Robot que simboliza la química del futuro (Quo.es)
Residuos, contaminación, plásticos, CO2… ¿Cómo podemos mantener y mejorar las vidas no solo de los 7 mil millones de personas que viven hoy en día en el planeta, sino también de los 9 mil millones que estarán aquí en 2050? ¿Y cómo hacerlo sin alterar nuestro delicado ecosistema?
Kinshasa. Cada día, centenares de personas se embarcan desde las provincias de Kibu y Equateur en un viaje de varios días por el río Congo, huyendo de hambrunas y guerras, para alcanzar la capital de la República Democrática del Congo. Kinshasa va camino de convertirse en la urbe más poblada del mundo en 2075, con 58 millones de personas.
Para 2030 surgirán diez nuevas “megaciudades” que superarán los 10 millones de habitantes, todas ellas en el mundo en desarrollo, donde la mayoría de la gente aún vive en el campo.
La población de clase media se duplicará y llegará a 5 mil millones de miembros en 2030. Clase media significa consumo, aire acondicionado, electricidad, luz, teléfonos móviles, zapatillas de deporte, significa un sinfín de commodities que tienen un precio, más allá del bursátil.
El estado de bienestar se infla como un globo, y a nadie se le escapa que este crecimiento sin freno supone un empuje más para el lobo del siglo XXI, el cambio climático, que no va a tener misericordia. ¿Cómo va a hacer posible la industria química abarcar este crecimiento imparable si los recursos ya están al límite? ¿Y cómo hacerlo sujetando las riendas del clima que se desboca?
La industria química juega un papel fundamental en prácticamente todas las posibles soluciones climáticas, desde los combustibles hasta la energía y los materiales de construcción. En todo lo que uno pueda imaginar, hay química.
El cambio climático es posiblemente el mayor desafío —y oportunidad— que enfrentará la industria química en los próximos años.
El primer mandamiento, grabado a fuego, es la descarbonización de la economía mundial, algo que puede suponer la mayor oportunidad de innovación de toda la historia.
Todas las propuesta de cambio, desde las multimillonarias de Elon Musk, fundador de Tesla (100 millones de dólares para la competición XPRIZE Carbon Removal); las de Bill Gates (Breakthrough Energy, 1.000 millones de euros), o las que proceden de fondos públicos como el plan Next Generation de la UE, con 750.000 millones de euros sobre la mesa, todas necesitan a la industria química para hacerlo posible.
Para empezar, el hidrógeno verde y los biocombustibles se están cocinando ya para convertirse en breve en menú principal de la energía, para la industria, para el transporte, para todo.
En España, y esto es solo un ejemplo entre muchos en la carrera por abandonar los combustibles fósiles, Cepsa colabora con el instituto Aiju en el desarrollo de biocombustible a partir de desechos de curtidos.
La Asociación Empresarial Química de Tarragona (AEQT) es el engranaje que hará posible la apuesta de Tarragona por convertirse en el ‘Valle del Hidrógeno Verde’ de Cataluña
El proyecto, Life Superbiodiesel, persigue el desarrollo de una planta piloto que producirá cinco toneladas anuales de biodiésel elaborado a partir de grasas animales.
El hidrógeno se expande. La Asociación Empresarial Química de Tarragona (AEQT) es el engranaje que hará posible la apuesta de Tarragona por convertirse en el ‘Valle del Hidrógeno Verde’ de Cataluña. El objetivo está puesto en 2050. Para entonces, el plan es que todo lo que se mueva en el valle (la industria, el transporte y la energía de los hogares) se alimente con hidrógeno verde.
El hidrógeno verde es el que se genera con electricidad obtenida 100% de fuentes renovables, necesaria para disociar las moléculas de hidrógeno y de oxígeno del agua. Se produce sin emisiones de CO2, y ofrece una alternativa seria a los combustibles fósiles.
Alrededor de 60.000 camiones de hidrógeno circularán por Europa en 2030, por lo que serán necesarias cerca de 1.000 estaciones de repostaje para abastecerlos, según la Asociación de Constructores Europeos de Automóviles (ACEA). ¿Quién los va a poner a funcionar?
Air Liquide, líder mundial en la producción de gases, servicios y tecnologías para la industria y la salud, forma parte de un consorcio junto a Hyzon Motors y DATS 24 denominado HyTrucks. El compromiso de HyTrucks es desplegar 1.000 camiones de hidrógeno y 25 estaciones de repostaje de hidrógeno para 2025 entre los Países Bajos, Bélgica y el oeste de Alemania.
Es uno de los mayores proyectos europeos de flotas de vehículos pesados con cero emisiones en las zonas de mayor tráfico en el continente que nos acoge.
Vehículo de la flota de hidrógeno en la que ha participado Air Liquide.
Hay un reto que va aún más allá de movernos sin generar CO2. Se trata de capturarlo del aire que respiramos y reutilizarlo.
La industria química está entregada al desarrollo de sistemas que engullan CO2, imitadores artificiales del Amazonas, o del plancton de los océanos, trampas para el CO2 que desde hace décadas se acumula sin freno.
“Estamos al borde del agotamiento de los combustibles fósiles, junto con los desafíos del cambio climático global”
“Estamos al borde del agotamiento de los combustibles fósiles, junto con los desafíos del cambio climático global”, explica Yu Huang, profesora de Ciencia e Ingeniería de Materiales en UCLA. “El desarrollo de materiales que puedan convertir de manera eficiente los gases de efecto invernadero en combustibles de valor agregado y materias primas químicas es un paso fundamental para mitigar el calentamiento global, y al mismo tiempo evitar la extracción de combustibles fósiles cada vez más limitados”.
La profesora Huang es coautora de un estudio que muestra un proceso efectivo para convertir CO2 en etileno. El etileno es la materia prima orgánica de mayor consumo en la industria química. La producción mundial es de aproximadamente 100×106 Tm anuales. El dato seguro que ayuda a imaginar cómo cambiaría el mundo si ese etileno se produjera a partir del CO2 que nos ahoga.
El desarrollo de UCLA no es el único dirigido a desarrollar tecnologías que permitan extraer el CO2 del aire y convertirlo en materia prima.
La tarea recibe el nombre de Economía Circular, y se trata de imitar mejor a la naturaleza. Es un nuevo modelo de producción y consumo que va más allá del aquí y ahora, porque tiene en cuenta que lo que se produce sea sostenible en el tiempo. El objetivo es optimizar los recursos, reducir el uso de materias primas —sobre todo las que escasean o contaminan— y, fundamentalmente, dar una nueva vida a los residuos.
Y si hay un residuo incómodo, es el CO2. Covestro, líder mundial en la fabricación de polímeros, comercializa un compuesto llamado cardyon, que contiene hasta un 20% de CO2 en sustitución del petróleo, y que se utiliza como base para producir las espumas de poliuretano que van destinadas a los colchones. Fue el primer ejemplo comercial (y viable) de un material puesto a la venta y obtenido a partir de CO2. Pero no quedó solo ahí.
Trabajadores de Covestro, mostrando su compromiso por el futuro.
Hoy, el dióxido de carbono empieza a emplearse como materia prima en alimentos, plásticos, hormigón, pasando por temas más específicos como el cultivo de microalgas. Se utiliza para descafeinar el café y desgrasar el cacao, para hacer cerveza, obtener esencias y aceites destinados a la farmacia y a la cosmética, para fabricar hormigón, y un largo etcétera de posibilidades.
“La industria del plástico puede hacer una contribución significativa en la lucha contra el cambio climático dirigiéndose hacia una producción neutra en gases de efecto invernadero. Para lograrlo, necesitamos eliminar el petróleo y utilizar materias primas alternativas como el CO2”, explica Markus Steilemann, CEO de Covestro.
Es una línea maestra que congrega a los grandes de la química, como DuPont Water Solutions, líderes en la tecnología de filtración y purificación de agua. Alexa Dembek, directora Global de Tecnología y Sostenibilidad de DuPont, lo expresa así: “En un mundo con recursos limitados que es solo un 9% circular, reconocemos la necesidad de alejarnos de los modelos lineales de “tomar-fabricar-desechar” y comprender mejor cómo nuestras innovaciones pueden permitir una economía circular y con bajas emisiones de carbono”.
La idea del desecho útil es la base del proyecto Zero Brine de Industrias Químicas del Ebro. Están desarrollando tecnologías innovadoras para reducir las aguas industriales con elevada salinidad y evitar los impactos ambientales recuperando y reutilizando minerales y agua de salmuera. Zero Brine ha demostrado que se puede recuperar el magnesio del agua para su reutilización en otras industrias. El círculo se cierra con broche de oro: la materia prima es un desecho, se convierte en un producto útil y, además, el producto resultante puede ser un alivio para los males del planeta.
Helado de vainilla
En términos de cantidad, la vainillina es el agente de sabor y aroma más importante del mundo. Cada año se utilizan decenas de miles de toneladas de vainilla en la producción de alimentos y cosméticos, así como en la síntesis de productos farmacéuticos.
Han desarrollado un método sostenible para extraer el agente saborizante vainillina de la lignina
Hasta la fecha, la vainillina se ha fabricado principalmente a partir del petróleo, proceso que produce residuos tóxicos difíciles de eliminar.
Por otra parte, cada año se generan más de 100 millones de toneladas de lignina en la producción de pulpa, la materia prima para la fabricación de papel. Y hay quien ha atado estos cabos. Científicos de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU), en Alemania, han desarrollado un método sostenible para extraer el agente saborizante vainillina de la lignina.
El nuevo método podría satisfacer la demanda mundial de vainillina. Los investigadores describen el proceso en su artículo publicado en ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
La Federación Empresarial de la Industria Química (FEIQUE) ha colaborado con el Grupo de Ingeniería Industrial Técnicas Reunidas (TR) y el Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Extremadura (CICYTEX) en el desarrollo del Proyecto WALEVA para convertir la paja de arroz en LEVA.
La paja resultante del arroz no sirve para nada y, a día de hoy, se quema. Pero esta práctica es una fuente importante de emisiones a la atmósfera en forma de monóxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx), hidrocarburos, dioxinas y partículas de distinta naturaleza.
Sin embargo, hay un macroproyecto español 24 horas al día en marcha, en una planta piloto en San Fernando de Henares (Madrid), destinado a convertir esa paja en “oro”, y sin emitir a la atmósfera más carga de CO2.
El “oro” obtenido a partir de la paja del arroz es ácido levulínico (LEVA) y el proyecto para lograrlo se llama WALEVA, impulsado por la Federación Empresarial de la Industria Química (FEIQUE). ¿Para qué se usa el ácido levulínico? Pues acabaríamos antes diciendo para qué no se usa.
LEVA es un monómero que se utiliza en sectores como el farmacéutico, los biocombustibles, los polímeros y la alimentación. Pero aún falta por contar la principal ventaja de exprimir la paja de arroz para otros usos, y es que, de ese modo, no se quema, y que nadie olvide que “arder” significa CO2.
España es el segundo productor de arroz del ámbito europeo por detrás de Italia. Se producen 900.000 toneladas de arroz. Esto se traduce en 720.000 toneladas anuales de paja con las que, potencialmente, se podría alcanzar una producción de 130.000 toneladas de ácido levulínico (LEVA), lo que supone una reducción de 155.000 toneladas de CO2 con respecto a lo que se emitiría por la quema del residuo. El camino hacia un futuro posible para todos ya ha comenzado.
Los envases reinventados
El envase ErcrosBio PHA se degrada con el agua
Envases que se disuelven en agua y envoltorios que permite conservar más los alimentos, con el consiguiente ahorro, no solo para el bolsillo, sino energético. Ercros está trabajando en resinas con niveles de emisión ultrabajos, con valores de degradación similares a la madera natural, y apuesta por su línea de producción de bioplástico.
El envase se produce a partir de materias primas naturales como la fermentación de la glucosa proveniente de la caña de azúcar y aceites, y se degrada transformándose en elementos naturales: H2O, CO2 y compost. ErcrosBio PHA se degrada con el agua y representa un gran avance en la protección del medio acuático; y la gama ErcrosBio PLA es óptima para la impresión 3D de una multitud de objetos.
Carburos Metálicos, compañía líder en el sector de gases industriales y medicinales en España que forma parte del grupo Air Products, ha lanzado una calculadora online que permite a los productores de la industria alimentaria evaluar cuál es el envasado que minimiza el desperdicio alimentario y calcular la huella de carbono asociada a cada producto.
La cosmética sostenible
Cosméticos ecológicos desarrollados por Quimidroga
La nueva cosmética sostenible desarrollada por Quimidroga minimiza los residuos y el envase. Es una solución formada por productos cosméticos en formatos sólidos y/o concentrados para uso personal. El producto final elimina o reduce microplásticos en su composición, además del plástico del envase. A través de esta iniciativa se busca reducir la cantidad de residuos y ahorrar en envases no necesarios.
La idea gallega para enfriar el mundo
En Galicia, en el Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas (CICA) de la Universidad de A Coruña, un equipo de investigadores trabaja con perovskiñas, una nueva familia de materiales sólidos con potencial para revolucionar el futuro de la refrigeración. La investigación se publicó en Nature Communications.
Las perovskiñas son una familia de materiales barocáloricos muy flexibles que tienen la capacidad de producir efectos de refrigeración si se les aplica presión. Es decir, se enfrían si las pisas, las doblas, las presionas.
Perovskiñas es la “galleguización” de la perovskita, un mineral poco frecuente que fue descubierto a inicios del siglo XIX en los Montes Urales.
Además de servir para enfriar neveras y aparatos de aire acondicionado, las perovskiñas podrían servir como plantillas de calzado para los deportistas, ya que pueden autorrefrigerarse con las pisadas; para colchones que refrescaran en verano; para evitar el sobrecalentamiento de teléfonos móviles e incluso contribuir a la refrigeración de viviendas, aeropuertos o una estación si se colocan en el suelo y se aprovecha la presión ejercida por las personas que lo recorren.
La pintura que salva vidas y cuida el planeta
Las microcápsulas en la pintura contienen insecticida
Inesfly es una “pintura insecticida”. Explicado muy básicamente, el insecticida (ecológico y respetuoso con el planeta) se introduce en microcápsulas que van en la pintura. Estas microcápsulas liberan poco a poco el insecticida desde la superficie pintada. Las microcápsulas pueden contener insecticidas, acaricidas y reguladores del crecimiento de los insectos inofensivos para las personas y los animales.
Esta tecnología, desarrollada y comercializada por Pilar Mateo, doctora en química por el CSIC y la Universitat de València, ha demostrado ser muy eficaz para controlar la Enfermedad de Chagas (transmitida en Bolivia por la chinche vinchuca, o Triatoma infestans), que afecta en el mundo a unos 25 millones de personas.
Apósitos de Omega 3 para curar heridas
Investigadores del hospital La Fe han desarrollado apósitos con aceites Omega-3 para curar heridas con problemas de cicatrización. Para hacerlo posible, contaron con Solutex GC y el Instituto Tecnológico Textil (Aitex). Los apósitos que han creado servirán para solucionar la inflamación crónica en lesiones ulcerosas o quemaduras graves. ¿Dónde está lo novedoso? Pues en que para la producción de los apósitos, Solutex emplea tecnología sostenible basada en la utilización a nivel industrial de técnicas como la extracción con CO2 en estado crítico o la destilación molecular.
La silla de ruedas resistente
La silla de ruedas Ren Chair está fabricada con materiales más resistentes.
Ren Chair es un prototipo de silla de rueda cocreado por Wheel-Line Co., Ltd, REHTO Design y BASF. Proporciona mayor libertad y aumenta la movilidad de los usuarios.
Está fabricada con materiales de alto rendimiento como el poliuretano termoplástico (PU), el poliuretano termoplástico expandido (E-TPU), el poliuretano (PU) y otros plásticos técnicos. Estos materiales son más ligeros que otros utilizados en las sillas de ruedas convencionales, tienen mayor durabilidad y son más resistentes al deterioro por el uso.
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