EL CO₂ SUPERCRÍTICO: UNA PALANCA TECNOLÓGICA PARA UNA EXTRACCIÓN SOSTENIBLE Y DE ALTO RENDIMIENTO .

En un mundo que busca procesos industriales más respetuosos con el medio ambiente, la búsqueda de sustitutos de disolventes orgánicos es una búsqueda diaria para un gran número de fabricantes. Entre las soluciones emergentes, el dióxido de carbono supercrítico (CO₂ SC) se perfila como una tecnología rompedora en muchos campos, desde la cosmética a la farmacia, el procesado de alimentos, la química e incluso los biocombustibles. Este fluido "híbrido" abre el camino a procesos de extracción menos contaminantes. Pero, ¿cómo funciona en la práctica la extracción con CO₂ supercrítico? Eso es lo que vamos a explorar en detalle. 

Comprender el CO₂ supercrítico  

El CO2 supercrítico es un estado de la materia intermedio entre un gas y un líquido. Se produce cuando una sustancia supera su punto crítico, es decir, al menos 31,1 °C y 73,8 bares. 

Por encima de este umbral, el CO₂ adopta propiedades físicas únicas: 

• Densidad próxima a la de un líquido, lo que le permite disolver determinados compuestos orgánicos, 

• Viscosidad y difusividad de un gas, que favorecen la penetración en el núcleo de los materiales sólidos. 

Estas características hacen que el CO₂ supercrítico sea extremadamente eficaz para extraer moléculas naturales a la vez que no es tóxico, no es inflamable y es 100 % reciclable. 

El proceso de extracción con CO₂ supercrítico 

El principio se basa en poner el material a extraer en contacto con CO₂ en estado supercrítico. El proceso se organiza en varias etapas clave.  

En primer lugar, se acondiciona el CO₂, donde el dióxido de carbono se comprime a alta presión (de 80 a 400 bares) y se calienta a la temperatura deseada (entre 40 °C y 80 °C en función de la sensibilidad de las moléculas a extraer).  

A continuación, el fluido supercrítico atraviesa la materia prima contenida en un tanque de extracción. Disuelve los compuestos buscados, con una precisión que puede ajustarse controlando la presión y la temperatura, y a veces añadiendo un cosolvente para mejorar la polaridad. Por último, la mezcla se descomprime en un separador. La caída de presión hace que el CO₂ vuelva a convertirse en gas (fácilmente recuperable y reutilizable) y que precipiten los compuestos extraídos, recuperados en forma líquida o sólida, según su naturaleza. Este sistema de circuito cerrado minimiza los residuos, reduce el consumo de disolventes y mejora la seguridad general del proceso. 

Todos los equipos de extracción de CO2 supercrítico incorporan un proceso de reciclado de CO2 para limitar la huella de carbono de esta tecnología cuando se despresuriza el sistema. Los equipos adicionales permiten alcanzar una tasa de reciclado de CO2 de alrededor de 100% recuperando el CO2 de 50 bares a presión atmosférica, recomprimiéndolo a 50 bares y poniéndolo a disposición del proceso.  

Esto es lo que ofrece la Plataforma W, con un retorno de la inversión inferior a 3 años. 

Las ventajas tecnológicas y ecológicas del CO₂ supercrítico 

Ventajas clave: 

• Extracción a baja temperatura: ideal para moléculas termolábiles (vitaminas, aceites esenciales, cannabinoides, principios activos farmacéuticos, etc.). 

• Alta selectividad: posibilidad de dirigirse con precisión a determinadas familias químicas modulando los parámetros del proceso. 

• Sin residuos tóxicos: a diferencia de los disolventes orgánicos convencionales, el CO₂ no deja rastros contaminantes. 

• Solución circular: el CO₂ es reciclable en un 95-98 %, lo que limita los costes de explotación y las emisiones. 

• Proceso "limpio": sin producción de efluentes contaminantes. 

Límites y retos :

• Elevado coste inicial de las instalaciones (compresores, intercambiadores de calor, extractores de acero inoxidable). 

• Tecnología compleja que requiere conocimientos de termodinámica, mecánica de fluidos e ingeniería de procesos. 

• Capacidad limitada para determinadas aplicaciones a gran escala. 

Ámbitos de aplicación: una gama amplia y estratégica 

La extracción con CO₂ supercrítico tiene cabida en muchos sectores: 

Cosmética y perfumería :

• Extracción de aceites esenciales (lavanda, rosa, menta), 

• Producción de absolutos de alta calidad sin disolventes residuales. 

Alimentación y nutracéuticos :

• Descafeinado del café sin disolventes químicos, 

• Extracción de polifenoles, omega-3 y antioxidantes naturales, 

• Fabricación de complementos alimenticios a base de plantas y algas. 

Productos farmacéuticos y sanitarios :

• Extracción de principios activos de gran pureza, 

• Preparación de matrices poliméricas estériles. 

Química fina y materiales :

• Tratamiento de polímeros o compuestos (limpieza, dopaje, impregnación), 

• Recuperación de residuos tóxicos o alergénicos. 

Energía y medio ambiente :

• Extracción de lípidos de microalgas para producir biocombustibles, 

• Recuperación de biomasa residual (virutas de madera, granos usados de cervecería, orujo de uva, etc.). 

W Platform, su socio tecnológico 

En W Platform apoyamos a las industrias en la puesta en marcha de procesos circulares, recuperando efluentes líquidos y gaseosos para reducir su impacto medioambiental. Nuestra experiencia abarca la identificación de moléculas recuperables, el diseño de equipos adecuados y el asesoramiento sobre estrategias de compra y reventa de compuestos químicos de origen biológico. Gracias a los conocimientos, las competencias técnicas y los años de experiencia de nuestro equipo, hemos desarrollado una experiencia puntera en ingeniería de procesos, ingeniería química y sistemas de alta presión, que hoy nos permite apoyar a los fabricantes en sus proyectos de extracción supercrítica de CO₂.  

Esta tecnología, en la encrucijada del rendimiento y la sostenibilidad, requiere una comprensión detallada de los fenómenos termodinámicos, la cinética de transferencia de masa y las limitaciones propias de cada sector de actividad. Es precisamente esta complejidad la que sabemos transformar en soluciones claras, eficaces y adecuadas. 

Si tiene una unidad de extracción de CO2 o un proyecto de extracción, purificación o recuperación que explorar, nuestro equipo está aquí para ayudarle a optimizar el reciclaje de CO2.  

Innovaciones recientes y perspectivas 

Investigaciones recientes, en particular las publicadas en Revista de Ingeniería Química y Revista de Fluidos Supercríticos, muestran la evolución de las tecnologías hacia : 

• Unidades multifase capaces de extraer simultáneamente varias familias de moléculas, 

• Sistemas que funcionan a muy alta presión (>400 bar), para ampliar la gama de compuestos solubles, en particular sin co-disolvente, 

• Procesos acoplados (por ejemplo, CO₂ SC + ultrasonidos) para mejorar el rendimiento y acelerar la extracción. 

Con vistas a la economía circular y la producción responsable, el CO₂ supercrítico también se utiliza cada vez más para limpieza, reciclado o valorización de residuos industrialesincluidos los plásticos y textiles complejos. 

Conclusión 

La extracción supercrítica de CO₂ no es una tecnología ecológica más: es una herramienta para una transformación industrial de gran alcance. Responde a los retos de sostenibilidad, seguridad sanitaria y eficiencia técnica. Gracias a su selectividad y versatilidad, abre el camino a una nueva generación de productos naturales, puros y respetuosos con el medio ambiente. 

Apoyado por los avances en ingeniería de procesos y la creciente inversión en industria verde, el CO₂ supercrítico está llamado a desempeñar un papel central en la innovación industrial en los próximos años.