Una mentalidad arraigada de "extraer-producir-desperdiciar" continúa agotando los recursos naturales, dañando la biodiversidad y acelerando el cambio climático. Mientras las naciones se esfuerzan por alcanzar los objetivos de cero emisiones netas , la transformación de los residuos en recursos valiosos —convertir los residuos en riqueza— es tanto un imperativo ambiental como una oportunidad económica.

Sin embargo, esta transformación requiere tecnologías facilitadoras sofisticadas que a menudo operan en segundo plano. La filtración avanzada es uno de estos facilitadores críticos, ya que proporciona las capacidades esenciales para una recuperación eficaz de recursos a gran escala en múltiples industrias.

Los siguientes ejemplos de expertos de Pall Corporation, especialistas en filtración, demuestran cómo estas tecnologías liberan valor a partir de cinco importantes flujos de residuos, creando nuevas oportunidades de ingresos y al mismo tiempo impulsando los objetivos de descarbonización en diversos sectores.

El crecimiento explosivo en la adopción de vehículos eléctricos crea una oportunidad sin precedentes y la necesidad de recuperar materiales para baterías. Las ventas mundiales de vehículos eléctricos alcanzaron los 17 millones en 2024, un aumento de más del 25 %, y se prevé que la demanda de baterías supere los 3 TWh en 2030 , frente a 1 TWh en 2024. Este aumento intensifica la presión sobre materiales críticos como el litio, el cobalto y el níquel, recursos cuya extracción es costosa desde el punto de vista ambiental y cuya obtención es geopolíticamente sensible.

Los marcos regulatorios también impulsan la necesidad de soluciones de reciclaje eficaces. La Directiva sobre Baterías de la UE exige tasas de recuperación de litio del 50 % para 2027 y del 80 % para 2031 , con objetivos estrictos de contenido reciclado y recuperación de materiales .

Las tecnologías avanzadas de filtración resultan cruciales en los tres métodos principales de reciclaje: reciclaje directo, pirometalurgia e hidrometalurgia. Esta última se perfila como la opción preferida debido a sus mayores tasas de recuperación de materiales, menor consumo de energía y menores emisiones de gases de efecto invernadero. En este proceso, la masa negra de batería triturada se somete a un tratamiento ácido para disolver los metales objetivo, lo que requiere una filtración sofisticada para separar los materiales de grafito insolubles de las soluciones ricas en metales.

Los sistemas de filtración implementados en las etapas de recuperación subsiguientes (precipitación química, extracción por solventes y lechos adsorbentes) determinan directamente tanto la pureza como el valor económico de los materiales recuperados.

Al eliminar partículas sólidas y contaminantes manteniendo la pureza del metal, la filtración avanzada mejora la eficiencia del proceso, protege equipos vitales y maximiza el incentivo económico para la expansión del reciclaje.

El reto de la descarbonización de la aviación se intensificará, ya que se prevé que el tráfico de pasajeros se duplique, pasando de 9.500 millones en 2024 a 19.500 millones en 2042. Actualmente , el sector representa el 2,5 % de las emisiones globales de CO2 y el 4 % del aumento de la temperatura desde la era preindustrial . El reglamento ReFuelEU Aviation de la Comisión Europea exige objetivos cada vez más estrictos en el uso de combustible de aviación sostenible (SAF) durante los próximos 25 años, lo que hace que la optimización de la producción sea crucial para el cumplimiento normativo de la industria.

La producción de SAF a partir de aceite de cocina usado, grasas animales, residuos agrícolas y otros materiales puede reducir las emisiones de la aviación hasta en un 80 % a lo largo de su ciclo de vida, en comparación con el combustible para aviones convencional. Sin embargo, a diferencia del petróleo crudo, los materiales de origen biológico varían significativamente en tamaño de partícula, composición, densidad y viscosidad, y contienen agua, sólidos, geles y trazas de metales que pueden dañar los equipos de procesamiento si no se eliminan adecuadamente.

Las tecnologías avanzadas de filtración optimizan la producción de SAF en múltiples etapas críticas. El pretratamiento requiere sistemas de membrana que incluyen microfiltración y ultrafiltración para eliminar sólidos en suspensión, agua emulsionada y contaminantes, garantizando así que las materias primas cumplan con los estrictos requisitos de calidad. Los sistemas de filtración en profundidad con alta capacidad de retención de suciedad procesan grandes volúmenes eficientemente, mientras que los sistemas de alto caudal pueden extender la operación de tan solo dos horas a una semana completa al procesar aceites vegetales altamente contaminados.

Durante todo el proceso de conversión, ya sea mediante HEFA (hidroprocesamiento de ésteres y ácidos grasos), síntesis Fischer-Tropsch (FT), conversión de alcohol a jet (AtJ) o hidrotermólisis catalítica (CH), la protección del catalizador es fundamental, con sistemas de filtración que garantizan la eliminación de contaminantes traza que podrían comprometer equipos costosos. En las etapas finales de pulido se utilizan coalescedores y filtros de alto flujo para lograr un contenido de agua inferior a 100 ppm y cumplir con los requisitos de partículas de combustible de aviación, lo que permite la compatibilidad inmediata del SAF con los motores de aviación y la infraestructura de combustible existentes.

A pesar del final inconcluso de las recientes negociaciones del Tratado Global de Plásticos , muchos gobiernos y organizaciones mantienen su compromiso de combatir la contaminación por plásticos. El reciclaje químico mediante pirólisis es una opción prometedora, que complementa el reciclaje mecánico gracias a su capacidad para procesar diversos flujos de residuos plásticos.

La pirólisis implica la descomposición termoquímica de residuos a 400-600 °C sin oxígeno, lo que produce gas de síntesis y carbón. El carbón puede refinarse para obtener negro de humo reciclado o carbón activado para usos como la pigmentación o la clarificación de bebidas, mientras que el gas de síntesis sustituye al gas natural o se procesa para obtener aceite de pirólisis. Este aceite puede sustituir al petróleo, mezclarse con diésel o refinarse para obtener combustible industrial.

Sin embargo, la pirólisis enfrenta desafíos técnicos, especialmente en la gestión de la contaminación. Los residuos plásticos mixtos contienen combinaciones complejas de materiales poliméricos y no poliméricos, incluyendo partículas y contaminantes posteriores como el coque. Otros contaminantes, como geles orgánicos, metales disueltos y líquidos dispersos, requieren soluciones de separación eficaces.

La filtración avanzada y los coalescedores son esenciales en múltiples etapas para eliminar partículas y separar el agua del aceite de pirólisis o de los líquidos de las corrientes de gas. Esto no solo purifica el petróleo y el gas para su posterior procesamiento, sino que también previene la contaminación de los equipos y reduce el tiempo de inactividad por mantenimiento, mejorando así la calidad del producto y la eficiencia operativa.

Para convertir el aceite de pirólisis en olefinas más ligeras, el material debe transferirse a craqueadores de vapor. Las partículas y los contaminantes metálicos presentes en los aceites de pirólisis crudos pueden afectar significativamente los hornos de craqueo de vapor y las secciones de recuperación, reduciendo el tiempo de operación debido al aumento de la coquización.

La filtración en profundidad ofrece una solución eficiente y rentable para eliminar contaminantes dañinos y reducir la contaminación a niveles aceptables para la alimentación de nafta cruda en los craqueadores a vapor.

La captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) se encuentra en un punto crucial de la descarbonización global, representando la tecnología más viable para sectores difíciles de reducir, como el cemento, el acero y la industria química. Se proyecta que la CCUS crecerá hasta un 24 % en los próximos cinco años , alcanzando casi 13 000 millones de dólares para 2030. El Foro Económico Mundial señala que un crecimiento impulsado por políticas podría reducir los costos en aproximadamente un 14 % para 2030, principalmente mediante la reducción de los gastos de capital, transporte y almacenamiento.

Sin embargo, la implementación enfrenta importantes desafíos, incluyendo el largo proceso de obtención de permisos para el secuestro subterráneo, que puede demorar hasta seis años. La eliminación de impurezas del CO2 capturado, como dióxido de azufre, óxido de nitrógeno, oxígeno y agua, sigue siendo un desafío operativo crítico que afecta directamente la eficiencia y la economía. Estos contaminantes interrumpen las operaciones, reducen la eficiencia de la captura, dañan los equipos y aumentan los costos de mantenimiento. Sin una purificación adecuada durante el transporte o la conversión, la corrosión de las tuberías y las reacciones indeseadas se convierten en graves riesgos.

Las tecnologías avanzadas de filtración y separación son esenciales en toda la cadena de valor de la CCUS, especialmente para la captura de carbono por absorción, el método más económico y consolidado. Los coalescedores de alto rendimiento mejoran el funcionamiento del compresor al eliminar líquidos y partículas, mientras que los filtros de alta eficiencia en las entradas de los depósitos previenen la contaminación y mantienen la pureza para el almacenamiento a largo plazo.

Más allá del almacenamiento geológico permanente, el CO2 capturado se puede utilizar para fabricar combustibles, materiales de construcción y para mejorar la recuperación de petróleo, creando nuevas fuentes de ingresos y apoyando al mismo tiempo los objetivos de descarbonización.

Con una población mundial proyectada de 10 mil millones para 2050 y más de mil millones de toneladas de alimentos desperdiciadas anualmente , las soluciones proteicas sostenibles se vuelven cruciales. La alta demanda de tierra y agua de la ganadería tradicional, combinada con las importantes emisiones de gases de efecto invernadero, ha acelerado el crecimiento del sector de las proteínas alternativas, y se proyecta que el mercado de alimentos supra-reciclados alcance los 93.6 mil millones de dólares para 2033.

La tecnología avanzada de filtración transforma subproductos agrícolas (grano gastado, cáscaras de frutas, tortas de semillas oleaginosas y residuos de almidón de patata) en alternativas de alto valor proteico. Este complejo proceso requiere un control preciso de la transformación de la biomasa, a la vez que aborda importantes retos de variabilidad.

La inconsistencia del material de origen dificulta el procesamiento, ya que los flujos de residuos contienen sólidos en suspensión, materiales fibrosos, contaminantes microbianos y factores antinutricionales que varían según el origen agrícola, la estacionalidad y las condiciones de almacenamiento. Esta variabilidad puede comprometer las características funcionales y nutricionales de los productos proteicos finales.

Las tecnologías de filtración por membrana y microfiltración ofrecen soluciones específicas mediante la separación selectiva de proteínas según su peso molecular, tamaño y carga. Estos sistemas estandarizan y concentran las fracciones proteicas deseadas, a la vez que eliminan los componentes no deseados. La filtración estéril con membranas de 0,2 micras reduce la carga microbiana, lo que resulta especialmente crucial para los medios de cultivo celular que sustentan la producción de carne cultivada.

A medida que la economía circular evoluciona desde la aspiración a la implementación, el papel de las tecnologías facilitadoras, como la filtración avanzada, será cada vez más necesario.

Las organizaciones que reconozcan e inviertan en estas capacidades fundamentales estarán mejor posicionadas para capturar valor de la transformación de residuos en riqueza que está transformando la industria global, al tiempo que contribuyen significativamente a los objetivos de descarbonización esenciales para el futuro de nuestro planeta.