CIENCIA: FEMENINO SINGULARSofía Calero, investigadora de la UPO, trabaja en el diseño de nuevos materialesmás efectivos y baratos destinados a servir de filtro para la captura, separación,eliminación y aprovechamiento energético de los gases de efecto invernadero.Moléculas <strong>con</strong>tra el CO 2Juan GarcíaHace algunos años, los estudiosen torno al cambioclimático dieron lavoz de alarma sobre el papel deldióxido de carbono (CO2) como unode los principales agentes implicadosen lo que se <strong>con</strong>oce como efectoinvernadero. De esta forma, un gasno <strong>con</strong>taminante y esencial para lavida (las plantas lo necesitan paracrecer) se ha <strong>con</strong>vertido en unaamenaza por su alta <strong>con</strong>centraciónen la atmósfera.El origen de este incremento deCO2 en el aire se encuentra en laactividad humana del último siglo,especialmente en procesos industrialesrelacionados <strong>con</strong> la producciónenergética. En este sentido,aunque existe un uso creciente defuentes renovables de energía, éstasno <strong>con</strong>stituyen aún una alternativasólida, por lo que los combustiblesfósiles seguirán siendoLos científicos de la Pablode Olavide trabajan a escalananométrica <strong>con</strong> materialesporosos cristalinosnecesarios en los próximos años.Numerosos científicos trabajanen responder a una misma pregunta:¿cómo reducir la emisión a laatmósfera de dióxido de carbono,garantizando el abastecimiento deenergía? Algas, bacterias, sumiderosbajo tierra… Son algunas solucionesque se encuentran sobre lamesa, todas ellas importantes y, enocasiones, complementarias.EL DETALLELa ONU acusaal hombre delcambio globalEl secretario general deNaciones Unidas, Ban KiMoon, ratificó que la ONUsigue <strong>con</strong>vencida de que laactividad humana es un factorque acelera el cambio climáticoindependientementede la polémica desatada haceunos días sobre una presuntamanipulación de datos porparte de científicos británicosque distorsiona las causas yexagera los peligros que presentaeste fenómeno medioambiental.“No hay nada quearroje dudas sobre el mensajecientífico básico en relaciónal cambio climático: está sucediendomucho más rápidamentede lo que pensábamosy los seres humanos somosla principal causa”, declaró elsecretario general, antes deinaugurarse la Cumbre delClima.En la Universidad Pablo de Olavide(UPO), un grupo de investigadoresdirigido por Sofía Calero hapuesto en marcha una iniciativadestinada a captar y aprovecharlos gases de efecto invernaderoprocedentes de emisiones industriales.El proyecto, calificado deexcelencia en 2007 por la Consejeríade Innovación, Ciencia y Empresae incentivado <strong>con</strong> 297.668euros, apuesta por el diseño denuevos materiales que sirvan defiltros moleculares capaces deatrapar el <strong>con</strong>taminante.El uso de estos filtros sería unaopción como método al final de tubería.Esto aporta numerosas ventajasya que se trata de una soluciónemplazada al final del procesoindustrial, lo que implica no tenerque realizar grandes reformas enlas instalaciones. Por ello, el retoque se plantea en este proyectoes obtener materiales altamenteselectivos y de bajo coste, que presentenal mismo tiempo gran capacidadde captura y de separaciónde los distintos gases.Para desarrollarlo, los científicosde la Pablo de Olavide trabajana escala nanométrica <strong>con</strong> materialesporosos cristalinos, utilizandotanto materiales inorgánicos (tipozeolita) como materiales metalorgánicos(tipo MOF), modificándoloshasta hacerlos idóneos parael fin que buscan. “Contamos <strong>con</strong>materiales que, por su tamaño deporo, son ideales para capturarCO2. Estudiamos en ellos cómoadsorben las partículas de este gasy los vamos ‘tuneando’, es decir,probamos a cambiar su estructura,por ejemplo, colocando plata ozinc donde hay cobre y vemos qué48 Andalucía Innova
efecto tiene esto sobre la adsorcióny difusión”, señala Sofía Calero.Recreación virtualUna de las herramientas clavepara <strong>con</strong>ocer la interacción delmaterial <strong>con</strong> el gas, además depruebas en el laboratorio, es la simulaciónvirtual. De esta forma,una de las principales líneas deacción de este proyecto de excelenciadurante sus dos primeros añosha sido la de diseñar un buen modelode comportamiento, capaz deexpresar en un ordenador los mismosresultados que se obtendríanen un ensayo experimental.Y es que, según señala la responsabledel estudio, “si no eres capazde reproducir el comportamientodel CO2 en un material existente,difícilmente podrás predecir elcomportamiento de los nuevos materialesque estamos diseñando”.Por ello, estos investigadoreshan trabajado hasta lograr emularvirtualmente el modo en el queinteracciona el dióxido de carbono<strong>con</strong> los diferentes átomos del material,en procesos tales como la difusión(cómo se desplaza la moléculaen la estructura) y la adsorción(cómo se adhiere a la misma). Unimportante paso que permite nosólo ahorrar en tiempo y costes, sinoque también facilita <strong>con</strong>siderablementeel trabajo a desarrollar.Una vez obtenido el modelo computacional,el siguiente paso quehan dado los investigadores de laUPO pasa por estudiar cómo adsorbeny difunden los gases para,posteriormente, pasar a su separación,captura y almacenaje.“Actualmente, estamos estudiandola influencia que tiene eltamaño y la composición del poroen la separación de los componen-Sofía Calero,junto a suscompañeros degrupo /J.G.El reto es obtener materialesde bajo coste y, al mismotiempo, <strong>con</strong> gran capacidadde captura de los gasestes del gas natural, trabajo queextenderemos al metano, al dióxidode carbono y otros gases procedentesde procesos energéticosbasados en combustibles fósiles”,señala Sofía Calero.La separación de los compuestosde los gases de efecto invernaderoa través de los nuevos materialeses clave desde un punto de vistaambiental y tecnológico, ya queevita costosos procesos de separaciónpara su posterior <strong>con</strong>finamiento.“Tras realizar estos yotros estudios, como último pasocombinaremos los mecanismosmoleculares que rigen las propiedadesde adsorción y transporte<strong>con</strong> los resultados obtenidos delestudio de separación y capturaen materiales porosos existentes”,afirma la investigadora. Todo estopermitirá el diseño de nuevos materialesque favorezcan tanto la adsorcióncomo el flujo de los gasesy cuya composición, estructura ytamaño de poro sea la más efectivapara la captura, separación, filtradoy eliminación de los distintosgases.número 11 • diciembre 2009 49