Por: Redacción

Por su proyecto dirigido a abatir el contenido de azufre en gasolina y diésel, en beneficio del medio ambiente al reducir la contaminación por combustión de automotores, Víctor Alejandro Suárez Toriello obtuvo el Premio a la Mejor Tesis de Doctorado (2014-2015) que otorga la Academia de Catálisis de México.

El investigador posdoctoral del Laboratorio de Catálisis e Ingeniería de Reacciones para Aplicaciones Ambientales de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) desarrolló el trabajo Influencia del soporte Al203-TiO2 y la incorporación de ácido en catalizadores NiW para hidrodesulfuración profunda, enfocado en el estudio de catalizadores heterogéneos y su aplicación en la eliminación de ese elemento en gasóleo de origen mexicano.

El doctor Suárez Toriello explicó en entrevista que la catálisis es un área de las ciencias que aborda los fenómenos y las sustancias que aumentan o disminuyen la velocidad de las reacciones químicas, lo cual alienta la producción y la calidad de compuestos potencialmente atractivos para la industria e incluso es aplicable en procesos contra la polución medioambiental.

La importancia de investigar al respecto radica en que la catálisis es empleada en 80 por ciento de los procedimientos químicos industriales, lo que infiere el gran potencial de aplicación en los sectores petroquímico, energético y farmacéutico, aseguró.

El maestro y doctor en ciencias por la UAM precisó que la tesis –dirigida por el doctor José Antonio de los Reyes Heredia, profesor del Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica de la Unidad Iztapalapa y también galardonado– abarcó la influencia de parámetros macroscópicos de síntesis en la formación de nanoestructuras laminares de sulfuro de tungsteno (WS2) promovidas con níquel (Ni), conocidas como NiWS y las cuales fueron soportadas sobre óxidos de aluminio (Al2O3) y óxidos mixtos alúmina-titania (Al2O3-TiO2).

El proyecto tuvo un objetivo industrial respecto de la baja en el contenido de azufre en el diésel y otro dirigido a combatir la contaminación, considerando que las normas son estrictas en cuanto a la presencia de dicho elemento químico en gasolina y diésel.

En particular las corrientes de hidrocarburos de las que derivan ambos combustibles registran gran cantidad de moléculas azufradas y nitrogenadas, que durante la combustión en los motores provocan lluvia ácida y partículas suspendidas, por lo que resulta imperativo suprimir ese mineral para minimizar su impacto en el entorno.

“En el Laboratorio creamos catalizadores que ayudan a elaborar y purificar combustibles, previo a su utilización en los motores y en este caso nos enfocamos en la generación de diésel desarrollando uno con base en níquel-tungsteno que disminuyera los niveles de azufre”.

Están conformados por nanoestructuras de sulfuro de tungsteno decoradas con átomos de níquel de alta eficiencia en reacciones involucradas en purificar y revalorizar corrientes derivadas del petróleo, sobre todo la eliminación de azufre y nitrógeno.

Suárez Toriello –reconocido por la UAM con la Medalla al Mérito Universitario por sus estudios de posgrado y miembro del Sistema Nacional de Investigadores– expresó que esas nanoestructuras han sido usadas en catalizadores durante mecanismos de hidrotratamiento, pero su formación es compleja porque al estar soportadas sobre óxidos metálicos las interacciones causadas no favorecen su creación.

Frente a esta problemática, la tesis se concentró en indagar la influencia de ciertos parámetros macroscópicos de síntesis en la conformación de nanoestructuras laminares de WS2 promovidas con níquel soportadas en alúmina y óxidos mixtos Al2O3-TiO2.

Para lograrlo se siguió –durante las etapas de síntesis y mediante técnicas avanzadas de caracterización fisicoquímica– la evolución de las interacciones químicas entre precursores metálicos –politungstatos y níquel-citratos– y especies químicas superficiales de los soportes catalíticos –Al2O3 y óxidos mixtos Al2O-TiO2– hasta la composición de las nanoestructuras catalíticamente activas.

Los principales logros fueron parámetros macroscópicos de síntesis y precursores metálicos que influyen de manera positiva en la constitución de nanoestructuras NiWS, soportadas en óxidos metálicos eficaces en la hidrogenólisis e hidrogenación, reacciones involucradas en la purificación de corrientes de gasolina y diésel, además de resistentes en condiciones extremas de temperatura, presión y presencia de compuestos azufrados y nitrogenados que caracterizan a los procesos de depuración y revalorización de hidrocarburos.

Con este estudio “encontramos parámetros que favorecen la formación de nanoestructuras tipo NiWS e identificamos precursores eficientes de estas estructuras”, con lo que se “resuelven muchas de las problemáticas” para su obtención y “ahora puede pensarse en otras aplicaciones catalíticas”, puntualizó el doctor Suárez Toriello.

Además, se consiguió un prototipo de catalizador con potencial industrial para la hidrodesulfuración profunda de diésel, útil para reducir la concentración del azufre en el gasóleo, que debe ser menor a 15 partes por millón del elemento, de acuerdo con la NOM-086-SEMARNAT-SENER-SCFI-2005.

En el Laboratorio de la UAM son realizados estudios fundamentales de síntesis, caracterización y evaluación a escala que requieren –para continuar hasta su aplicación industrial– la realización de pruebas adicionales, por lo que hay mucho trabajo por delante, aun cuando están en proceso proyectos en coordinación con otras instituciones nacionales e internacionales para alcanzar tales objetivos.

El Premio reconoce la labor de esa instalación, donde pese a los contratiempos “nos esforzamos por hacer cosas nuevas cada día y al final vemos que el trabajo da buenos resultados (…) lo que nos motiva a seguir adelante”.