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Para generar combustibles “ultralimpios” con bajo contenido de azufre y menos emisiones contaminantes al ambiente, Sergio Fuentes Moyado, director del Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN) de la UNAM, encabeza un proyecto multi institucional para llevar a la industria petrolera un nanocatalizador que separa el azufre del petróleo.
Luego de tres años de investigación a escalas experimental y piloto, el desarrollo tecnológico cuenta con prototipos, una patente nacional y está listo para probarse en la industria, en alguna refinería.
En la actualidad, en los países desarrollados se admiten menos de 30 partes por millón de azufre en las gasolinas y menos de 15 en el diésel. “En principio los petróleos se clasifican en ligeros y pesados, según la densidad y el número de impurezas que contiene”, el problema es que el petróleo mexicano tipo Maya, agrupado entre los crudos pesados, tiene hasta 30 mil partes por millón de ese elemento químico, muy contaminante para el ambiente.
“Con el nanocatalizador logramos bajar el diésel a 10 ó 15 partes de azufre por millón durante el proceso de refinación llamado hidrodesulfuración o eliminación del azufre”, destacó Fuentes Moyado, ingeniero químico y doctor de Estado en ciencias físicas.
Además del grupo del CNyN, en el proyecto participan, por parte de la UNAM, los institutos de Física y de Investigaciones en Materiales, así como el Centro de Ciencias Aplicadas y de Desarrollo Tecnológico. Interinstitucionalmente, las universidades Veracruzana, Autónoma Metropolitana, Autónoma de Baja California, del Papaloapan, de Texas en San Antonio, Estados Unidos y el Instituto de Investigación sobre Catálisis y Medio Ambiente (IRCELYON, por sus siglas en francés) de Lyon, Francia.
“Es un proyecto en el que llevamos el liderazgo, pero es una colaboración entre varias instituciones. Lo sometimos al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología en la convocatoria Sener-Hidrocarburos y en los últimos tres años hemos obtenido resultados satisfactorios que cumplen los requerimientos que Petróleos Mexicanos (Pemex) marca, pues la paraestatal hace un esfuerzo para generar esos combustibles ultralimpios dentro de las refinerías.
“Llegamos a obtener diésel bajo las condiciones que ellos usan en la planta y logramos catalizadores que obtienen menos de 10 partes por millón de azufre”, explicó.
Eficiencia a escala nano
El funcionamiento de este proceso se realiza con catalizadores a nivel nanométrico. “Eso lo hace eficiente y con las cantidades o volúmenes que se requieren”, detalló.
En el proceso de hidrodesulfuración, los nanocatalizadores logran quitar azufre. “El catalizador lo elimina de las moléculas de la gasolina y del diésel, pues éstas se depositan sobre pequeños arreglos a nivel de cuatro a cinco nanómetros y ahí ocurre la reacción y se suprime el azufre en presencia de hidrógeno. Así, a la salida del proceso se obtienen moléculas limpias, que se utilizan en los combustibles”, destacó.
La parte más importante del desarrollo, que es la síntesis del catalizador, se realizó en Ensenada, Baja California, en el Laboratorio de Procesamiento de Hidrocarburos, creado a raíz de la autorización de este proyecto.
“Tenemos patente, proyectos en planta piloto y prototipos. Ahora hacemos el estudio para saber si se puede escalar a nivel industrial, producir toneladas en vez de kilogramos e instalar el proceso en una refinería”, acotó.
En estos tres años de trabajo han pasado de la fase experimental en el CNyN en Ensenada, a la planta piloto del Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), en el Distrito Federal.
Para avanzar, Pemex debe aprobar que el proyecto pase a la escala de producción de toneladas. “Hemos presentado un avance de los resultados, están interesados y falta una reunión para decidir las posibilidades de que se realice a escala industrial”, relató.
De ser así, los nanocatalizadores se fabricarían en Estados Unidos, pues en nuestro país no existen empresas que los hagan.
“Se requiere gran infraestructura. El diseño que hemos hecho partió desde lo más fundamental, que es entender cómo se unen las moléculas a los catalizadores y cómo podemos lograr que los sitios activos del catalizador tengan más contacto con el fluido, sea gasolina o diésel. Hay un diseño involucrado con aplicación del conocimiento”. Ojalá en un futuro podamos producirlos totalmente en México, concluyó.
