Los investigadores han desarrollado una forma sostenible y económica de recuperar petróleo de derrames de petróleo y aguas residuales industriales ultrafrías.

Científicos del Imperial College London y la Universidad de Toronto han diseñado una esponja que puede eliminar el aceite difícil de recuperar de las aguas árticas. Su investigación se basa en la tecnología de esponjas desarrollada previamente para abordar desafíos específicos con la recuperación de aceite de agua ultra fría.

Los resultados, publicado en Avances de la ciencia , Presentar un método económico y sostenible de recuperación de petróleo que beneficiará al medio ambiente al tiempo que presenta una solución rentable para la industria.

Contaminación por petróleo en el Ártico

Los investigadores han desarrollado un recubrimiento especial para esponjas disponibles comercialmente que puede recuperar gotas de aceite de agua tan fría como 5 grados centígrados. El aceite es más difícil de eliminar del agua ultra fría porque se vuelve viscoso a bajas temperaturas, reduciendo su flujo y dificultando su recolección.

La contaminación por hidrocarburos en las aguas del Ártico es un problema importante, con más de un billón de litros de relaves de arenas petrolíferas, un subproducto de desecho de la extracción de aceite, Derrames de petróleo marinos y árticos en espera de ser limpiados.

Las tecnologías tradicionales que se utilizan para recuperar el petróleo de dichos sitios son intensivas en energía, costoso, o ineficaz cuando se enfrenta a gotitas de aceite de tamaño micrométrico. Algunos incluso pueden correr el riesgo de causar más daños ambientales, como los que recalientan el aceite antes de la recogida, que puede hacer que se disuelva o se evapore.

La tecnología diseñada por Imperial y U of T aborda estos desafíos aprovechando las propiedades del aceite de temperatura fría para crear una solución de bajo consumo energético y rentable. Esto no solo beneficiará al medio ambiente y ayudará a proteger nuestros recursos naturales, Ofrece una solución económicamente viable para la industria que es vital para asegurar una aceptación generalizada.

Atracción mútua

El equipo de Imperial diseñó un recubrimiento especial para esponjas disponibles comercialmente basado en el comportamiento de las gotas de aceite en agua fría.

Cuando el aceite está por debajo de los 38 grados centígrados, comienza a cristalizar y se vuelve pegajoso en los bordes. El autor principal, el Dr. Pavani Cherukupally, utilizó este conocimiento para diseñar un recubrimiento de esponja similar a la parafina con la misma estructura química que el aceite que podría crear una atracción mutua entre las dos superficies.

La esponja se puede enjuagar con un disolvente no tóxico que desplaza las gotas de aceite pegajosas y permite que se recojan. permitiendo reutilizar tanto la esponja como el aceite. El proceso se conoce como humectación con cera, donde un fluido se usa para desplazar a otro. En este caso, el solvente, conocido como heptol, se utiliza para desplazar las gotas de aceite.

Una vez que se hayan establecido las características óptimas de humectación de la cera, un equipo de químicos de la U of T sintetizó el nano revestimiento que lo hizo funcional y listo para usar a mayor escala.

Pruebas rigurosas demostraron que la esponja diseñada puede adsorber gotas de aceite del agua que oscilan entre 5 y 40 grados Celsius y eliminar el 90-99% de los contaminantes en dos horas y media. El aceite recuperado puede ser utilizado nuevamente por la industria, proporcionar un beneficio económico a las organizaciones, y la esponja se puede reutilizar diez veces con resultados consistentes.

Próximos pasos

Este método de recuperación de petróleo presenta importantes beneficios tanto para la industria como para el medio ambiente. Tiene una alta tasa de éxito para eliminar el aceite del agua ultra fría y no requiere un aporte de energía adicional, ya que utiliza las propiedades del material de la esponja y el aceite para generar resultados.

El autor principal, el Dr. Pavani Cherukapally, Colegio Imperial de Londres, explicó:"Hemos desarrollado una forma energéticamente eficiente de recuperar petróleo crudo que tiene beneficios ecológicos para el medio ambiente y es económicamente beneficioso para la industria.

"Nuestro trabajo es importante porque se centra en un problema específico, cristalización del aceite a bajas temperaturas, y lo aborda desde la perspectiva de los materiales ".

El investigador principal, el profesor Daryl Williams, añadió:"Si seguimos tratando el medio ambiente como lo hemos hecho durante décadas, el agua limpia será cada vez más escasa. Como recurso global tan importante, es vital que la sociedad y la industria tengan acceso a innovaciones, métodos de bajo costo para la limpieza del agua como los que informamos en nuestro estudio.

"Nuestra tecnología presagia un nuevo enfoque para la remediación global que esperamos sea ampliamente utilizado antes de que sea demasiado tarde".

A continuación, el equipo explorará cómo se puede usar la esponja para recolectar una variedad de aceites, cada uno tiene una composición diferente y se comportará de manera diferente a bajas temperaturas. Están seguros de que su tecnología de esponjas se puede adaptar para satisfacer estas diferentes necesidades en muchas condiciones ambientales diferentes.