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El catalizador elimina totalmente el material particulado y otros gases tóxicos emitidos por motores diesel. Continue reading Invento mexicano reduce totalmente los contaminantes de los automóviles
14 de julio de 2014
Los óxidos de cerio son utilizados para reducir las emisiones de gas de los automóviles, en las paredes de los hornos autolimpiadores como catalizador de hidrocarburos a altas temperaturas, en la descomposición del agua para obtener hidrógeno y podrían emplearse en la elaboración de cremas solares para la piel.
Por las virtudes potenciales de estos compuestos químicos, Elizabeth Chavira trabaja con uno de ellos: el óxido de cerio (CeO2), para mejorar su capacidad catalítica y función de soporte.
Como parte del Programa Universitario de Nanociencia y Tecnología (PUNTA) de la UNAM, Chavira ha tratado con varios métodos de síntesis para obtener óxido de cerio nanométrico.
En el Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) ya “encontramos las condiciones óptimas para hacer este material de diferentes morfologías, como nano-cristales cúbicos, nano-barras, nano-hilos y nano-alambres”.
Material polimorfo, el CeO2 tiene varias formas cristalinas, indicó Chavira. La cúbica, que es la catalítica, “ya la sintetizamos y cambiamos su morfología por reacción sol-gel modificada con acrilamida y microondas”. Es una tesis del alumno Edgar Rangel, del programa de doctorado en Ciencia e Ingeniería de Materiales de esta casa de estudios.
Al cambiar las condiciones de reacción se obtuvieron aglomerados de cristales, cristales separados, barras, tubos, hilos y alambres nanométricos.
En colaboración con José Jesús Carlos Quintanar Sierra, de la Facultad de Ciencias (FC), que hizo la parte teórica, “se simuló cómo es que se llevará a cabo la catálisis en el óxido de cerio cúbico”.
Una siguiente meta de este proyecto de ciencia básica es modificar la superficie del CeO2, donde se lleva a cabo el fenómeno de la catálisis heterogénea.
Chavira y una estudiante (Magali Ugalde Alcántara, del Programa de Posgrado en Ciencia de Materiales, en colaboración con Martha Teresita Ochoa Lara, del CIMAV, Unidad Chihuahua) trabajan con paladio y rodio-paladio nanométrico, con miras a su uso como sensor de humedad.
Debido a que “nuestro material detecta fácilmente la humedad en el intervalo que reportamos”, en su presentación durante un congreso llamó la atención de un farmacéutico, quien aseguró que le era funcional en su industria.
En virtud de que permite medir la humedad, se podría evitar que cierto material que se usa en esos productos se modifique, pues con aquélla se aglomera o influye en que ocurra o no la reacción de los mismos granos del fármaco.
El tamaño nanométrico del paladio y cómo se distribuyó en el copolímero es lo que patentaríamos como sensor de humedad, puntualizó.
En el área de semiconductores, Chavira y colaboradores han logrado sintetizar e introducir nano-barras de óxido de zinc (ZnO) en nano-tubos de grafeno, mediante “molienda mecánica”.
Del grafito (igual al del lápiz con que escribimos o pintamos, sólo que puro) se obtienen capas que se doblan y se hacen tubos. Con este proceso (hay una dislocación de electrones en el interior de las capas hexagonales del carbono) ya se tiene el grafeno.
Molemos todo: los nano-tubos de grafeno y las nano-barras de óxido de zinc (las hace de diferentes diámetros y longitudes Patricia Pérez, alumna de Patricia Santiago Jacinto, del Instituto de Física), y se observa en micrografías cómo entra el ZnO en el tubo de grafeno.
Con Betsabé Marel Monroy Peláez, también del IIM, han comprobado por fotoluminiscencia que la emisión de óxido de zinc está apantallada por el grafeno. Y con José T. Elizalde Galindo, del Instituto de Ingeniería y Tecnología de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, se han percatado –mediante mediciones magnéticas– que el óxido de zinc nanométrico sí entra en estos tubos de grafeno.
“Otra forma de ver esto es por oxígenos, que ya es la parte teórica que tenemos que trabajar, es decir, medir la condición eléctrica. Sólo nos falta eso”, comentó Chavira.
Pedro Enrique Ortiz, estudiante de la FC, quien realiza su tesis de licenciatura como parte de este proyecto, desea aplicarlo y hacer un dispositivo.
Muchos investigadores en el mundo trabajan en esta línea con diferentes métodos de síntesis. El más fácil que ya se tenía era por la vía química. Sin embargo, con éste del IIM de la UNAM, “sólo metes tu producto y lo pones en el molino y ya está. No necesitas más que tiempo de molienda mecánica”.
Además de que se mejoran las propiedades eléctricas, ópticas y electro ópticas, entre otras, la síntesis física, para Elizabeth Chavira, sería un método más rápido y económico que la síntesis química, si se llega a usar en forma industrial.
Créditos: UNAM-DGCS-402-2014
Bogotá D. C., ene. 31 de 2014 – Agencia de Noticias UN- Ecopetrol, una de las empresas más importantes de la nación, ha disminuido el valor de sus acciones en un 40% de su valor original con respecto al año anterior.
En el panorama actual se han tenido en cuenta las distintas tendencias del mercado internacional por el lado de la demanda de hidrocarburos.
Pedro Carmona, director general del Instituto de Hidrocarburos, Minas y Energía de la Universidad Sergio Arboleda, explicó al respecto en el programa UN Análisis* de UN Radio: “El fenómeno principal es revisar lo que ocurre en la economía mundial, sobre todo en la posible recuperación de Estados Unidos que está enviando señales de clara reactivación tanto de su Producto Interno Bruto (PIB) como de su empleo. También hay que ver la posible superación de la crisis europea (aunque no tanto este año), además del caso asiático donde hay una ligera ralentización en sus tasas de crecimiento”.
Por otro lado, Carmona indicó que también hay una serie de cambios que se están dando en la ecuación energética a raíz de una mayor actividad de petróleos no convencionales, específicamente en Norteamérica. “Existe gran actividad en el caso del gas y el petróleo de lutita o el denominado shale gas/oil, lo que significa un nivel mucho mayor de autosuficiencia o de producción interna que se traduce también en menor nivel de demanda de hidrocarburos importados”.
De esta manera, se observa un fenómeno que se debe monitorear detenidamente tanto en Medio Oriente como en América Latina con Venezuela y Colombia, países que son vendedores de petróleo a los Estados Unidos. Esto, porque según los expertos, tiene una repercusión significativa en el rango de los precios del petróleo para el futuro próximo.
Para los invitados a UN Análisis, el reto principal de las empresas petroleras es un manejo eficiente, productivo y meritocrático, con el menor nivel posible, aunque los propietarios de estas sean los Estados.
Específicamente en el caso de Ecopetrol, la compañía vio una desvalorización de sus acciones. Aun así, Camilo Díaz, economista, candidato a magíster en Ciencias Económicas y coordinador de la Unidad de Análisis del Mercado Financiero (UAMF) de la Facultad de Ciencias Económicas de la Universidad Nacional de Colombia, señaló que dentro del panorama accionario colombiano otras organizaciones también vivieron los mismos problemas; entre estas mencionó a Bancolombia, la Bolsa de Valores, Éxito, Visa y Pacific Rubiales.
En ese sentido, Díaz expresó que “la desvalorización de Ecopetrol fue más o menos del 30% en 2013”. Esto se debe, según él, “a la coyuntura internacional con respecto al retiro del estímulo monetario a la economía en Estados Unidos, lo cual impacta no solo las acciones sino también los activos financieros de otras naciones y, en esa misma línea, las divisas que se han depreciado frente al dólar”.
Y agregó que un aumento de la producción petrolera en Estados Unidos disminuye las importaciones hacia esa nación.
Sumado a lo anterior, la Corte Constitucional de Colombia echó abajo el sistema del Fondo de Desestabilización de Precios de los Combustibles, entre otras iniciativas tratadas en el Congreso. Con ello, hay una modificación del precio del ingreso al productor por la elaboración de la gasolina, lo cual afectó la rentabilidad de Ecopetrol y su capacidad de generar caja.
El profesor Díaz añadió que “las reservas petroleras de Ecopetrol –especialmente las reservas probadas, usadas para definir los riesgos que se pueden comercializar– están contabilizadas para ocho años”. Estas, comparadas con otras compañías como Chevron trabajan con un margen mayor. “La compañía maneja un 60% de las ventas mundiales pese a que los hallazgos que ha tenido no han sido significativos”.
La ubicación de la compañía petrolera nacional en la Bolsa de Valores ha alarmado a la comunidad colombiana. Jaime Niño Peña, cofundador y presidente de infocapitales.com y bolsainteligente.com, precisó: “El precio en bolsa no necesariamente refleja el valor corporativo de la empresa, porque muchas veces puede estar debajo de su valor real o por encima del mismo. Como inversión financiera desde Ecopetrol, la acción salió a 1.400 pesos, al día de hoy está en 3.400 y ha presentado un máximo histórico en 2012 con 5.900 pesos. Si se observa, a largo plazo ha sido una buena inversión, aunque en el último año ha presentado unas caídas que son normales, si se tiene en cuenta que son inversiones a largo plazo”.
Finalmente, para Eduardo Sarmiento –ingeniero civil, doctor en Economía, profesor de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito y columnista del periódico El Espectador– la situación de Ecopetrol está reflejada en los balances del día: “Es la empresa más prospera del país. El gran problema que se avizora tiene que ver con las expectativas que se muestran en el mercado de acciones. La verdad es que, en el caso del petróleo, al país se le fue la mano al generar hallazgos ficticios que iban a absorber las cuantiosas divisas generadas por el sector, además de proyectos que no se han visto en la realidad. Esto dio lugar a la valorización de las acciones como parte de esa burbuja especulativa alrededor de la revaluación; por ello, la depresión de las acciones que también sucede en otros lugares del mundo”.
Créditos: UNAL-33-2014
• El proceso mejora la calidad de los hidrocarburos mexicanos y reduce las emisiones contaminantes al ambiente, dijo Sergio Fuentes Moyado, director del Centro de Nanociencias y Nanotecnología
• Protegido con una patente, el desarrollo cuenta con prototipos y pruebas a escalas experimental y piloto; espera la aprobación de Petróleos Mexicanos para avanzar a escala industrial en una refinería de la paraestatal
Para generar combustibles “ultralimpios” con bajo contenido de azufre y menos emisiones contaminantes al ambiente, Sergio Fuentes Moyado, director del Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN) de la UNAM, encabeza un proyecto multi institucional para llevar a la industria petrolera un nanocatalizador que separa el azufre del petróleo.
Luego de tres años de investigación a escalas experimental y piloto, el desarrollo tecnológico cuenta con prototipos, una patente nacional y está listo para probarse en la industria, en alguna refinería.
En la actualidad, en los países desarrollados se admiten menos de 30 partes por millón de azufre en las gasolinas y menos de 15 en el diésel. “En principio los petróleos se clasifican en ligeros y pesados, según la densidad y el número de impurezas que contiene”, el problema es que el petróleo mexicano tipo Maya, agrupado entre los crudos pesados, tiene hasta 30 mil partes por millón de ese elemento químico, muy contaminante para el ambiente.
“Con el nanocatalizador logramos bajar el diésel a 10 ó 15 partes de azufre por millón durante el proceso de refinación llamado hidrodesulfuración o eliminación del azufre”, destacó Fuentes Moyado, ingeniero químico y doctor de Estado en ciencias físicas.
Además del grupo del CNyN, en el proyecto participan, por parte de la UNAM, los institutos de Física y de Investigaciones en Materiales, así como el Centro de Ciencias Aplicadas y de Desarrollo Tecnológico. Interinstitucionalmente, las universidades Veracruzana, Autónoma Metropolitana, Autónoma de Baja California, del Papaloapan, de Texas en San Antonio, Estados Unidos y el Instituto de Investigación sobre Catálisis y Medio Ambiente (IRCELYON, por sus siglas en francés) de Lyon, Francia.
“Es un proyecto en el que llevamos el liderazgo, pero es una colaboración entre varias instituciones. Lo sometimos al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología en la convocatoria Sener-Hidrocarburos y en los últimos tres años hemos obtenido resultados satisfactorios que cumplen los requerimientos que Petróleos Mexicanos (Pemex) marca, pues la paraestatal hace un esfuerzo para generar esos combustibles ultralimpios dentro de las refinerías.
“Llegamos a obtener diésel bajo las condiciones que ellos usan en la planta y logramos catalizadores que obtienen menos de 10 partes por millón de azufre”, explicó.
Eficiencia a escala nano
El funcionamiento de este proceso se realiza con catalizadores a nivel nanométrico. “Eso lo hace eficiente y con las cantidades o volúmenes que se requieren”, detalló.
En el proceso de hidrodesulfuración, los nanocatalizadores logran quitar azufre. “El catalizador lo elimina de las moléculas de la gasolina y del diésel, pues éstas se depositan sobre pequeños arreglos a nivel de cuatro a cinco nanómetros y ahí ocurre la reacción y se suprime el azufre en presencia de hidrógeno. Así, a la salida del proceso se obtienen moléculas limpias, que se utilizan en los combustibles”, destacó.
La parte más importante del desarrollo, que es la síntesis del catalizador, se realizó en Ensenada, Baja California, en el Laboratorio de Procesamiento de Hidrocarburos, creado a raíz de la autorización de este proyecto.
“Tenemos patente, proyectos en planta piloto y prototipos. Ahora hacemos el estudio para saber si se puede escalar a nivel industrial, producir toneladas en vez de kilogramos e instalar el proceso en una refinería”, acotó.
En estos tres años de trabajo han pasado de la fase experimental en el CNyN en Ensenada, a la planta piloto del Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), en el Distrito Federal.
Para avanzar, Pemex debe aprobar que el proyecto pase a la escala de producción de toneladas. “Hemos presentado un avance de los resultados, están interesados y falta una reunión para decidir las posibilidades de que se realice a escala industrial”, relató.
De ser así, los nanocatalizadores se fabricarían en Estados Unidos, pues en nuestro país no existen empresas que los hagan.
“Se requiere gran infraestructura. El diseño que hemos hecho partió desde lo más fundamental, que es entender cómo se unen las moléculas a los catalizadores y cómo podemos lograr que los sitios activos del catalizador tengan más contacto con el fluido, sea gasolina o diésel. Hay un diseño involucrado con aplicación del conocimiento”. Ojalá en un futuro podamos producirlos totalmente en México, concluyó.