Eliminación de gases ácidos

La Tierra es un hogar intrigante para la humanidad. Por un lado, produce alimentos y fibras en abundancia, mientras que, por otro, sacude destructivamente sus fallas y expulsa lava fundida de los volcanes activos. A la vez nutridor y amenazante, este planeta no ha logrado, sin embargo, aniquilar a los seres humanos. Una razón para ello es el ingenio, esa capacidad única del homo sapiens para resolver problemas a través de la innovación. Habiendo aprendido el poder de la combustión para generar electricidad, tuvimos, sin embargo, que protegernos de los venenos que se mezclan con las materias primas que quemamos. Surge una nueva tecnología para la eliminación y gestión de gases ácidos.

¿Qué es un gas ácido?

Estrictamente hablando, un gas ácido es cualquier compuesto gaseoso que forma una solución ácida cuando se disuelve en agua. Aunque existen numerosos tipos de gases ácidos, los más omnipresentes son el dióxido de carbono (CO₂) y el sulfuro de hidrógeno (H₂S). Estos químicos se encuentran a menudo en los depósitos de gas natural, pero lo hacen inutilizable. No solo son tóxicos al exponerse a las personas, sino que también son agentes cáusticos en tuberías y recipientes, causando corrosión y, a veces, daños irreparables. No hace falta decir que la gestión y eliminación de estas sustancias está rigurosamente regulada tanto por razones de salud pública como de protección ambiental.

¿Cuán perjudiciales son el H₂S y el CO₂?

El dióxido de carbono, aunque es un elemento necesario para la vida, está implicado en la contaminación atmosférica cuando se libera en grandes cantidades. Sin embargo, hay otro problema con el exceso de CO₂: disminuye el poder calorífico del gas combustible. El poder calorífico mide la cantidad de calor que realmente produce la combustión de un combustible. Cuando las concentraciones de CO₂ son más altas, el poder calorífico disminuye. El sulfuro de hidrógeno es una toxina peligrosa para los seres humanos. Dependiendo de la densidad de acumulación, puede causar mareos y dificultad respiratoria —en un extremo del espectro de la enfermedad— o convulsiones y la muerte en casos extremos. Los Centros para el Control de Enfermedades de EE. UU. advierten que la exposición prolongada al H₂S provoca los peores resultados. Está bien documentado el agrietamiento, ampollamiento y corrosión de metales resistentes por este gas ácido acre y muy inflamable. Por esta razón, el gas natural no puede transportarse a largas distancias hasta que se elimine el H₂S.

¿Cómo se logra la eliminación?

La eliminación de sulfuro de hidrógeno, y la de otros componentes de gases ácidos, requiere que el compuesto entre en contacto con disolventes químicos, disolventes físicos o una combinación de ambos. Estos disolventes ocupan una columna de absorción de una unidad de eliminación de gases ácidos. Cuando el gas ácido —a veces llamado gas agrio— se mueve a través de la columna, sus moléculas son atraídas por las de los disolventes líquidos, y así son osmoseadas del flujo de gas natural.

¿Funciona igual para el biogás?

A diferencia del gas natural, el biogás no es un combustible fósil. En cambio, el biogás se forma a medida que la materia orgánica —follaje o animales muertos, residuos de alimentos, estiércol, aguas residuales, etc.— se descompone y fermenta. El proceso de digestión anaeróbica hace posible y productiva la captura del metano del biogás. A su vez, el metano (CH₄) es combustible y se utiliza para generar electricidad. Al igual que con el gas natural, el H₂S está presente en el biogás en concentraciones de hasta 1.000 parts per million (PPM). Para una operación efectiva de los motores de combustión interna, esta densidad debe disminuir a un máximo de 100 PPM. Por lo tanto, la eliminación de H₂S del biogás es tan necesaria como la eliminación de H₂S del gas natural. Al inyectar pequeñas dosis de oxígeno en el contenido del digestor, los técnicos permiten la formación de microorganismos que oxidan con éxito el sulfuro. Mientras tanto, se aplica cloruro de hierro a la materia del sustrato para crear sal de sulfuro de hierro. De esta manera, los técnicos reducen la presencia de H₂S a unos 10 PPM. La eliminación y neutralización del sulfuro de hidrógeno a menudo se denomina desulfuración de H₂S. Otro absorbente de este tipo es el carbón activado, una sustancia similar al carbón vegetal que tiene una alta capacidad de microporosidad, es decir, poros muy pequeños, que invitan a la adhesión de H₂S a sus superficies.