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2022-06-22Procesos de adsorción de CO2 con el uso de materiales sólidos

Revista Virtual Pro |Aunque existen diversas situaciones que intervienen en el aceleramiento del cambio climático, las emisiones de gases efecto invernadero son las principales propulsoras de esta problemática. Siendo el vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O) y los gases fluorados, los principales responsables de este fenómeno. De la misma manera, los gases que contaminan el aire con efectos nocivos para la salud humana, son, además de los gases efecto invernadero, el monóxido de carbono (CO), el dióxido de azufre (SO2), los óxidos de nitrógeno (NO, NO2, NOx), el ozono (O3), el benceno (C6H6), el sulfuro de hidrógeno (H2S) y el fluoruro de hidrógeno (HF), entre otros.

Se estima que el 65% de las emisiones de gases son de dióxido de carbono proveniente  de sectores industriales como, cemento, acero, energía y transporte. Actualmente la captura o separación de este gas puede efectuarse por medio de procesos de destilación criogénica, métodos de absorción-desorción con aminas, separación con membranas y procesos de adsorción con sólidos, entre otros. 

El concepto de adsorción es entendido como un proceso donde se atrapan o retienen moléculas de una sustancia en la superficie sólida de otra. Este fenómeno físico se genera cuando un compuesto (en cualquier estado de la materia) denominado adsorbato, se adhiere al entrar en contacto con la superficie de un elemento sólido absorbente, por medio de una fuerza física (conocida como la fuerza de dispersión de London). En química, el proceso se produce a partir de una reacción donde las moléculas del adsorbato se enlazan con las moléculas del absorbente, creando una fusión.

En este sentido, la adsorción mediante compuestos sólidos es uno de los métodos que día a día toman más relevancia en la captura de CO2, debido a que presenta ventajas como la facilidad de manipulación, el potencial de reutilización, la variedad y abundancia de elementos disponibles para ser experimentados en diversas temperaturas y la eficiencia de los mismos en la captura o separación de CO2.

El óxido de calcio y los materiales cerámicos alcalinos, hacen parte de los elementos sólidos que poseen las propiedades óptimas para capturar CO2 en altas temperaturas. 

Los compuestos cerámicos alcalinos se definen como  óxido de metal binario, donde se presenta un elemento alcalino en uno de los metales como mínimo. Entre ellos se destacan los zirconatos, las ferritas de litio y sodio, los silicatos, los  titanatos, los cupratos, los cobaltos, y los aluminatos. Con los cuales se puede efectuar la adsorción de CO2  por medio de un proceso de síntesis del cerámico, donde se determina el nivel de acción con factores precisos en la  presión, la concentración y el grado de temperatura del CO2 insertado en una corriente gaseosa; además es necesario fijar los tamaños de las partículas, las transiciones de fase estructural y la estructura cristalina del CO2. Bajo la cinética de adsorción adecuada y con un grado elevado de temperatura, estos materiales pueden lograr un alto nivel de adsorción sin que se vea comprometida su estabilidad.    

En este contexto se resalta la investigación realizada por Sergio Alberto Acevedo Corredor de la Universidad Nacional de Colombia, donde por medio de activación química y soluciones de cloruro de magnesio y cloruro de calcio en diferentes medidas, se generaron diversos tipos de carbones activados, que resultó en la selección de aquellos con las mejores condiciones para efectuar procesos adsorción de CO2.

Por último, cabe destacar la importancia que tienen los diversos desarrollos y avances tecnológicos en adsorción y absorción de gases contaminantes o efecto invernadero  por su adaptabilidad a diferentes procesos industriales, con el propósito de que los sectores productivos puedan reducir el nivel de emisiones y contribuir en la solución de las problemáticas ambientales y climáticas.  


Mauro Sastoque Campos
Periodista, escritor y diseñador para la comunicación gráfica
Revista Virtual Pro
mauro@virtualpro.co


Bibliografía 

Acevedo Corredor, S. A. (2016). Preparación y caracterización de carbón activado granular obtenido a partir de cuesco de palma africana (Elaeis guineensis) para la adsorción de CO2 [Repositorio Institucional UN / Universidad Nacional de Colombia]. https://www.virtualpro.co/biblioteca/preparacion-y-caracterizacion-de-carbon-activado-granular-obtenido-a-partir-de-cuesco-de-palma-africana-elaeis-guineensis-para-la-adsorcion-de-co2

Álvarez Gutiérrez, N. (2016). Procesos de adsorción para la captura de CO en corrientes de biogás. Recuperado el 21 de junio de 2022 de https://core.ac.uk/download/pdf/83590138.pdf

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EFEVerde. (2022). Estudian nuevas tecnologías para la absorción de CO2  por los océanos. Recuperado el 21 de junio de 2022 de https://www.efeverde.com/noticias/absorcion-co2-oceanos/

Envira. (2020)- ¿Qué es la atmósfera terrestre y cuál es su composición?. Recuperado el 21de junio de 2022 de https://enviraiot.es/cuales-son-gases-contaminantes-de-la-atmosfera/

Jiménez Alcántara, A., Hernández Tapia V., Alcántar Vázquez, B. C. (s.f.). Materiales adsorbentes de CO2 a partir de sub-productos industriales. Recuperado el 21 de junio de 2022 de http://www.ii.unam.mx/es-mx/AlmacenDigital/Gaceta/GacetaNoviembre-Diciembre2021/Paginas/materiales-adsorbentes-de-co2.aspx

Gobierno de México. (2018). Adsorción de CO2 en hidrotalcitas, óxidos de calcio y carbones activados Recuperado el 21 de junio de 2022 de https://www.gob.mx/inin/acciones-y-programas/adsorcion-de-co2-en-hidrotalcitas-oxidos-de-calcio-y-carbones-activados

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