Científicos de la BUAP utilizan propiedades de rocas mágicas para evitar el calentamiento global

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Proponen el uso de zeolitas para la adsorción selectiva de CO2: uno de los principales contaminantes de la atmósfera. “Los procesos de adsorción constituyen una valiosa opción para remover fluidos contaminantes del aire”: Hernández Espinosa, investigador del ICUAP.

 

Por: Yassin Radilla

BUAP. 20 de mayo de 2015.- Para contribuir en la reducción de la concentración de gases de efecto invernadero, principales responsables del calentamiento global, científicos del Instituto de Ciencias de la BUAP (ICUAP) trabajan con las propiedades de las zeolitas naturales, una familia de minerales susceptibles de hidratarse y deshidratarse reversiblemente, para la adsorción selectiva de dióxido de carbono (CO2) u otros gases contaminantes.

Los investigadores del Departamento de Zeolitas del ICUAP han utilizado con éxito adsorbentes microporosos para remover selectivamente CO2, u otros gases contaminantes, de mezclas gaseosas emitidas por fuentes móviles o estacionarias.

Se trata de una alternativa innovadora y sustentable, para solucionar uno de los retos de mayor relevancia en la actualidad: la contaminación atmosférica. Los avances del proyecto han sido publicados en revistas reconocidas por su rigurosidad científica, como Nanotechnology, Superficies y Vacío, entre otras, y editoriales como Elsevier.

La liberación del gas carbónico desde plantas de energía eléctrica, ocasionada por la quema de combustibles fósiles, es la mayor fuente de contaminación atmosférica. De acuerdo con lo establecido en el Protocolo de Kyoto, los contaminantes atmosféricos que han detonado el calentamiento global y el cambio climático son el metano, el óxido nitroso, los hidrofluorocarbonos, los perfluorocarbonos, el hexafluoruro de azufre y, principalmente, el CO2.

“La adsorción de gases invernadero juega un papel decisivo para lograr la separación, purificación o captación selectiva de gases y ser una alternativa para atrapar el CO2. Los procesos de adsorción constituyen una valiosa opción para remover este tipo de fluidos contaminantes de corrientes gaseosas como el aire”, señaló José Miguel Ángel Hernández Espinosa, investigador del ICUAP, titular de este proyecto cuya número de solicitud de registro de patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) es el MX2012008336.

De esta forma, los científicos de la BUAP proponen soluciones con alto grado de factibilidad, para hacer frente a uno de los grandes retos de la humanidad. Esta opción, además de económica, ha sido reconocida por la comunidad científica internacional.

Junto con su equipo de trabajo, actualmente el investigador diseña un sistema conformado por distintos filtros –mallas moleculares hechas con nanomateriales a base de zeolitas- para purificar el aire. Estos sistemas pueden ser empleados en lugares donde se producen altos niveles de contaminantes, como las centrales camioneras, para que los filtros adsorban gases invernadero como el CO2.

Una vez saturados los filtros, explicó, es posible encontrar en estos contaminantes aplicaciones benéficas para el ser humano. Tal es el caso del dióxido de carbono, el cual, al ser adsorbido, puede ser dispersado por suelos reforestados para favorecer el proceso de la fotosíntesis, ya que la unión entre el CO2 y los filtros es de orden físico.

“No sólo se trata de pasar el problema del aire a otro lado; lo mejor de esto es que se le da un uso positivo al gas carbónico”, precisó Hernández Espinosa, quien agregó que estas mallas moleculares, además de captar selectivamente gases contaminantes, separan los compuestos del aire con suma facilidad, por ejemplo en oxígeno, nitrógeno y argón, los elementos del “aire limpio”. Cabe señalar que el aire es una mezcla de gases, cuya composición está en función de las condiciones ambientales, por ejemplo, las erupciones volcánicas.

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Las zeolitas ofrecen la posibilidad de atrapar gases de baja masa molecular como el CO2 de forma económica, pues se encuentran en vetas naturales de gran extensión en México

 

Zeolita erionita para adsorber dióxido de carbono

Este proyecto titulado Zeolita erionita para adsorber dióxido de carbono consiste en un método para la producción de zeolita erionita útil para la adsorción de dióxido de carbono, así como en el proceso necesario para llevar a cabo tal efecto, mediante la utilización de erionitas sustituidas con calcio, magnesio, potasio y sodio.

Actualmente, trabajan con nanodepósitos de cationes en este tipo de zeolitas con la finalidad de incrementar la capacidad de adsorción de estos nanomateriales, frente a gases en condiciones dinámicas; entre más pequeñas sean los depósitos, más se favorece el proceso de adsorción.

Los resultados son prometedores, pues los materiales obtenidos cumplen con los requisitos que marca la nanotecnología: altas superficies específicas disponibles, efectos cuánticos que generan altas energías, los fenómenos que ocurren se realizan en tres dimensiones y, sobre todo, existe una gran disposición, pureza y accesibilidad de yacimientos de estos minerales.

Las zeolitas de los tipos epistilbita, clinoptilolita, mordenita y erionita se encuentran en vetas naturales de gran extensión en México y ofrecen la posibilidad de atrapar gases de baja masa molecular como el CO2 de forma económica, pues en el caso de la clinoptilolita, la más abundante, se encuentra con facilidad en yacimientos ubicados en San Juan Atzinco, San Gabriel Chilac, San Juan Raya, San Diego Chalma, Chinantla y Chiautla de Tapia, en el estado de Puebla.

Estudios recientes han demostrado que algunos tipos de zeolitas pueden adsorber dióxido de carbono a temperatura ambiente con preferencia al nitrógeno y oxígeno. Las del tipo erionita y mordenita, tanto naturales como sintéticas, han sido utilizadas para adsorber CO2. Además, la adsorción de gases en zeolitas cristalinas microporosas es la base de muchos procesos de purificación y separación de mezclas gaseosas.

Hernández Espinosa señaló que la variedad de los posibles usos de las zeolitas naturales se deriva de su alto potencial como intercambiadores iónicos, adsorbentes y tamices moleculares. Otra de sus aplicaciones es la eliminación de metales pesados y otros cationes en agua potable o contaminada o en aguas residuales; su uso más antiguo es la construcción.

El Departamento de Investigación de Zeolitas del ICUAP proyecta el uso y aplicación de estos minerales en diversas áreas, sobre todo del sector industrial: catálisis, adsorción, modificaciones estructurales, sector agropecuario y aplicaciones tecnológicas.

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