Technology Spain , Valladolid, Wednesday, September 01 of 2010, 18:24

Un grupo vallisoletano crea membranas para controlar el nivel de CO2 y nitrógeno en gaseoductos

Frente a otros sistemas que requieren bajas temperaturas, el desarrollado es capaz de operar prácticamente a temperatura ambiente

Cristina G. Pedraz/DICYT Al quemar gas natural la principal reacción que se produce es la combustión del metano, de gran poder calorífico. Aunque en menor cantidad, el gas natural contiene otros gases ligeros como el CO2 y el nitrógeno cuya proporción debe ser controlada para optimizar su capacidad calorífica y su transporte. En este campo, el Grupo de Superficies y Materiales Porosos (SMAP) de la Universidad de Valladolid, unidad asociada al Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) a través del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros, trabaja en el desarrollo de membranas capaces de equilibrar el contenido de estos gases a temperatura ambiente.

 

La tecnología de membrana ha cobrado fuerza en las últimas décadas en cuanto a los procesos de separación, dado que evita el uso de productos químicos, entre otras ventajas. La membrana funciona como filtro, al dejar pasar ciertas sustancias y atrapar otras.

 

Antonio Hernández, coordinador del grupo de científicos, ha explicado a DiCYT que la membrana desarrollada, que se encuentra en proceso de patente, tiene una aplicación directa en el área de los gaseoductos. “El contenido en CO2 y nitrógeno debe estar muy bien equilibrado en los gaseoductos y con estas membranas se consigue a temperatura prácticamente ambiente”, precisa, tras recordar que las que existen en la actualidad trabajan a temperatura muy baja, lo que implica “un gran coste energético”.

 

En los gaseoductos se tiene que separar el CO2 periódicamente y con los sistemas que se utilizan en estos momentos “tienen que existir unidades refrigeradoras para que la separación sea eficiente”. El SMAP puede realizar este proceso sin necesidad de alcanzar temperaturas bajas de forma “que la reducción del coste energético es grande”, por lo que la futura patente tendrá un papel “muy importante”.

 

Según apunta el investigador, la membrana desarrollada está formada por un nuevo polímero, en concreto un copolímero (una mezcla de polímeros) y tiene aplicación inmediata en el campo de los gaseoductos donde ha obtenido buenos resultados preliminares. De hecho, ya hay membranas con menores prestaciones que están siendo empleadas en Estados Unidos.

 

Desarrollo de las membranas

 

El Grupo de Superficies y Materiales Porosos cuenta con dos líneas de investigación principales, una centrada en los líquidos y otra en los gases. En cuanto a los gases, tal y como detalla Pedro Prádanos, otro de los investigadores del equipo, se trabaja generalmente con mezclas sintéticas de gases de manera que se parezcan lo más posible a lo que van a tratar en la aplicación real. “La membrana puede tener diversas configuraciones. Normalmente trabajamos con membranas planas pero en aplicación industrial se puede trabajar con fibras huecas que son más o menos como un cabello (de una micra de diámetro aproximadamente) y en condiciones de pureza”, señala.

 

Tras regular la presión y temperatura, se mide la capacidad de separación; permeabilidad y la selectividad, “que es el cociente de las permeabilidades de cada uno de los gases”, subraya el experto. El objetivo no es otro que conseguir una membrana con una capacidad de separación por encima de las que existen en el mercado. “Lo que se hace es diseñar el polímero, construir la membrana y analizar las propiedades de separación y selectividad. Si éstas se encuentran en las zonas comercialmente interesantes se intenta patentar” concluye.

 

Correlación entre permeabilidad y selectividad

 

Por otro lado, existe una correlación entre permeabilidad y selectividad. Así, cuanto más permeable es la membrana menos selectiva es. En este sentido, si tiene una alta permeabilidad el cociente es cercano a 1 lo que no es adecuado. Se trata, pues, de obtener una membrana muy permeable y muy selectiva a la vez, es decir, de gran eficiencia. “Todos los grupos que trabajamos en gases tratamos de fabricar un polímero que tenga esas propiedades, para lo que se utilizan a veces materiales mixtos, membranas de matriz mixta que llevan carbones activos, materiales inorgánicos cautivos en la matriz polimérica. Ésta es una de las vías más prometedoras para obtener alta permeabilidad y alta selectividad”, subraya el coordinador del SMAP.