La tecnología reutiliza el aluminio capturado, promoviendo una economía circular y reduciendo la necesidad de minería de aluminio virgen.
Nuevo filtro captura y recicla aluminio de residuos industriales
El aluminio, utilizado en una amplia gama de productos como latas de refrescos, papel de aluminio, placas de circuito y refuerzos para cohetes, es el segundo metal más producido en el mundo después del acero. Según estimaciones, la demanda global de aluminio aumentará en un 40 % para finales de esta década, lo que intensificará los impactos ambientales asociados a su producción, incluidos los contaminantes generados en los residuos industriales.
Innovación en la producción de aluminio: nanofiltración para reducir residuos peligrosos
Un equipo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha desarrollado un proceso de nanofiltración para mitigar los desechos peligrosos generados durante la producción de aluminio. Esta tecnología permite procesar los residuos de una planta de aluminio y recuperar los iones de aluminio que de otro modo se perderían en los efluentes. El aluminio capturado puede reutilizarse, incrementando la eficiencia de la producción mientras se reducen los desechos.
En pruebas a escala de laboratorio, los investigadores demostraron que la membrana desarrollada es capaz de capturar más del 99 % de los iones de aluminio presentes en soluciones similares a los efluentes industriales de las plantas de aluminio. Si esta tecnología se implementa a escala industrial, podría no solo disminuir el aluminio desperdiciado, sino también mejorar la calidad ambiental de los residuos generados por las plantas.
Según el profesor John Lienhard, director del Laboratorio de Sistemas de Agua y Alimentos Abdul Latif Jameel del MIT, esta tecnología no solo reduce los desechos peligrosos, sino que también promueve una economía circular para el aluminio al disminuir la necesidad de nuevas actividades de minería.
Un nuevo enfoque para un viejo problema: la gestión de residuos de criolita
El proceso tradicional de producción de aluminio comienza con la extracción de la bauxita, un mineral rico en metal. Luego, mediante reacciones químicas, se separa el aluminio en forma de óxido de aluminio o alúmina, que posteriormente se refina mediante electrólisis en sales fundidas, utilizando criolita como electrolito. Con el tiempo, la criolita acumula impurezas como sodio, litio y potasio, lo que reduce su efectividad y exige su reemplazo periódico.
El residuo resultante, una mezcla viscosa de criolita gastada con iones de aluminio y otras impurezas, suele desecharse. Se estima que una planta de aluminio típica desperdicia aproximadamente 2.800 toneladas de aluminio al año debido a esta práctica.
La clave está en la carga: una membrana selectiva y resistente
El equipo del MIT adaptó membranas utilizadas en plantas de tratamiento de agua para abordar este problema. Estas membranas, fabricadas con polímeros y cargadas negativamente en su superficie, permiten el paso de iones específicos según su tamaño y carga eléctrica.
Colaborando con la empresa japonesa Nitto Denko, el equipo probó una membrana con un recubrimiento positivamente cargado que repele de manera selectiva los iones de aluminio (carga +3), mientras permite el paso de otros iones como el sodio (carga +1). En las pruebas, la membrana logró capturar el 99,5 % de los iones de aluminio sin acumular cantidades significativas de sodio, un problema crítico en el proceso de electrólisis.
Además, las pruebas demostraron que la membrana mantiene su rendimiento incluso en condiciones altamente ácidas, como las que se encuentran en los flujos de desechos industriales, durante varias semanas de uso continuo.
Un modelo escalable para la industria
Aunque el prototipo actual tiene el tamaño de una carta de juego, los investigadores proponen diseñar membranas a gran escala, similares a las utilizadas en plantas de desalación, donde se enrollan en configuraciones espirales para optimizar el flujo de agua. Este diseño permitiría tratar grandes volúmenes de desechos de criolita en instalaciones industriales.
Implicaciones ambientales y económicas
La implementación de esta tecnología podría tener un impacto significativo en la industria del aluminio al:
- Reducir los desechos peligrosos y su impacto ambiental.
- Reutilizar recursos valiosos, disminuyendo la necesidad de extraer aluminio virgen.
- Fomentar la economía circular, un modelo clave para la sostenibilidad a largo plazo.
Como señala Trent Lee, coautor principal del estudio, esta innovación ofrece una solución dual: reciclar el aluminio y minimizar los residuos peligrosos, marcando un paso hacia procesos industriales más sostenibles.
El desarrollo y la integración de tecnologías como esta representan un avance crucial para satisfacer la creciente demanda global de aluminio de manera más responsable con el medio ambiente.
Vía mit.edu
