El CICY, como parte del proyecto del Clúster Biodiésel Avanzado coordinado por el CIATEJ, busca obtener biodiesel a través de un proceso de separación, desarrollando membranas catalíticas. Cuando hablamos de membranas, en este caso nos referimos a materiales que funcionan como una barrera que permite separar ciertos materiales o componentes de interés de los que no lo son, por ejemplo, hay membranas que permiten purificar el metano, que actualmente es una fuente de generación de energía. Particularmente, en el caso de las membranas catalíticas, estas son materiales que tienen grupos activos que permiten funcionar de alguna forma como catalizadores heterogéneos, pero al ser una barrera que permite separar algunos componentes de otros por compatibilidad permite retener, por ejemplo, el biodiesel y separa el metanol de los reactivos ahí presentes.

Estas membranas catalíticamente activas funcionan como catalizadores para la reacción de obtención de biodiesel (la cual normalmente se hace usando como catalizador hidróxido de sodio, ácido clorhídrico o ácido sulfúrico), ya sea por esterificación o transesterificación. Lo interesante de estas membranas es que son una tecnología eficiente y limpia, que permite no solo llevar a cabo la reacción, sino también permiten la separación simultanea de los reactivos y subproductos de la mezcla (como son como son glicerol y el metanol en algunos casos, que es lo que se usa como medio de reacción). Este proceso tendrías varias ventajas como: evitaría los lavados posteriores para separar el biodiesel, en una sola etapa se lleva a cabo tanto la reacción como la separación, lo cual a nivel industrial traería beneficios económicos, además este tipo de materiales permite el uso de materias primas de baja calidad en la producción, por ejemplo, se han utilizado aceites no comestibles, aceites usados o residuos con alto contenido de ácidos grasos.

El propósito de este tipo de investigaciones es que, al llegar a la industria, esta tecnología a base de membranas contribuya a disminuir los costos de producción de biodiesel, haciendo más fácil su comercialización y escalamiento a nivel industrial. El trabajo con membranas catalíticas se encuentra actualmente a escala de nivel banco, y este nivel sirve como base para poder realizar los posteriores escalamientos a nivel industrial.

Las empresas que han colaboraron con el CICY proporcionando la materia prima, se ubican en la Península de Yucatán, y están sumamente interesadas en este tipo de proyecto, ya que les convendría para optimizar sus actuales procesos y reducir sus costos. Por ejemplo, el aceite de reúso para que puede ser utilizado en el proceso actual debe de tener un 0.25% de ácidos grasos, en el proceso propuesto se utiliza el aceite de reuso con los ácidos grasos que contenga, solo se elimina el agua, lo cual hace que la refinación de la materia prima, que es uno de los costos iniciales más fuertes, disminuya. Lo mismo pasa al final cuando tienen que separar el catalizador líquido que está mezclado con el biodiesel, tiene que hacer lavados intensivos, los cuales también se eliminarían. Otro de los problemas que tienen actualmente es que el catalizador homogéneo solo puede usarse por una vez, y después se descarta convirtiendose en un producto contaminante, en este caso el catalizador duraría un buen número de ciclos de uso dando el mismo rendimiento inicial. Entonces las ventajas para la industria son obvias, la reducción de costos debido a la eliminación de la etapa de limpieza final del biodiesel y de la refinación de la materia prima y un menor costo de catalizador que podría reusarse. Claro que esto está sujeto a continuar con la investigación para optimizar el proceso y encontrar las mejores condiciones para que puedan escalarlo y hacerlo en tiempos razonables a nivel industrial.

“Actualmente con todos estos problemas que se presentan a nivel mundial, como el calentamiento global, la contaminación y sobre todo los precios cada día más altos de los combustibles, este tipo de investigación es de suma importancia, es el futuro para la producción de energía alternativa; así mismo, es fundamental para garantizar la seguridad energética, un ambiente limpio para las futuras generaciones y la oportunidad de la sociedad de obtener energías limpias y baratas” comenta la Dra. González

“Por primera vez estos clústeres conjuntan tanto a la academia como a la industria, involucrándolos en el proceso, lo cual creo que es una idea magnifica, porque generalmente la industria no sabe lo que están haciendo la academia y los académicos, no conocemos exactamente cuáles son las necesidades de la industria, este contacto nos ha dado la oportunidad de entendernos, y contribuir a ambas partes para lograr mejores resultados”, concluye el Dr. Aguilar.

La Dra. María Ortencia González Díaz, catedrática Conacyt asignada al CICY desde 2014, cuenta con una maestría y un doctorado en Ciencia e Ingeniería de Materiales, específicamente en el área de materiales poliméricos. Su línea actual de investigación es la síntesis de materiales poliméricos y el desarrollo de membranas para diversas aplicaciones como separación de gases y líquidos y especialmente en esta parte de membranas para producción de energía.

El Dr. Manuel Aguilar Vega, investigador del CICY, se encuentra realizando una estancia sabática en la Universidad de Texas en Austin en el departamento de ingeniería química. Cuenta con una maestría en reología y un doctorado en transporte de masa en polímeros, específicamente en membranas.