Introducción
Limpiar desastres ambiénteles-petroleros son una necesidad, existen soluciones sostenibles e innovadoras-como las esponja-que-absorbe-petróleo. Por tal motivo, surge una necesidad de encontrar soluciones efectivas y sostenibles que permitan restaurar los ecosistemas afectados y mitigar los impactos negativos generados por un derrame.
La industria petrolera desempeña un papel fundamental en la economía y sociedad a nivel global, los desastres ambientales causados por derrames de petróleo representan uno de los mayores desafíos a enfrentar debido a que el proceso de limpieza puede ser largo y difícil.
Es en este escenario, donde la innovación emerge, la esponja que adsorbe petróleo toma protagonismo. Son tecnologías desarrolladas para minimizar el impacto ocasionado por los derrames. Poseen capacidades únicas absorción, retención y recuperación de hidrocarburos, han demostrado ser una herramienta prometedora para la gestión de respuesta a derrames.
Los materiales absorbentes proporcionan un recurso útil en respuesta a un derrame de petróleo, lo que permite recuperarlo en situaciones que no son adecuadas para otras técnicas, marcando un hito en la restauración de los desastres ambientales y en la preservación del ecosistema.
La cantidad de derrames de petróleo ha disminuido drásticamente en las últimas décadas, pero aún ocurren y, a menudo, afectan la vida silvestre marina y terrestre. Entonces, ¿qué se puede hacer para abordarlos?
Sin duda alguna, una de las tecnologías de limpieza de petróleo que más ha ganado terreno con el paso del tiempo son las que contemplan “materiales absorbentes o bioesponjas”.
Los absorbentes de petróleo comprenden una amplia gama de productos orgánicos, inorgánicos y sintéticos diseñados para recuperar el petróleo con preferencia al agua. Su composición y configuración depende del material utilizado y su aplicación prevista en la respuesta1.
Si bien, se utilizan ampliamente en respuesta a derrames, los absorbentes deben emplearse con precaución para minimizar el uso inapropiado y excesivo que puede presentar dificultades asociadas con la contaminación secundaria, recuperación, almacenamiento y eliminación de este material contaminado1.
Los absorbentes son materiales que absorben, adsorben o ambos. Adsorción y absorción significan cosas muy diferentes. Por lo tanto, es necesario entender su distinción2:
La absorción: es el proceso por el cual una sustancia se empapa en un material absorbente. Cuando un absorbente se humedece en hidrocarburo, su tamaño aumenta al menos en un 70%.
La adsorción: involucra a moléculas, átomos o iones individuales que se adhieren a la superficie de un material adsorbente. Un adsorbente recolecta una capa de petróleo en su superficie sin expandirse más allá del 50%.
También existe otras dos características a tener en cuenta, que son importantes para los absorbentes de petróleo: como los oleofílico, que tienen la capacidad de atraer aceite y los hidrofóbico que significa repeler el agua. Combinadas, todas estas propiedades crean absorbentes efectivos para la limpieza de derrames.
Limpiar desastres ambiénteles: La esponja que adsorbe petróleo
La explosión de Deepwater Horizon en 2010, cuando millones de barriles de petróleo se derramaron en el Golfo de México, llevó a muchos científicos a repensar las tecnologías de limpieza3, entre las que se incluye los elementos fabricados con materiales absorbentes.
La búsqueda de soluciones efectivas para enfrentar los derrames de petróleo ha llevado al desarrollo de tecnologías oportunas como la esponja que absorbe petróleo. Este accesorio ha demostrado ser altamente eficiente y presenta ventajas en comparación con otros métodos de limpieza, aun cuando el tamaño y la ubicación de un derrame son factores fundamentales para su aplicación.
Las esponjas que adsorbe petróleo se basa en tecnología única y sofisticadas. Se fabrican con materiales especiales altamente absorbentes, tienen la capacidad de atraer y retener selectivamente los hidrocarburos, separándolos del agua circundante. Sus estructuras porosas actúan como una trampa inteligente, atrapando el petróleo derramado y minimizando su dispersión en el medio ambiente.
Una de las principales ventajas de esta tecnología es su alto rendimiento en la recuperación del petróleo. Su capacidad de adsorción selectiva minimiza la captura de agua y otros contaminantes, lo que resulta en una remoción más eficiente. Su aplicación no requiere de personal altamente especializado, lo que agiliza los procesos de limpieza y minimiza los riesgos asociados.
Otro aspecto destacado de estos accesorios, es su capacidad de reutilización. Después de su uso, puede someterse a procesos de regeneración, donde el petróleo adsorbido se recupera y recicla. Esta característica no solo reduce los costos asociados con la eliminación de residuos, sino que también contribuye a la sostenibilidad y al cuidado del medio ambiente.
Obstáculos y desafíos en la implementación de la esponja a gran escala
A pesar de los beneficios y el potencial prometedor de los materiales absorbentes de petróleo, su implementación en grandes magnitudes en la industria petrolera enfrenta ciertos desafíos que deben abordarse para maximizar su eficacia y alcance.
Costos y escalabilidad de la producción a gran escala: Normalmente son de fabricación compleja, la producción masiva de esponjas absorbentes requeridas para enfrentar derrames de gran magnitud puede suponer un desafío en términos de costos y escalabilidad. Es necesario optimizar los procesos, buscar materias primas asequibles y desarrollar tecnologías que permitan una producción masiva rentable.
Evaluación de impacto ambiental: Antes de su implementación, se requiere evaluar exhaustivamente los impactos ambientales para comprender los posibles efectos colaterales de la utilización de estos absorventes. Estas evaluaciones deben abordar aspectos como la interacción con la vida marina, la biodegradabilidad de los materiales, los posibles impactos en los ecosistemas circundantes y los problemas para su posterior recolección.
Además, es importante tener en cuenta que existen ciertas limitaciones en su aplicación particularmente, en relación a las propiedades del petróleo derramado, como por ejemplo su viscosidad. Por otra parte, recuperar y desechar estos materiales petroleados requiere mucha energía y siempre existe el riesgo de que los desechos contaminados con petróleo se pierdan en el mar.
Trabajos de investigación sobre esponjas absorbentes de petróleo
Los centros de investigación y universidades se encuentran constantemente explorando diferentes materiales con el objetivo de desarrollar esponjas absorbentes más eficientes. Estos estudios involucran pruebas que han demostrado resultados exitosos.
Limpieza solar asistida de alto rendimiento de derrames de petróleo viscoso utilizando una esponja de fibra vegetal modificada con tinta4: Revista “Journal of Hazardous Materials”. La investigación propone un enfoque innovador que combina la energía solar y el uso de una esponja de fibra vegetal tratada con tinta para mejorar la eficiencia de limpieza de los derrames de petróleo viscoso. La tinta utilizada en la esponja actúa como un agente fototérmico, lo que permite la absorción de energía solar y un calentamiento localizado. El calentamiento localizado generado por la tinta facilita la reducción de la viscosidad del petróleo, lo que facilita su absorción por parte de la esponja.
Una esponja Janus calentada con energía solar con excelente estabilidad flotante para una limpieza eficiente de petróleo pesado5: Revista “Materials & Design“. El estudio muestra que esta esponja exhibe una excelente estabilidad flotante en condiciones marinas con vientos y olas, lo que garantiza su eficacia en la recuperación de petróleo en diferentes condiciones ambientales. Además, se destaca su capacidad para eliminar eficientemente el petróleo pesado, lo que la convierte en una solución prometedora para la limpieza de derrames. Podría absorber petróleo pesado viscoso de forma estable por efecto fototérmico, con una capacidad de absorción de 11,2 g/g.
La esponja sostenible de alta tecnología6: Un equipo de estudiantes-investigadores de la Universidad de Florida Central (UCF) está desarrollando esponjas de alta tecnología capaz de limpiar el agua del océano después de derrames de petróleo. Estas absorben el aceite mientras repelen el agua, y no dejan ningún subproducto tóxico. El aceite recolectado es reciclado para uso futuro. El sistema utiliza el método de secado por inmersión para colocar MoS2 a lo largo de la sustancia porosa a fin de inducir superhidrofobia y superoleofilicidad para la separación selectiva de agua y aceite de manera sostenible.
Conclusión
La esponja que absorbe petróleo ha demostrado su eficacia en casos de derrames tanto en ambientes marinos como terrestres. Su capacidad de respuesta rápida, absorción efectiva y versatilidad la convierten en una herramienta invaluable en la restauración de ecosistemas afectados, protegiendo la biodiversidad contribuyendo a la mitigación de desastres petroleros.
Seguir los procedimientos contención de derrames y aplicar las mejores prácticas contribuye a minimizar los daños causados por cualquier incidente de derrame. Las esponjas especializadas en la absorción de petróleo funcionan a través de la absorción física del petróleo en su estructura porosa. Su diseño y propiedades permiten retener el petróleo, brindando una óptima solución ante estas emergencias.
Las tecnologías encargadas de diseñar esponjas absorbentes con las diversas materias prima disponibles, son soluciones ecológicas de gran aporte hacia un futuro sostenible.
Referencias
- https://www.uvm.edu/seagrant/sites/default/files/uploads/TIP8UseofSorbentMaterialsinOilSpillResponse.pdf
- https://www.absorbentsonline.com/spill-containment-blog/what-are-sorbents-for-oil-spills/
- https://www.cbc.ca/news/canada/calgary/super-sponge-university-calgary-oil-spill-mitigation-1.4950938
- htJin Yang , Peng Xu , Yilin Yao , Yong Li , Bing Shi , Xiaohua Jia , Haojie Song; “Solar-assisted high-efficient cleanup of viscous crude oil spill using an ink-modified plant fiber sponge” ; Journal of Hazardous Materials; Volume 432, 15 June 2022, 128740
- Jin Yang, Peng Xu, Yilin Yao, Yong Li, Bing Shi, Xiaohua Jia, Haojie Song; “A solar-heated Janus sponge with excellent floating stability for efficient cleanup of heavy oil”; Materials & Design, Volume 195, October 2020, 108979
- Vinayak P. Dravid, Vikas Nandwana , Stephanie M. Ribet , Roberto D. Reis , Yuyao Kuang , Yash More; “OHM Sponge: A Versatile, Efficient, and Ecofriendly Environmental Remediation Platform”
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