Tecnologías Avanzadas para la Reducción de Emisiones Contaminantes

Gestión y Almacenamiento de Dióxido de Carbono (CO₂)

Existen diversas estrategias para capturar y almacenar el CO₂, entre las que destacan:

• Almacenamiento en yacimientos de petróleo en fase de explotación: Esta técnica presenta una doble ventaja. Por un lado, se elimina el CO₂ de la atmósfera y, por otro, al inyectarlo, se aumenta la presión del yacimiento, lo que favorece la extracción de petróleo (Enhanced Oil Recovery - EOR).
• Inyección en yacimientos de carbón: Se utiliza para favorecer la extracción de metano que va asociado al carbón (Enhanced Coalbed Methane - ECBM).
• Almacenamiento en acuíferos salinos: Consiste en inyectar el CO₂ a gran profundidad en formaciones geológicas porosas que contienen agua salina no potable.

Eliminación de Óxidos de Nitrógeno (NOx)

La eliminación de NOx es un proceso complejo. El método más utilizado es la Reducción Catalítica Selectiva (SCR), que requiere un catalizador y un agente reductor, comúnmente amoníaco (NH₃). Las reacciones principales, que ocurren a una temperatura aproximada de 300 °C, son:

• 4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O
• 2NO₂ + 4NH₃ + O₂ → 3N₂ + 6H₂O

Los catalizadores suelen estar compuestos por un metal (parte activa, como platino o hierro) sobre un soporte. Los sistemas de catalizadores monolíticos son especialmente eficaces para tratar grandes caudales de gas.

Control de Compuestos Orgánicos Volátiles (VOCs)

La elección del método depende de la naturaleza del compuesto:

Condensación

Es un método sencillo que provoca la condensación de los compuestos al disminuir la temperatura. Se utiliza principalmente para sustancias que son líquidas a temperatura ambiente.

Adsorción

Utiliza un sólido poroso, como los carbones activos. Estos materiales son ideales por su gran superficie específica (hasta 2000 m²/g), su bajo coste y su alta afinidad por los compuestos orgánicos.

Oxidación Catalítica

Se emplea para compuestos que no pueden ser condensados ni retenidos eficazmente por carbones activos. Este proceso transforma el compuesto volátil en CO₂ y H₂O mediante catalizadores metálicos, que son efectivos pero de mayor coste.

Depuración de Contaminantes en Fuentes Móviles

Los principales contaminantes emitidos por vehículos son CO, NOx, hidrocarburos (HC) y partículas (PM). El tratamiento varía según el tipo de motor.

Motores de Gasolina (Ciclo de Otto)

Utilizan un catalizador de tres vías que gestiona tres tipos de reacciones simultáneamente:

• Oxidación del CO a CO₂: CO + 1/2 O₂ → CO₂
• Oxidación de hidrocarburos (HC): HC + O₂ → CO₂ + H₂O
• Reducción de NOx a N₂: 2NOx → xO₂ + N₂

Estos catalizadores incorporan metales preciosos como rodio, rutenio, platino y paladio en su fase activa y pueden desactivarse por envenenamiento con plomo.

Motores Diésel

Emplean un catalizador de dos vías (o de oxidación) que realiza solo las dos primeras funciones del catalizador de Otto (oxidación de CO y HC). La reducción de NOx es menos eficiente porque los motores diésel trabajan con una relación aire/combustible más elevada (exceso de aire).

Para atenuar los NOx, se recircula parte de los gases de combustión al motor (EGR), lo que provoca un efecto de dilución de la mezcla y baja la temperatura, evitando la formación de NOx térmico. Estos motores generan más partículas sólidas, que se eliminan con un filtro. El uso de biodiésel puede incrementar la formación de estas partículas.

Eliminación de Óxidos de Azufre (SOx)

El objetivo es transformar los óxidos de azufre (SO₂ y SO₃) en un sólido estable, como el sulfato de calcio.

Desulfuración por Vía Húmeda

Es una de las alternativas más comunes. Consiste en hacer burbujear los gases de combustión a través de una suspensión acuosa con un exceso de carbonato cálcico (CaCO₃).