Cómo reducir la contaminación de los procesos químicos industriales

Crear reactores catalíticos de membrana que ayuden a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero hasta un 35% y aumentar en un 70% la eficiencia en el uso de recursos y energía en procesos industriales. Este es el objetivo del proyecto europeo MACBETH (Membranes And Catalysts Beyond Economic and Technological Hurdles, por sus siglas en inglés) en el que participan investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), a través del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP).

Los reactores son equipos en los que a partir de materias primas se producen nuevas sustancias, como consecuencia de una reacción química. Y los catalizadores ayudan a que esta reacción se produzca a mayor velocidad. Los procesos catalíticos están presentes, por ejemplo, en la fabricación de fertilizantes, combustibles, fibras textiles o medicamentos, explican fuentes del CSIC. 

Con frecuencia, tras la reacción es necesario separar el catalizador o productos no deseados. Con los reactores catalíticos de membrana se reducen las etapas de estos procesos al integrar la etapa de separación en el reactor mediante la incorporación de una membrana reactiva, y se aumenta su eficiencia.

“Los reactores catalíticos de membrana se han utilizado con éxito en tres proyectos anteriores en los procesos de hidroformilación, producción de hidrógeno, y deshidrogenación de propano. Nuestro objetivo es conseguir los mismos resultados a escala industrial y, en definitiva, demostrar el potencial de este tipo de reactores en otros muchos sectores”, explica Raquel Portela, investigadora del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica.

Para ello se tratarán de optimizar los componentes básicos de los reactores catalíticos de membrana desarrollados en los proyectos anteriores; aplicar este concepto a un nuevo proceso, la ruptura biocatalítica de aceite para fabricar productos mediante biotecnología; y establecer las herramientas que permitan desarrollar con facilidad nuevos reactores para cualquier sector industrial.

El papel del CSIC

La participación del CSIC en este proyecto consiste en el desarrollo de estructuras cerámicas porosas para su empleo como soporte de catalizadores o membranas. “Es crucial que compartamos conocimiento, explotemos las sinergias y pensemos más allá de los límites de la química. Nuestro consorcio reúne los conocimientos que son esenciales para dar este gran paso en la síntesis catalítica. Una empresa nunca podría lograrlo individualmente”, asegura Marc Oliver Kristen, gestor de MACBETH.

El proyecto MACBETH tendrá una duración de cuatro años y medio y se basa en los proyectos ROMEO (Reactor Optimization by Membrane Enhanced Operation), BIONICO (Biogas membrane reformer for decentralized H2 production) y CARENA (CAtalytic membrane REactors based on New mAterials for C1-C4 optimization).

Estos proyectos, también financiados por la Unión Europea y ya finalizados, han demostrado en plantas piloto la utilidad de este concepto en varios procesos. En el marco del proyecto MACBETH, el consorcio formado por instituciones científicas y socios privados va a construir cuatro plantas que operarán en condiciones industriales reales.