Diseñar también es transformar

Ismael Fuentes-Pereira, académico y jefe de carrera de Ingeniería Civil en Química del Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos, USACH

La transición hacia una economía baja en carbono no se resolverá solo con más energía renovable o hidrógeno verde. También necesitamos tecnologías que conviertan esos recursos en procesos productivos eficientes, competitivos y sostenibles.

El dióxido de carbono es un buen ejemplo. Solemos verlo únicamente como una emisión que hay que reducir, pero también es una materia prima.

Una estimación de la Agencia Internacional de Energía es clara. Cada año se utilizan cerca de 230 millones de toneladas de CO₂. Esto, principalmente en la fabricación de fertilizantes y en la industria del petróleo y el gas.

El siguiente paso es convertirlo en productos de mayor valor. Como el metanol, que se usa en la industria química y como combustible. El problema es que el CO₂ es una molécula muy estable. Por ello, transformarlo exige catalizadores y altas presiones, lo que encarece el proceso.

Hay países que ya lo están haciendo.

En Islandia, una planta inaugurada en 2012 junto a una central geotérmica empezó a producir metanol con el CO₂ que esa central emite. Gracias a su diseño modular, en cuatro años triplicó su capacidad hasta unas 4.000 toneladas anuales, reciclando 5.500 toneladas de CO₂.

En 2022 entró en operación en Anyang, China, una planta comercial con capacidad para capturar unas 160.000 toneladas de CO₂ al año y producir 110.000 toneladas de metanol. En Chile, la planta Haru Oni, en Magallanes, produce gasolina sintética a partir de hidrógeno verde y CO₂.

Gran parte de la investigación se ha enfocado en desarrollar mejores catalizadores. Es un camino necesario, pero hay otra pregunta que merece la misma atención: ¿cuánto se puede ganar si, además, se rediseña el reactor donde ocurre la reacción?

Un estudio reciente de investigadores chilenos y canadienses, publicado en la revista Journal of CO₂ Utilization, entrega evidencia en ese sentido.

El trabajo analizó microrreactores, equipos compactos con canales delgados recubiertos de catalizador. Con la misma cantidad de catalizador, y cambiando solo la geometría de los canales, la conversión de CO₂ se duplicó con creces y la producción de metanol aumentó cerca de un 60 %. Es decir, el diseño del equipo puede cambiar significativamente su desempeño.

Para Chile, esto es especialmente relevante. Según un estudio del Ministerio de Energía, solo la región de Magallanes podría llegar a producir el 13 % del hidrógeno verde del mundo. Pero tener recursos abundantes no asegura por sí solo nuevas capacidades productivas. Para eso se requiere conocimiento y tecnología que permitan integrarlos a la industria y generar valor.

Los microrreactores son una alternativa en esa línea. Al ser modulares, podrían instalarse cerca de las fuentes de emisión y ampliarse de manera gradual. Todavía quedan desafíos científicos, técnicos y económicos antes de llevarlos a escala industrial y, justament,e ahí hay un espacio para investigar, innovar y transferir conocimiento. 

Chile puede aspirar a más que producir energía renovable. Puede desarrollar las tecnologías que la transformen en nuevos procesos, productos e industrias. Producir energía limpia es necesario, pero el verdadero desafío es convertirla en desarrollo.