28 / Plásticos Nº 309 / NOVIEMBRE 2013 - FEBRERO 2014
Cómo convertir el CO2 en plástico
Moisés Carreón, joven científico mexicano que convierte el dióxido
de carbono en plástico, recibirá de manos del presidente Obama el
máximo premio que otorga Estados Unidos a investigadores que ini-
cian su carrera, según un mail que le enviara el Departamento Educa-
ción de la Casa Blanca.
A sus 39 años, Carreón cuenta ya con una larga y destacada carre-
ra científica, enfocada actualmente en el diseño y desarrollo de mem-
branas que capturan dióxido de carbono (CO2), uno de los principa-
les gases contaminantes o de infecto invernadero, para luego "reci-
clarlo" y convertirlo en plástico o combustible, útil para reducir el ca-
lentamiento global.
"Estas membranas están hechas a base de cristales porosos que per-
miten que el CO2 pase a través de ellas y todos los demás gases de
efecto invernadero (nitrógeno, metano, etcétera) no pasen", explicó.
Por este trabajo, este ingeniero químico nacido en Morelia, Michoa-
cán, en 1974, estaba por recibir, junto con otros 101 científicos e in-
genieros, el máximo reconocimiento que brinda la Casa Blanca a in-
vestigadores jóvenes de esas áreas.
Carreón se graduó en ingeniería química en la Universidad Michoa-
cana de San Nicolás de Hidalgo, en Morelia, en 1997; también obtu-
vo una maestría en ingeniaría de materiales en esa misma casa de es-
tudios. En 1999 se trasladó a Estados Unidos para continuar sus estu-
dios en ingeniería química.
Los cristales porosos que forman las membranas que diseña y desa-
rrolla el científico mexicano están inspirados en la composición de las
piedras volcánicas o zeolitas. "Si tomas una piedra de éstas y la anali-
zas en microscopios de alta resolución, verás cristales con poros muy
chiquititos", afirmó Carreón.
Teniendo como modelo estas zeolitas, en los años 60 y 70, científi-
cos de todo el mundo empezaron a generar cristales porosos en labo-
ratorios. "Actualmente -aseguró 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, una peliculita como la nata de la leche; eso es lo que
hace mi grupo", precisó el científico.
El investigador y sus colegas utilizan esas membranas para separar
los gases de efecto invernadero, es decir, los gases contaminantes pro-
ducidos por los automóviles 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 cap-
turamos no lo aventamos al ambiente, lo ocupamos como materia pri-
ma para preparar combustibles o plásticos", subrayó.
Pero ¿cómo Carreón y su grupo de investigación generan esta
membrana? "Colocamos -explicó el ingeniero químico- un tubito po-
roso, de metal o cerámico, de alrededor de 5 centímetros, en un reac-
tor o autoclave que es como una olla exprés. Luego agregamos una
sal metálica, un nitrato o un sulfato de un metal, de aluminio, de sili-
cio, de fósforo, de zinc, y agua. Esto hará 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, pa-
ra 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 y sus colegas utilizan una técnica analítica llamada cro-
matografía de gases acoplada con espectrometría de masas, obteniendo
20% de dióxido de carbono, 5% de nitrógeno, 10% de hidrógeno.
Carreón y su grupo comenzaron a trabajar en el diseño y desarrollo
de membranas con cristales porosos en 2007. Su investigación ha su-
perado ya el nivel laboratorio pues actualmente algunas de sus mem-
branas trabajan a nivel de planta piloto.
El proyecto de investigación es financiado por la compañía de pe-
tróleo Shell, y su implementación a gran escala depende en gran me-
dida de ella, aseguró el científico mexicano.
ALEJANDRA HERNANDEZ / KARINA AVILES LEAL
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