Separar el petróleo a escala molecular ya es posible y puede recortar el impacto climático de las refinerías

Los hornos industriales consumen más energía que muchas ciudades enteras. En refinerías, el calor se convierte en un requisito indispensable para extraer combustibles del petróleo. Esa necesidad térmica dispara el consumo energético y multiplica las emisiones. Sin embargo, una nueva técnica de separación molecular ha logrado evitar por completo el uso de calor y promete transformar la forma en que se trata el crudo en origen.

Un tamiz molecular que clasifica los compuestos sin hervirlos

A partir de una serie de pruebas de laboratorio, un grupo de ingenieros del MIT ha demostrado que se pueden extraer compuestos como queroseno o diésel utilizando una membrana sintética que no requiere ningún tipo de combustión. Este método permite clasificar los hidrocarburos según su tamaño, lo que evita el paso tradicional de hervir el petróleo para separar sus componentes.

La clave del avance está en su sistema de tamizado molecular, mucho más preciso que cualquier filtro utilizado hasta ahora. En lugar de forzar la ebullición, basta con permitir que los líquidos pasen por la película, que actúa como un colador molecular con propiedades atómicas.

Las pruebas se centraron en mezclas industriales reales, con resultados que sorprendieron incluso a los investigadores. En una de ellas, el equipo utilizó una combinación de tolueno y triisopropilbenceno, comprobando que la membrana logró concentrar el tolueno hasta veinte veces más que su nivel original. La eficacia también se confirmó con otros productos como nafta, diésel o queroseno, todos ellos separados con gran eficiencia.

Una técnica conocida que ahora se usa de forma completamente distinta

El funcionamiento de esta tecnología se basa en una técnica conocida como polimerización interfacial, que ya se utiliza en plantas de desalinización para fabricar membranas de ósmosis inversa. Lo innovador en este caso ha sido la introducción de enlaces imina, que ofrecen mayor rigidez y estabilidad frente a los enlaces amida tradicionales. Además, los investigadores añadieron un compuesto llamado tripticeno, que actúa como molde estructural para que los poros mantengan el tamaño ideal.

Zachary Smith, profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts, explicó en un comunicado que el objetivo ha sido replantear completamente los procesos de separación, señalando que “en lugar de hervir mezclas para purificarlas, ¿por qué no separar los componentes según su forma y tamaño?”.

Una de las principales ventajas de este enfoque es su escalabilidad. Las membranas desarrolladas pueden producirse con maquinaria industrial existente, lo que reduce considerablemente los costes de implementación. No hace falta construir nuevas plantas ni rediseñar por completo el sistema. Basta con integrar los filtros en las etapas actuales para reducir el uso de energía y las emisiones asociadas.

Una barrera firme incluso frente a los hidrocarburos más exigentes

La resistencia de la membrana frente a los hidrocarburos pesados también representa un avance técnico de peso. Muchos materiales similares acaban por hincharse cuando están expuestos a estos compuestos, lo que compromete su capacidad de filtrado. En este caso, los enlaces químicos utilizados en el diseño de la membrana impiden esa expansión, manteniendo constante la estructura del material incluso bajo condiciones exigentes.

Según Taehoon Lee, profesor en la Universidad Sungkyunkwan y coautor del estudio publicado en Science, esta propuesta representa un paso tangible hacia una reducción real del consumo energético industrial. El proyecto, financiado por ExxonMobil a través del MIT Energy Initiative, busca precisamente alternativas viables para disminuir el impacto ambiental de los procesos tradicionales.

Con esta tecnología, el sistema de fraccionamiento del petróleo podría transformarse por completo. En lugar de grandes columnas de destilación que operan a altas temperaturas, sería posible utilizar cadenas de membranas que separen los compuestos en fases sucesivas, a temperatura ambiente y con menor gasto energético.