Nacional jueves 30 de ene 2014, 7:45am - nota 7 de 60

De gas contaminante a materia prima

Por: AGENCIAS/ MÉXICO, DF.


El joven científico mexicano convierte dióxido de carbono en plástico; recibirá de manos del presidente Barack Obama el máximo premio que da Estados Unidos a investigadores que inician su carrera

Moisés Carreón, el ingeniero químico mexicano que será distinguido por Barack Obama en los próximos días, se enteró de que recibiría el Premio Presidencial para Científicos e Ingenieros en la Etapa Inicial de sus Carreras, el más importante que otorga el gobierno de Estados Unidos a profesionales prometedores de esas áreas, el 23 de diciembre pasado, a través de un mail que le envió el Departamento de Educación de la Casa Blanca.

"Ese día no asimilaba qué estaba pasando, pero ahora me siento muy afortunado y muy agradecido con mucha gente, a nivel personal y a nivel profesional: con mis padres, mis hermanos, mi esposa, mis profesores, mis alumnos, con el gobierno de Estados Unidos por considerarme", dice Carreón en entrevista telefónica desde Colorado, EU.

A sus 39 años, Carreón cuenta con una destacada carrera científica, enfocada actualmente en el diseño y desarrollo de membranas que capturan dióxido de carbono (CO2), uno de los principales gases contaminantes o de infecto invernadero, para luego "reciclarlo" y convertirlo en plástico o combustible, lo que sirve para reducir el calentamiento global.

"Estas membranas están hechas a base de cristales porosos que permiten que el CO2 pase a través de ellas, y todos los demás gases de efecto invernadero (nitrógeno, metano, etcétera) no pasen", explica.

Por este trabajo, este ingeniero químico que nació en Morelia, Michoacán, en 1974, recibirá, junto a otros 101 científicos e ingenieros, el máximo reconocimiento que da la Casa Blanca a investigadores jóvenes de esas áreas. El gobierno estadounidense aún no confirma a Carreón la fecha exacta en que se llevará a cabo la ceremonia de premiación, aunque se sabe que tendrá lugar en Washington durante los tres primeros meses del año.

Carreón, quien es el segundo científico mexicano al que reconoce la Casa Blanca en menos de un año (el Premio Nobel de Química Mario Molina recibió en noviembre la Medalla Presidencial de la Libertad), se graduó en ingeniería química en la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, en Morelia, en 1997; también obtuvo una maestría en ingeniaría de materiales en esa misma casa de estudios.

En 1999 se trasladó a Estados Unidos para continuar sus estudios en ingeniería química.

"Apliqué a tres universidades estadounidenses para hacer el doctorado. Fui aceptado en las tres, pero debido a que mi hermano estaba realizando su doctorado en ingeniería aeroespacial en la Universidad de Cincinnati, decidí irme ahí", cuenta el mexicano.

Concluyó su doctorado en 2003, año en que regresó a México y trabajó como profesor investigador en su alma máter. Luego realizó una estancia posdoctoral en la Universidad de Toronto, Canadá.

En 2007 empezó a trabajar como profesor investigador independiente en Universidad de Louisville, en Estados Unidos. Permaneció en esa casa de estudios hasta diciembre pasado. Justo el día que le notificaron que recibiría el Premio Presidencial para Científicos e Ingenieros se mudó a Colorado, para incorporarse a la Colorado School of Mines, donde es profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica y continúa su estudio de membranas hechas a base de cristales porosos.

 MEMBRANAS CON CRISTALES POROSOS

Los cristales porosos que forman las membranas que diseña y desarrolla el científico mexicano están inspirados en la composición de las piedras volcánicas o zeolitas. "Si tomas una piedra de éstas y la analizas en microscopios de alta resolución, verás cristales con poros muy chiquititos", explica.

Teniendo como modelo estas zeolitas, en los años 60 y 70, científicos de todo el mundo empezaron a generar cristales porosos en laboratorios. "Actualmente -asegura el ingeniero químico- hay más de 200 o 300 tipos de cristales porosos a base de zeolitas que pueden sintetizarse en laboratorio".

Luego del desarrollo de cristales porosos en laboratorios, científicos empezaron a generar membranas con ellos. "El reto es convertir estos cristalitos, que son como polvo o talco, en una membrana, que es una peliculita, como la nata de la leche; eso es lo que hace mi grupo", precisa Moisés Carreón.

El investigador mexicano y sus colegas utilizan esas membranas para separar los gases de efecto invernadero, es decir, los gases contaminantes producidos por los carros y las fábricas. "El dióxido de carbono es uno de los gases de efecto invernadero y es el principal causante del calentamiento global. Uno de los objetivos de nuestra investigación es separar, capturar, el CO2 de los demás gases de efecto invernadero. Una vez que lo capturamos no lo aventamos al ambiente, lo ocupamos como materia prima para preparar combustibles o plásticos".

Pero ¿cómo Carreón y su grupo generan esta membrana? "Colocamos -explica el ingeniero químico- un tubito poroso, de metal o cerámico, de alrededor de 5 centímetros, en un reactor o autoclave, que es como una olla exprés. Luego agregamos una sal metálica, un nitrato o un sulfato de un metal, de aluminio, de silicio, de fósforo, o de zinc, y agua, que van a hacer que se te cristalice o crezca la membrana alrededor de ese tubito poroso. Después metemos el reactor a un horno de laboratorio y lo dejamos enfriar un día. Así se forma la membrana alrededor del tubo poroso".

Luego los investigadores someten a la membrana a un proceso "de activación", que consiste en calentarla en presencia de aire de cinco a 10 o 12 horas, y sirve para abrir completamente sus poros. Después pasan una corriente de gas invernadero por esa membrana, que separa y captura el dióxido de carbono.

Luego colocan ese CO2 en otro reactor y le incorporan epóxido para convertirlo en carbonato cíclico. Finalmente calientan ese carbonato cíclico para después convertirlo en plástico. "Así, empezamos con gas indeseable, gas de contaminación, y al final obtenemos un producto útil".

Para saber y cuantificar qué tipo de gases obtuvieron y corroborar si el gas capturado por la membrana es CO2, el ingeniero químico mexicano y sus colegas utilizan una técnica analítica llamada cromatografía de gases acoplada con espectrometría de masas. "Te dice: estás obteniendo 20% de dióxido de carbono, 5% de nitrógeno, 10% de hidrógeno".

Carreón y su grupo comenzaron a trabajar en el diseño y desarrollo de membranas con cristales porosos en 2007. Su investigación ha superado ya el nivel laboratorio, pues actualmente algunas de sus membranas trabajan a nivel de planta piloto. El proyecto de investigación lo financió la compañía de petróleo Shell, y su implementación a gran escala depende en gran medida de ella, dice el científico.

Además del grupo de Carreón, hay otros investigadores en Estados Unidos que estudian las membranas con cristales porosos, pero las usan para separar otros gases, como el hidrógeno, y no el dióxido de carbono. Otro grupo de científicos de ese país y uno más de Alemania trabajan en la captura de dióxido de carbono, como Carreón y sus colegas, pero usan otro tipo de membranas, no las que tienen cristales porosos.

El ingeniero químico mexicano considera que este tipo de investigación se puede hacer en cualquier país, incluido el nuestro.

"En México hay muchas universidades con muy buena infraestructura, instalaciones y equipos, y personal capacitado", asegura. Pese a ello, Moisés Carreón no tiene ningún proyecto de investigación a realizarse en el país. "No puedo decir si sí o no regresaré a México. Ahorita estoy muy a gusto trabajando aquí en los Estados Unidos. Después no sabemos", concluye.

Alerta

Según el sitio web del Proyecto Carbón Global:

⇒ 9,413 millones de toneladas de CO2 se emitieron en el mundo en 1960.

⇒ 35,418 millones de toneladas de este gas se produjeron en 2012 en el planeta.

⇒ 476 millones de toneladas de CO2 generó México en 2012.

¿Quién es Moisés Carreón?

⇒ Nació el 13 de mayo de 1974 en Morelia, Michoacán.

⇒ Se graduó como ingeniero químico por la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo en 1997.

⇒ Obtuvo una maestría en esa casa de estudios en 1999.

⇒ Realizó un doctorado en la Universidad de Cincinnati; lo concluyó en 2003.

⇒ Actualmente es profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica de la Colorado School of Mines.

→ Moisés Carreón científicos mexicanos
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