MIT desarrolla membrana que podría transformar la refinación de petróleo y reducir emisiones globales

Ingenieros del MIT crean una membrana que filtra petróleo crudo por tamaño molecular, reduciendo 90% la energía y emisiones del refinado.

Investigadores del MIT han desarrollado una nueva membrana capaz de separar diferentes tipos de combustible según su tamaño molecular, lo que podría sustituir al actual proceso de destilación del petróleo crudo, que consume mucha energía.

La importancia del petróleo crudo no puede subestimarse en la vida moderna. Alimenta vehículos, calienta hogares y abastece industrias. Sin embargo, este proceso es uno de los mayores consumidores de energía del planeta.

Aproximadamente el 1% del uso energético global se destina a separar el petróleo en gasolina, diésel y aceite para calefacción. Esto, a su vez, genera alrededor del 6% de las emisiones globales de CO₂, principalmente por el calor intenso requerido para hervir el petróleo y separarlo por puntos de ebullición.

Ahora, ingenieros del MIT han desarrollado una membrana revolucionaria que puede filtrar componentes del crudo por su tamaño molecular, potencialmente reemplazando los métodos basados en calor y alto consumo energético.

Este avance podría redefinir cómo el mundo procesa el petróleo y reducir drásticamente las emisiones relacionadas.

El MIT adapta tecnología de desalinización para filtrar petróleo crudo, ofreciendo una alternativa más ecológica y escalable al refinado intensivo en energía.

Un nuevo enfoque para la separación de petróleo

El equipo del MIT creó una delgada membrana de polímero que tamiza compuestos del petróleo según su forma y tamaño, en lugar de sus puntos de ebullición. Este cambio podría reducir la energía requerida para la separación hasta en un 90%.

"Esta es una forma completamente nueva de imaginar un proceso de separación", dijo Zachary P. Smith, profesor asociado de ingeniería química en el MIT y autor principal del estudio.

"En lugar de hervir mezclas para purificarlas, ¿por qué no separar componentes basados en forma y tamaño?".

La membrana resiste la hinchazón, un defecto importante en versiones anteriores. Funciona bien tanto con hidrocarburos ligeros como pesados.

Inspiración en la desalinización del agua

Para construir la nueva membrana, el equipo reutilizó una tecnología de la industria del agua. Desde los años 70, las membranas de ósmosis inversa han reducido el uso energético en desalinización en un 90%.

Los científicos del MIT adaptaron estas membranas para manejar petróleo crudo. Reemplazaron un enlace de amida flexible con un enlace de imina rígido, haciendo la película más estable e hidrofóbica. Esto permite que los hidrocarburos se muevan rápidamente a través de la membrana sin causar hinchazón.

"El material de polimina tiene porosidad que se forma en la interfaz, y debido a la química de reticulación que hemos añadido, ahora tienes algo que no se hincha", explicó Smith.

Diseñada para escala industrial

La membrana utiliza un monómero llamado tripticeno para ayudar a formar poros precisos y persistentes en forma. Puede fabricarse mediante polimerización interfacial, una técnica ya escalada industrialmente. Esto abre la puerta a la producción masiva.

"La ventaja principal de la polimerización interfacial es que ya es un método bien establecido para preparar membranas en purificación de agua, así que puedes imaginar adaptar estas químicas a líneas de manufactura existentes", explicó Lee, autor principal.

Resultados iniciales prometedores

La membrana destacó en pruebas de laboratorio. Aumentó la concentración de tolueno 20 veces en una mezcla con triisopropilbenceno. También separó eficazmente muestras industriales reales que contenían nafta, queroseno y diésel.

"Puedes imaginar que, con una membrana como esta, podrías tener una etapa inicial que reemplace una columna de fraccionamiento de crudo", dijo Smith.

"Podrías dividir moléculas pesadas y ligeras, y luego usar diferentes membranas en cascada para purificar mezclas complejas y aislar los químicos que necesitas".

Expertos creen que esto podría ser un gran salto en eficiencia industrial.

"Este trabajo toma la tecnología fundamental de la industria de membranas para desalinización... y crea una nueva forma de aplicarla a sistemas orgánicos", dijo Andrew Livingston, profesor de ingeniería química en la Universidad Queen Mary de Londres.

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