Desarrollan membranas que optimizarían industria energética nacional
Por Armando Bonilla
México, DF. 19 de octubre de 2015 (Agencia Informativa Conacyt).- Con el objetivo de optimizar la purificación de gases a nivel industrial, por ejemplo en el sector petrolero, Alberto Ruiz Treviño, académico 
e investigador en el departamento de ingenierías de la Universidad Iberoamericana (UIA), trabaja en el desarrollo de nuevas membranas poliméricas.
En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el catedrático detalló que se trata de una línea de investigación a la cual ha dado continuidad a lo largo de 15 años. "En 1999 me dieron mi primer apoyo a través del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) para trabajar en el tema", detalló.
Asimismo, explicó que a partir de ese momento ha desarrollado diversas membranas con propiedades muy interesantes en cuanto a la separación (filtración) de gases se refiere; no obstante, dichos avances —a nivel ciencia básica— no han escalado en términos de ciencia aplicada porque para esto último se requiere de inversiones mucho mayores.
"Actualmente hemos logrado el apoyo de tres fondos Conacyt, pero se trata de recursos etiquetados para proyectos de ciencia básica. Asimismo, me han apoyado en Suecia, a través de STINT (Fundación para la Internacionalización de la Educación Superior y Estudios Científicos), organización que apoya proyectos de investigación para favorecer la movilidad —de investigadores y estudiantil— con el objetivo de intercambiar experiencias entre sus laboratorios y el nuestro".
Al respecto, dijo, como en estos momentos no es posible escalar las membranas a nivel de aplicación, con dichos recursos nos enfocamos en la optimización de los materiales ya desarrollados a fin de hacerlos más 
eficientes y, en el camino, formar a los investigadores y desarrolladores de tecnología que el país requiere para que sea competitivo en ciencia y tecnología.
"Para demostrar al sector industrial que en los laboratorios de la universidad hemos desarrollado una tecnología limpia utilizando nuestras membranas poliméricas y poder así reemplazar los procesos de separación existentes que consumen grandes cantidades de energía, se requiere de inversiones compartidas, entre gobierno e industria, vinculadas con la ciencia desarrollada en universidades, mucho mayores a la que actualmente tenemos", enfatizó.
Para dar el salto de ciencia básica a ciencia aplicada en la tecnología limpia de separación de gases utilizando membranas poliméricas, explicó que es necesario crear una “fibra hueca” con espesor muy delgado de la membrana y probarla en un pequeño módulo separando gases presentes en mezclas reales de interés industrial, es decir, mezclas de dos, tres o multicomponentes para evaluar su eficiencia soportando los ambientes hostiles —altas temperaturas y presiones— en donde operará.
"Para llevar a cabo esa etapa se necesita de un esfuerzo multidisciplinario entre científicos, tecnólogos e ingenieros mucho mayor y, por supuesto, esto requiere de mayor comunicación, entendimiento y compromiso sostenido de largo plazo entre los diversos actores, además obviamente de más dinero", reiteró.
Los avances en el laboratorio
Luego de quince años de trabajo, para el investigador el balance es positivo ya que se han logrado membranas o polímeros con estructuras químicas que presentan mayor estabilidad térmica y mecánica, además de propiedades de permeabilidad —filtrado rápido y más selectivas para purificar gases—, tan competitivas como las comerciales, es decir, las membranas de separación de gases fabricadas actualmente a nivel comercial.
"En términos de propiedades, nuestras membranas son competitivas con los materiales existentes utilizados en la industria; no obstante, aún no son competitivas en términos económicos porque para serlo se requiere que se produzcan en cantidades industriales, lo cual abarataría su costo", dijo.
El proceso
A pregunta expresa en torno a cómo han logrado optimizar las membranas desde el laboratorio, Ruiz Treviño dijo que lo principal es entender que se trata de materiales basados en polímeros que cuenten con la capacidad de separar gases de diferentes diámetros cinéticos y moleculares, es decir, aquellos de interés industrial como el hidrógeno o el metano.
"Para lograrlo, lo que tenemos que hacer los ingenieros químicos es utilizar procesos mediante los cuales podamos separar los gases, y una forma de hacerlo es a través de estos materiales conocidos como membranas".
Al respecto, explicó que para el diseño de las membranas se parte de estudios ya conocidos y reportados en la literatura científica, por su equipo y otros grupos de investigación, que a partir de relacionar la estructura química de un polímero con los valores de propiedades de interés —permeabilidad y selectividad— dan cuenta o “luz” de cómo modificar la estructura química en los nuevos polímeros para que sean competitivos a nivel de una separación industrial de gases.
"Básicamente nosotros en el escritorio y con base en todos los estudios o conocimiento ganado a lo largo de estos 15 años de apoyo Conacyt y de la UIA, diseñamos las nuevas estructuras y luego trasladamos ese trabajo al laboratorio en donde a partir de una síntesis química o polimerización de monómeros, se obtenga una muestra representativa en forma de una película densa (film sin poros) y así poder medir el flujo de los gases a través de él", explicó.
Finalmente, el docente mencionó que antes de producir prototipos industriales para ser probados en campo, se deben realizar mezclas de gases similares a las que genera la industria para realizar pruebas.
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