Científico del Plantel desarrolla tecnología que reduce impacto de emisiones de CO2

El Dr. Valeri Bubnovich, académico del Departamento de Ingeniería Química, inicia sus actividades en la Universidad de Santiago de Chile el 1 de marzo de 1995. El científico nacido en Bielorrusia, ha encontrado su espacio en el país, comentando el gran campo de investigación aplicada nacional: “Para mí como profesor, es mucho más fácil hacer clases y captar la atención de los alumnos con la experiencia de investigación”, cuenta, “pero me gustaría que cada profesor tenga la posibilidad de salir del aula, de la oficina, y capacitarse con los problemas del mundo exterior”.
Con ello, Bubnovich alude a la importancia que tiene para él la investigación aplicada, algo a lo que se ha dedicado por los últimos años. Junto con el ingeniero Jaime González, se adjudicaron los fondos de Innovo-Corfo con el proyecto “Desarrollo de un Sistema Eficiente de Filtración de Gases Combustibles con Óxidos Carbónicos usando PSA con MOFS como material adsorbente”, que ayudará a empresas de rellenos sanitarios y a su vez impactará positivamente a reducir el impacto ambiental de las emanaciones de dióxido de carbono y metano a la atmósfera.
“El contrato tecnológico que estamos trabajando surge de una necesidad industrial relacionada con el tratamiento de residuos, los cuales generan biogás. Originalmente, este gas se quemaba en antorchas, luego en motores para producción de electricidad, pero la baja en el valor de la electricidad ha significado problema para las empresas que realizaron la inversión en generación a valores mucho más altos”, explica Jaime González. “Entonces planteamos la posibilidad de separar los gases, para su uso eficiente”.
El tercer proyecto
El mecanismo de filtración empieza capturando el biogás que emana desde los rellenos sanitarios, pasándolo por un sistema llamado PSA (pressure swing adsorption). Aquí, unas columnas extraen el ácido sulfúrico, quedando solamente dióxido de carbono y metano, los cuales son separados. El metano será quemado para producción de electricidad, mientras que el CO2 se podrá comercializar en diversas funciones, tales como la industria de refrescos y la producción de fertilizantes para cultivos en la industria agrícola.
Llevar a cabo el proyecto es una labor compleja, por lo que Bubnovich y González cuentan con el apoyo de un equipo en el Departamento de Física. El académico Dinesh Singh trabaja junto a un equipo de estudiantes de la Universidad, constituido por Ignacio Chi, Carolina Manquian y Javier Enríquez, produciendo cristales metálicos orgánicos (MOF, metal organic frameworks), “verdaderos legos moleculares”, como los describe Jaime González.
“Este es el primer proyecto en que trabajo junto a Valeri y Jaime. Nuestra parte de la investigación es sintetizar los distintos tipos de material en MOFs y después vamos a hacer un compuesto con grafeno y carbón activado, para ver la filtración de diferentes tipos de gas”, detalla el profesor Singh sobre el rol de su equipo en la generación del sistema.
Los MOFs son desarrollados para absorber determinados gases y son empleados en el mecanismo de filtración con PSA. “El procedimiento consiste en ejercer diferencias de presión para poder lograr que un material absorbente capture ciertos gases, sumado a la capacidad que tienen los cristales de poder selectivamente atrapar los gases. Entonces, en conjunto entre la presión y la selectividad de los cristales, se permite recuperar el CO2 que está en el biogás, y dejar pasar solamente metano”, profundiza González.
Valeri Bubnovich había empleado previamente el sistema PSA en su primer proyecto Innovo-Corfo, donde desarrolló el proceso de separación del vapor de acetato de etilo del aire. Sin embargo, en ese entonces sólo empleó carbón activado para la absorción de los vapores de solventes. “Con el empleo de los MOFs ahora, dada su selectividad, se facilitará el desprendimiento del CO 2 del biogás, aumentando la eficiencia mucho. Las columnas de PSA van a poder ser más pequeñas y más económicas en su desarrollo”, añade el ingeniero.
Apoyo de la DGT
“En el primer proyecto que desarrollé, tuvimos apoyo financiero y asesorías legales de parte de la Universidad. Hoy ya tenemos bastante experiencia en esos temas, por ende se nos hace muy fácil resolver esos detalles”, cuenta Valeri. Sin embargo, un departamento que les ha sido de esencial ayuda es la Dirección de Gestión Tecnológica (DGT). Luego de las gestiones iniciales con empresas y la formulación del proyecto, “ellos revisan las escrituras del proyecto, los aspectos legales y económicos de éste”.
“Una vez que se adjudica un fondo Corfo, viene una complejidad mayor, que es la compra, el pago de honorario. Y la DGT tiene un rol bastante relevante en el punto de ayudarnos a administrar los recursos para que la tramitación sea eficiente”, añade Jaime. “Es un proceso que resulta algo lento, dadas los requerimientos que tiene el sistema público de compras, y es una dificultad mayor para los investigadores y las empresas involucradas el conseguir que las cosas se hagan con tiempo”.
Impacto del proyecto
Tanto Valeri Bubnovich como Jaime González tienen claro el propósito que se persigue con el sistema de filtración que desarrollan. Asímismo, saben que tiene una importante clave en materia de conservación medioambiental, puesto que tanto el metano como el dióxido de carbono son considerados gases de efecto invernadero, contribuyentes al calentamiento global.
“Obviamente, el dióxido de carbono se va a liberar siempre”, señala Jaime González. “Se emana y entra a la cadena atmosférica siendo absorbido por plantas, vegetales y en el mar por las algas. Pero nosotros estamos dándole además un uso positivo que genera rentabilidad y que genera una economía positiva de impacto”.
Como es mencionado previamente, el sistema de filtración mejora la producción de electricidad realizada por las empresas de rellenos sanitarios, puesto que, al separarse el metano y el dióxido de carbono, el proceso de combustión del primero es más eficiente. “La presencia de CO2 en el proceso de combustión del metano le resta eficiencia. Con el metano en estado puro, el motor funciona de manera más eficiente y produce más electricidad”, añaden los participantes del proyecto.
“Para mi este trabajo es muy interesante”, explica Valeri, “porque yo salgo de esta oficina y puedo ver el mundo real, con problemas reales. En ese sentido, es súper importante salir del modelamiento de textos, de hipótesis, y conocer los problemas de la industria. Eso es para mi experiencia que no puedo olvidar y que transmito a mis alumnos”.
Valeri y Jaime conocen las gratificaciones y las complicaciones que vienen de mano con la asociación a empresas externas. “Para la empresa, es muy positivo contar con la experiencia de una institución como la Universidad de Santiago de Chile para abordar problemáticas que aún no se han atendido”, explica Jaime, “pero no está de más decir que para las industrias, innovar es un costo asociado a un alto riesgo”.
Por su parte, Valeri sentencia que a menudo las relaciones entre investigadores y empresas son lo suficientemente colaborativas. “Me gustaría que ese aspecto se fortaleciera. Hay culpas por ambos lados; nosotros estamos con frecuencia muy encerrados en la parte académica, y las empresas en su rutina de producción.”
Jaime agrega que es importante comprender que “los intereses que gobiernan en la universidad no son los mismos que en las empresas”. La clave de establecer un vínculo firme entre ambas entidades está en “enfocarnos en que el resultado sea tan bueno para la universidad como para las empresas. De modo que para las primeras existan recursos para hacer investigación y desarrollar nuevas cosas, y las últimas incorporen estas novedades que solucionen sus problemáticas, o les permita generar valor”.
Valeri Bubnovich es enfático en invitar a los alumnos de nuestra Casa de Estudios a tomar la iniciativa y conocer tanto el mundo que les espera como sus propias virtudes. “Visiten las industrias, regresen a la Universidad y formen grupos de trabajo e investigación. Hay que preguntarse que se podría hacer con nuestras propias manos, y no esperar a salir de aquí y que nos pasen un trabajo y un sueldo”. Para el académico de larga trayectoria, aprender y poner en práctica desde la experiencia es fundamental. “Es mucho mejor si tienes claridad respecto a lo que quieres hacer con tu vida, pero sobre todo si es con tus propias manos”.