COLUMNA: Ciencia y futuro  

El consumo de energía en la purificación de compuestos químicos

Por Dr. Roberto Muñiz Valenzuela*

Los procesos de separación tradicionales utilizados para la purificación de compuestos químicos, como por ejemplo la extracción líquido-líquido, la destilación extractiva y azeotrópica, presentan como desventajas la complejidad operativa, el alto consumo de energía, el impacto negativo en el medio ambiente y los altos costos operativos.

El uso de las tecnologías actualmente disponibles está relacionado con un alto consumo energético. Se estima que actualmente éste representa el 50% del consumo energético industrial a nivel internacional. Que a su vez conlleva un incremento en las emisiones atmosféricas resultado de la producción de la energía requerida.

Actualmente, una gran variedad de compuestos volátiles están presentes en procesos industriales. Sin embargo, muchos de estos compuestos son tóxicos y representan un riesgo para la salud, así como para el medio ambiente, ya que contribuyen a la destrucción de la capa de ozono, a la producción de smog fotoquímico y al calentamiento global. Debido a esto, se han implementado regulaciones ambientales más estrictas y se ha desarrollado tecnología que se enfoca en separar/remover los contaminantes.

En el caso particular de la industria petroquímica, la separación de hidrocarburos es uno de los grandes retos. La gran variedad de productos derivados de hidrocarburos requeridos por la sociedad moderna, las preocupaciones ambientales, así como la similitud de características fisicoquímicas de los compuestos, obstaculiza el uso de métodos tradicionales de separación. Esta situación ha obligado al desarrollo de nuevas tecnologías para la obtención por medio de la separación/remoción de compuestos.

Por esto, actualmente el enfoque de investigación son los procesos de separación energéticamente eficientes, económicamente viables y amigables con el medio ambiente. En particular, el uso de materiales porosos ha permitido el desarrollo de métodos como pervaporación o adsorción dinámica que no solo permiten separar y remover compuestos de interés, sino que reducen el gasto energético del proceso de separación de manera significativa.

Bajo este contexto, la adsorción es una técnica que permite recuperar los compuestos sin que sean degradados, lo que permite que puedan ser empleados posteriormente. La adsorción es considerada una técnica de separación de bajo costo, operación simple y alta eficiencia; útil en la recuperación de compuestos orgánicos volátiles valiosos para la industria.

Los materiales más comunes que se suelen emplear para las adsorciones a nivel industrial son los carbones activados y las sílices mesoporosas. Ambos presentan varias ventajas (gran área de superficie específica, estructura porosa, alta capacidad de adsorción y bajo costo) que los hacen ideales para la separación de compuestos químicos. Razón por la cual, cada día hay más publicaciones científico-técnicas sobre alternativas para la síntesis de este tipo de materiales

Una de mis áreas de interés, debido al impacto que estos procesos de adsorción pueden tener a nivel industrial, es desarrollar carbones activados y sílices mesoporosas que presenten mayor capacidad de adsorción y selectividad hacia un compuesto especifico en mezclas complejas de gran interés industrial y que actualmente su separación se realice a través de métodos energéticamente costosos.

*Catedrático de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de Colima.

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