Comercialmente los catalizadores están hechos de materiales como zeolitas y metales como platino –uno de los más costosos del mundo–, cuyo uso conlleva consecuencias ambientales. Para cumplir con su objetivo y crear catalizadores más ecológicos, Jahaziel David Amaya Bayona, doctor en Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), encontró uno más natural y de menor impacto ambiental.

En el panorama energético mundial dependemos un 33 % del petróleo, 29 % del carbón, 23 % del gas natural y 6 % de energías nucleares. Las energías renovables solo ocupan el 9 % de la producción en el mundo, lo cual revela la necesidad de que a futuro se generen catalizadores más ecológicos para la producción de combustibles y que suplan las necesidades de consumo.

En el proceso de la extracción del petróleo se separan en una planta de tratamiento los crudos ligeros –de los cuales se puede extraer la gasolina– y los crudos pesados, que actualmente solo funcionan como residuos. Teniendo en cuenta que el combustible a base de crudos ligeros se está acabando y que su valor aumenta progresivamente, en su investigación de doctorado –Financiada por Ecopetrol– el químico Amaya se propuso encontrar catalizadores que transforman el crudo pesado con un impacto ambiental más bajo que los comerciales.

Al respecto, comenta que “ya se ha establecido que para 2025 vamos a necesitar más combustibles de los que se están produciendo. Actualmente existe muy poco crudo ligero, por eso los minerales de arcilla que se comportan como sólidos en forma de láminas puestas unas sobre otras y que tienen propiedades muy parecidas a las de las zeolitas por sus características ácidas, se convierten en catalizadores óptimos que permiten que pasen moléculas muy densas, como la de los crudos pesados”.

El doctor Amaya forma parte del grupo de investigación Estado Sólido y Catálisis Ambiental (ESCA) del Departamento de Química de la UNAL, el cual enfoca su estudio en la química del estado sólido aplicada al diseño y la transformación a nivel atómico y molecular de estructuras sólidas con potencial catalítico en procesos con impacto ambiental.

A través de un proceso llamado “delaminación” se toman las láminas de la arcilla natural y se modifican o desorganizan con el fin de generar caminos más amplios por donde las moléculas de los crudos pesados puedan pasar, con el objetivo de sustituir las zeolitas o soporte de los catalizadores convencionales.

Para sustituir el platino, en la investigación se propone utilizar molibdeno o tungsteno, elementos más económicos y con una actividad catalítica similar a la del platino.

“Al crear catalizadores más económicos, ecológicos, y que no produzcan tantos residuos, se espera que el proceso de creación de combustibles renovables sea más económico y se puedan empezar a reemplazar los combustibles fósiles, de los que hoy dependemos en un 87 %. Hasta 2050 tendremos una dependencia fuerte de combustibles no renovables” estima el doctor Amaya.

Su investigación ha permitido demostrar que los catalizadores que se producen con metales como molibdeno o tungsteno son más activos que los que se producen con platinos, lo que demuestra que pueden ser una buena opción para remplazar dicho metal.

Además, los soportes de los catalizadores hechos con minerales arcillosos logran transportar moléculas más grandes, como las de los crudos pesados, que la industria dejó de lado por ser un proceso difícil, para concentrarse en los crudos ligeros que necesitan moléculas más pequeñas y caminos más estrechos para su transformación.

“Queremos seguir generando catalizadores competitivos y esta investigación es una apuesta a largo plazo que busca enfrentar las crisis futuras de combustibles que se avecinan y plantear alternativas que permitan cuidar el planeta, que es el único que tenemos”, puntualiza el investigador.