Un grupo de científicos de la Universidad Pablo de Olavide, dirigidos por la investigadora , trabaja en el diseño de nuevos materiales más efectivos y baratos destinados a servir de filtro para la captura, separación, eliminación y aprovechamiento energético de los gases de efecto invernadero procedentes de emisiones industriales. Empresas como Chevron-Texaco o Abengoa se han mostrado interesadas en los potenciales resultados de este proyecto de excelencia, financiado con 297.668 euros por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa en la convocatoria de 2007.

El uso de estos filtros sería una opción como método a final de tubería. Esto aporta numerosas ventajas ya que se trata de una solución emplazada al final del proceso industrial, lo que implica no tener que realizar grandes reformas en las instalaciones. Por ello, el reto que se plantea este proyecto es obtener materiales altamente selectivos y de bajo coste, que presenten al mismo tiempo gran capacidad de captura y de separación de los distintos gases de efecto invernadero.

Para su realización, los científicos de la Pablo de Olavide trabajan a escala nanométrica con materiales porosos cristalinos. Utilizan tanto materiales inorgánicos (tipo zeolita) como materiales metalorgánicos (tipo MOF), modificándolos hasta hacerlos idóneos para el fin que buscan. “Contamos con materiales que, por su tamaño de poro, son ideales para capturar CO2. Estudiamos en ellos cómo adsorben las partículas de este gas y los vamos ‘tuneando’, es decir, probamos a cambiar su estructura, por ejemplo, colocando plata o cinc donde hay cobre y vemos qué efecto tiene esto sobre la adsorción y difusión”, señala Sofía Calero a Andalucía Innova.

Recreación virtual

Una de las herramientas clave para conocer la interacción del material con el gas, además de pruebas en el laboratorio, es la simulación virtual. De esta forma, una de las principales líneas de acción de este proyecto de excelencia durante sus dos primeros años ha sido la de diseñar un buen modelo de comportamiento, capaz de expresar en un ordenador los mismos resultados que se obtendrían en un ensayo experimental.

Según señala la responsable del estudio, “si no eres capaz de reproducir el comportamiento del CO2 en un material existente, difícilmente podrás predecir el comportamiento de los nuevos materiales que estamos diseñando”. Por ello, estos investigadores han trabajado hasta lograr emular virtualmente el modo en el que interacciona el dióxido de carbono con los diferentes átomos del material, en procesos tales como la difusión, cómo se desplaza la molécula en la estructura, y el de adsorción, cómo se adhiere a la misma. Un importante paso que permite no sólo ahorrar en tiempo y costes, sino que también facilita considerablemente el trabajo a desarrollar.

Una vez obtenido el modelo computacional, el siguiente paso que han dado los investigadores de la UPO pasa por estudiar cómo adsorben y difunden los gases para, posteriormente, pasar a la separación, captura y almacenaje de los mismos. “Actualmente estamos estudiando la influencia que tiene el tamaño y la composición del poro en la separación de los componentes del gas natural, trabajo que extenderemos al metano, al dióxido de carbono y otros gases procedentes de procesos energéticos basados en combustibles fósiles” señala Sofía Calero. La separación de los compuestos de los gases de efecto invernadero a través de los nuevos materiales es clave desde un punto de vista ambiental y tecnológico, ya que evita costosos procesos de separación para su posterior confinamiento.

“Tras realizar estos y otros estudios, como último paso combinaremos los mecanismos moleculares que rigen las propiedades de adsorción y transporte con los resultados obtenidos del estudio de separación y captura en materiales porosos existentes” afirma la investigadora. Todo esto permitirá el diseño de nuevos materiales que favorezcan tanto la adsorción como el flujo de los gases y cuya composición, estructura y tamaño de poro sea la más efectiva para la captura, separación, filtrado y eliminación de los distintos gases.