas membranas están hechas a base de cristales porosos que permiten que el CO2 pase a través de ellas, y todos los demás gases de efecto invernadero (nitrógeno, metano, etcétera) no pasen”, explica.
Por este trabajo, este ingeniero químico que nació en Morelia, Michoacán, en 1974, recibirá, junto con otros 101 científicos e ingenieros, el máximo reconocimiento que da la Casa Blanca a investigadores jóvenes de esas áreas. El gobierno estadounidense aún no confirma a Carreón la fecha en que se llevará a cabo la ceremonia de premiación, lo único que sabe es que se llevará a cabo en Washington durante los tres primeros meses del año.
Piedras volcánicas o zeolitas
Los cristales porosos que forman las membranas que diseña y desarrolla el científico mexicano están inspirados en la composición de las piedras volcánicas o zeolitas. “Si tomas una piedra de éstas y la analizas en microscopios de alta resolución verás cristales con poros muy chiquititos”, explica Carreón.
Teniendo como modelo estas zeolitas, en los años 60 y 70, científicos de todo el mundo empezaron a generar cristales porosos en laboratorios. “Actualmente -asegura el ingeniero químico- hay más de 200 o 300 tipos de cristales porosos a base de zeolitas que pueden sintetizarse en laboratorio.
Luego del desarrollo de cristales porosos en laboratorios, científicos empezaron a generar membranas con ellos. “El reto es convertir estos cristalitos, que son como polvo o talco, en una membrana, que es una peliculita, como la nata de la leche; eso es lo que hace mi grupo”, precisa el científico.
El investigador mexicano y sus colegas utilizan esas membranas para separar los gases de efecto invernadero, es decir, los gases contaminantes producidos por los carros y las fábricas.
“El dióxido de carbono es uno de los gases de efecto invernadero y es el principal causante del calentamiento global. Uno de los objetivos de nuestra investigación es separar, capturar, el CO2 de los demás gases de efecto invernadero. Una vez que lo capturamos no lo aventamos al ambiente, lo ocupamos como materia prima para preparar combustibles o plásticos”, asegura.
Pero ¿cómo Carreón y su grupo de investigación generan esta membrana? “Colocamos -explica el ingeniero químico- un tubito poroso, de metal o cerámico, de alrededor de cinco centímetros, en un reactor o autoclave, que es como una olla exprés. Luego agregamos una sal metálica, un nitrato o un sulfato de un metal, de aluminio, de silicio, de fósforo, de zinc, y agua, que van a hacer que se te cristalice o crezca la membrana alrededor de ese tubito poroso. “Después metemos el reactor a un horno de laboratorio y la dejamos enfriar un día. Así se forma la membrana alrededor del tubo poroso”.
Luego los investigadores someten a la membrana a un proceso “de activación”, que consiste en calentarla en presencia de aire de 5 a 10 horas o de 5 a 12 horas, y sirve para abrir completamente sus poros. Después pasan una corriente de gas invernadero por esa membrana, que separa y captura el dióxido de carbono.
Luego colocan ese CO2 en otro reactor y le incorporan epóxido, para convertir ese CO2 en carbonato cíclico. Finalmente calientan ese carbonato cíclico para después convertirlo en plástico. “Así, empezamos con gas indeseable, gas de contaminación, y al final obtenemos un producto útil”.
Para saber y cuantificar qué tipo de gases obtuvieron y corroborar si el gas capturado por la membrana es CO2, el ingeniero químico mexicano y sus colegas utilizan una técnica analítica llamada cromatografía de gases acoplada con espectrometría de masas. “Te dice: estás obteniendo 20 por ciento de dióxido de carbono, cinco por ciento de nitrógeno, diez por ciento de hidrógeno”.
Carreón y su grupo comenzaron a trabajar en el diseño y desarrollo de membranas con cristales porosos en 2007. Su investigación ha superado ya el nivel laboratorio, pues actualmente algunas de sus membranas trabajan a nivel de planta piloto.
El proyecto de investigación lo financió la compañía de petróleo Shell, y su implementación a gran escala depende en gran medida de ella, asegura el científico mexicano.
El ingeniero químico michoacano considera que este tipo de investigación se puede hacer en cualquier país del mundo, incluido el nuestro. “En México hay muchas universidades con muy buena infraestructura, instalaciones y equipos, y personal capacitado, no veo por qué no pueda hacerse”.
Pese a ello, Carreón no tiene ningún proyecto de investigación a realizarse en el país. “No puedo decir si sí o no regresaré a México. Ahorita estoy muy a gusto trabajando aquí en los Estados Unidos. Después no sabemos”, concluye.
Fuente: (Agencias)
