tag:theconversation.com,2011:/institutions/imdea-energia-5666/articlesIMDEA ENERGÍA2024-02-18T22:06:17Ztag:theconversation.com,2011:article/2217052024-02-18T22:06:17Z2024-02-18T22:06:17ZLas baterías de sodio y la recarga inalámbrica nos acercan al sueño de coches eléctricos más baratos y con mayor autonomía<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/575323/original/file-20240213-24-m2ojjh.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=5%2C5%2C3828%2C2149&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption"></span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-illustration/modern-electric-car-rides-trough-tunnel-1065233849">temp-64GTX / Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>Las baterías de iones de sodio están emergiendo como alternativas prometedoras para los vehículos eléctricos de gama baja-media. La empresa francesa Tiamat Energy, respaldada por el Grupo Stellantis, acaba de anunciar sus <a href="https://www.linkedin.com/feed/update/urn:li:activity:7158457342773153792/">planes para construir una fábrica de celdas de iones de sodio con una capacidad de producción máxima de 5 GWh por año</a>. Este enfoque no solo apunta a reducir costes en la movilidad eléctrica sino también a contrarrestar las problemáticas del litio, un componente crítico en las baterías actuales. </p>
<p>Este tipo de baterías basadas en sodio pueden resultar ideales para automóviles eléctricos de dimensiones reducidas, especialmente aquellos que transitan por tramos de carretera con capacidad de recarga en movimiento. En este contexto, la necesidad de una gran capacidad energética en los coches podría reducirse significativamente. </p>
<p>Recientemente, <a href="https://eu.detroitnews.com/story/business/autos/2023/11/29/detroit-road-electreon-charge-ev-14th-street/71728909007/">se ha implementado esta tecnología de recarga sin cables en Detroit</a>, Michigan (EE. UU.), abriendo la posibilidad de baterías más compactas para vehículos eléctricos.</p>
<p>La tecnología de baterías de sodio se basa en el movimiento de iones entre los electrodos de forma muy similar a las baterías de iones de litio, pero utilizando sodio. Este concepto, impulsado por su bajo coste y la disponibilidad de sus principales componentes, plantea una solución a la <a href="https://theconversation.com/oro-blanco-en-espana-donde-hay-litio-y-por-que-no-hay-minas-activas-170599">dependencia del litio</a>, cuya extracción no está exenta de impactos ambientales negativos y cuyos precios son volátiles. </p>
<p>A diferencia del litio, el sodio se puede producir a partir de un material abundante: la sal. Esta materia prima está disponible en gran medida, es sencilla de extraer y asequible. </p>
<h2>Luces y sombras de las baterías de sodio</h2>
<p>Hasta el momento, este tipo de baterías han mostrado una densidad de energía inferior en comparación con las baterías de iones de litio, lo que se traduce en una mayor carga de peso para almacenar la misma cantidad de energía. A pesar de este desafío, fabricantes de baterías líderes como NorthVolt en Suecia y la alianza entre BYD y Huaihai en China están intensificando sus esfuerzos para superar esta limitación. </p>
<p>El pasado noviembre, BYD anunció la <a href="https://www.power-technology.com/news/byd-sodium-battery-facility-china/?cf-view">construcción de su primera gigafábrica de baterías de iones de sodio en Xuzhou</a>, provincia de Jiangsu. Con una capacidad de 30 GWh anuales y una inversión de 1 284 millones de euros, se prevé que BYD se convierta en el principal proveedor mundial de baterías de sodio para microcoches.</p>
<p>Una característica destacada de las baterías de iones de sodio es su capacidad para ser descargadas por completo y almacenadas o transportadas en este estado sin degradación, lo cual añade versatilidad a su implementación en aplicaciones de movilidad. A diferencia de las baterías de iones de litio, que pueden dañarse de forma irreversible en una descarga completa, esta característica simplificaría toda la logística de transporte de las baterías, la haría más segura y reduciría más el coste de su comercialización. </p>
<p>Sin embargo, la adopción generalizada de las baterías de iones de sodio enfrenta desafíos importantes. Los costes de componentes como el separador y el electrolito pueden ser considerablemente más altos, lo que podría resultar en un aumento significativo en el coste total de la batería.</p>
<p>Además, a diferencia del litio, la capacidad del sodio para cargarse y descargarse puede disminuir rápidamente durante la vida útil de la batería. Por eso es importante remarcar la necesidad de más investigación para abordar los aspectos técnicos que permitan la implantación efectiva de esta tecnología emergente.</p>
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Leer más:
<a href="https://theconversation.com/podran-fabricarse-baterias-que-no-se-degraden-con-el-uso-175452">¿Podrán fabricarse baterías que no se degraden con el uso?</a>
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<h2>Recarga de las baterías en circulación</h2>
<p>En paralelo, la evolución de la carga inalámbrica podría resolver otro problema crítico: la infraestructura de recarga de los vehículos eléctricos. Este método permite cargar los coches durante la conducción, superando las limitaciones de las estaciones de carga convencionales. </p>
<p>La implantación de esta tecnología por parte de la ciudad de Detroit en colaboración con Ford y la compañía Electreon Wireless busca no solo aumentar la conveniencia de las recargas sino también allanar el camino para vehículos con baterías más pequeñas, ya que no se requieren recargas conectadas tan frecuentes.</p>
<p>Este proyecto piloto implica la instalación de 400 metros de tecnología de carga inductiva, ofreciendo un vistazo al futuro de la carga de vehículos eléctricos. </p>
<p>La carga inductiva funciona mediante la transferencia de energía a través de campos magnéticos. Unos raíles ubicados en la calzada crean un campo electromagnético que, cuando detecta un sistema compatible con la carga por inducción en un coche, transmite energía. Esta energía se convierte en energía eléctrica que carga la batería del coche.</p>
<p>Este enfoque podría hacer que los conjuntos de baterías sean más compactos y, por ende, más asequibles, facilitando la transición hacia la movilidad eléctrica. Aunque el proceso de producción es costoso, una evaluación de cinco años determinará si la carga inalámbrica es una alternativa viable a las estaciones de carga convencionales.</p>
<p>En Europa, la empresa Elonroad ha desarrollado una variante de <a href="https://www.elonroad.com/products-services/electric-roads">carreteras electrificadas</a> que se ha desplegado en varios tramos en las ciudades suecas de Lund y Maristad. El funcionamiento se basa en tiras metálicas electrificadas en tramos alternos de la carretera que generan electricidad cuando hay un coche conectado a ellas. Para que los vehículos recarguen sus baterías en movimiento, deben contar con un sistema de raíles desplegables que actúan como conexiones, como si se tratara de coches de Scalextric. </p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/1d4D3d2UkDw?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Sistemas de carreteras electrificadas de Elonroad.</span></figcaption>
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<p>En este sentido también hay que ser prudentes, ya que hay que tener presente que ciertos aspectos de estos desarrollos están en sus fases iniciales. Si bien estos avances son alentadores, aún se encuentran en una etapa donde la viabilidad comercial debe demostrarse a mayor escala. </p>
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Leer más:
<a href="https://theconversation.com/electrolineras-como-son-cuanto-recargan-y-cuanto-tardan-160796">Electrolineras: cómo son, cuánto recargan y cuánto tardan</a>
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<h2>Hacia una movilidad eléctrica asequible y práctica</h2>
<p>Estos avances son muy relevantes por varios motivos. Por un lado, permiten gestionar mejor la energía y aprovechar las infraestructuras de transporte para que no hagan falta cargas muy largas ni coches con baterías muy grandes y, por tanto, que no se necesiten tantos recursos minerales. Por otro lado, contribuyen a que los vehículos eléctricos sean más accesibles y prácticos para una gama más amplia de usuarios.</p>
<p>Así, la convergencia de coches propulsados por baterías de iones de sodio más pequeñas y baratas y tramos de carretera electrificados en los que los vehículos recuperan energía mientras circulan podría suponer un cambio significativo en la movilidad eléctrica.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/221705/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Enrique García-Quismondo Hernáiz no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.</span></em></p>Las baterías de sodio, más baratas y compactas que las de litio, junto con avances en recarga inalámbrica y electrificación de carreteras, podrían suponer un cambio de paradigma en la movilidad eléctrica.Enrique García-Quismondo Hernáiz, Investigador en energías renovables, IMDEA ENERGÍALicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2138862023-11-16T17:28:36Z2023-11-16T17:28:36ZNuevas normas de etiquetado de la UE para que las baterías duren más y no lleguen a los vertederos<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/558067/original/file-20231107-21-kgiolc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C241%2C4608%2C2938&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/technician-engineer-opening-broken-smartphone-repair-1284983137">Poravute Siriphiroon / Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>Las <a href="https://theconversation.com/es/topics/baterias-60364">baterías</a> son responsables de proporcionar la energía que necesitamos para nuestras vidas modernas y, en muchos aspectos, están moldeando el futuro de la movilidad sostenible. Sin embargo, existe un desafío significativo: la gestión de estas baterías a lo largo de toda su cadena de valor, desde la fabricación y uso hasta el adecuado tratamiento una vez que <a href="https://theconversation.com/podemos-saber-cuando-va-a-morir-una-bateria-202811">finalizan su vida útil</a>.</p>
<p>Para abordar este problema es necesario disponer de información detallada sobre el historial de cada batería a lo largo de su vida. Desde el tipo de ciclos de carga y descarga a los que ha sido sometida hasta su eficiencia energética y su capacidad de retención de carga con el tiempo. Esta información debería estar disponible para cualquier usuario o reciclador interesado en reutilizarlas en un almacenamiento de energía de segunda vida.</p>
<h2>¿Qué hacemos con las baterías usadas?</h2>
<p>Con el uso, las baterías sufren el deterioro de sus electrodos. Sus elementos constituyentes no fueron inherentemente diseñados por la naturaleza para almacenar energía de manera ilimitada; eventualmente, tienden a transformarse en compuestos inactivos para su funcionamiento.</p>
<p>No obstante, cuando un dispositivo electrónico falla –no solo los teléfonos móviles y ordenadores, también los sistemas con electrónicas más sofisticadas alimentadas por baterías, como alarmas o luminarias de emergencia– no siempre se debe a un mal funcionamiento de las baterías.</p>
<p>A la hora de reparar un dispositivo electrónico, normalmente se da uno de estos dos casos:</p>
<ul>
<li><p>El dispositivo tiene desperfectos, pero la batería está en buenas condiciones.</p></li>
<li><p>El dispositivo ya no funciona porque la batería no proporciona la potencia necesaria o dura muy poco.</p></li>
</ul>
<p>En el primer caso, se suele retirar de circulación el dispositivo entero, la <em>tablet</em>, por ejemplo, y la batería se podría usar para alimentar el mismo tipo de dispositivo de nueva fabricación. De esta manera evitamos que las baterías lleguen al vertedero.</p>
<p>En el segundo caso, uno puede cambiar la batería por una nueva y seguir utilizando el dispositivo. Así prolongamos su vida y además reducimos la basura electrónica. Si la batería gastada que retiramos tiene solo una ligera pérdida de capacidad puede servir para un segundo uso. Como batería de segunda mano, podría utilizarse como una <em>power bank</em> o batería portátil como las que se usan para extender la capacidad de los móviles, o para alimentar de electricidad algún pequeño dispositivo. Si no le quedase nada de capacidad, habría que abordar <a href="https://theconversation.com/moviles-baterias-y-cargadores-que-materiales-pueden-reciclarse-y-quien-se-encarga-112319">aspectos de reciclaje</a>.</p>
<p>En la segunda vida de las baterías, desempeñan un papel importante las de los coches eléctricos, pues son <em>packs</em> con decenas o múltiples pequeñas baterías. Si no se han degradado demasiado, existen muchas aplicaciones en las que almacenar una cantidad muy considerable de energía proveniente de esas baterías. Estas tendrán menor coste, al ser de segundo uso, y muchísima capacidad, porque las baterías de los vehículos eléctricos se descartan cuando han perdido relativamente poca capacidad, ya que los usuarios somos muy demandantes de rango de autonomía.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/558071/original/file-20231107-27-8ya80u.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/558071/original/file-20231107-27-8ya80u.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/558071/original/file-20231107-27-8ya80u.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/558071/original/file-20231107-27-8ya80u.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/558071/original/file-20231107-27-8ya80u.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/558071/original/file-20231107-27-8ya80u.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/558071/original/file-20231107-27-8ya80u.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/558071/original/file-20231107-27-8ya80u.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Módulo de baterías para vehículos eléctricos.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/ev-battery-module-automotive-industry-on-2336751263">IM Imagery / Shutterstock</a></span>
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<h2>Conciencia ambiental y social</h2>
<p>En un mundo cada vez más consciente del medio ambiente, los consumidores exigen cada vez más dispositivos que respeten el entorno y que sean económicos a largo plazo. La eficiencia energética y la durabilidad de una batería son factores clave, ya que no solo reducen los desechos electrónicos, sino que también ahorran dinero. Pero pronto los consumidores van a desear saber también cuánta energía se utilizó en la fabricación de los dispositivos que compran y cuánta proviene de fuentes renovables.</p>
<p>Si bien este enfoque aún está en desarrollo, la idea es clara: crear un registro completo de la vida de una batería, una documentación o un “pasaporte”, para una gestión más eficaz y sostenible. Esto se extiende también a la incipiente industria de la producción de baterías para vehículos eléctricos, donde se espera que los <em>packs</em> de baterías sean diseñados para que puedan seguir utilizándose después de que empiecen a perder capacidad. Si un vehículo eléctrico cuenta con baterías de aproximadamente 70 kWh, al llegar al final de su vida útil aún podría disponer de alrededor de 56 kWh. Esta cantidad es suficiente para suministrar energía diaria a 10 hogares.</p>
<p>Sin embargo, la implantación de estas políticas supone un desafío considerable, ya que implica la necesidad de coordinar diversos sectores. Esto incluye a fabricantes de baterías y dispositivos electrónicos, fabricantes de automóviles y talleres de reparación de equipos electrónicos. Específicamente en el ámbito de los fabricantes de baterías y de vehículos eléctricos, se enfrentan a desafíos relacionados con la puesta en común de información que a menudo se enreda en disputas de propiedad intelectual.</p>
<h2>Las nuevas regulaciones de la UE</h2>
<p>Por eso, la Unión Europea ha dado un paso crucial en la promoción de la economía circular con la introducción de nuevas regulaciones para las <a href="https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2023/1542/oj">baterías utilizadas en la movilidad eléctrica</a> y <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=OJ%3AJOL_2023_214_R_0003&qid=1693469612388">los dispositivos móviles</a>.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/558034/original/file-20231107-270180-btadu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/558034/original/file-20231107-270180-btadu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/558034/original/file-20231107-270180-btadu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=1167&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/558034/original/file-20231107-270180-btadu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=1167&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/558034/original/file-20231107-270180-btadu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=1167&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/558034/original/file-20231107-270180-btadu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=1467&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/558034/original/file-20231107-270180-btadu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=1467&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/558034/original/file-20231107-270180-btadu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=1467&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Etiqueta para dispositivos electrónicos con información sobre su eficiencia energética, duración de la batería, protección contra el polvo y el agua y resistencia a las caídas accidentales.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://commission.europa.eu/energy-climate-change-environment/standards-tools-and-labels/products-labelling-rules-and-requirements/energy-label-and-ecodesign/energy-efficient-products/mobile-phones-cordless-phones-and-tablets_en">Comisión Europea</a></span>
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<p>Así, a partir del 20 de junio de 2025, <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=OJ%3AJOL_2023_214_R_0002&qid=1693469508416">las baterías en dispositivos móviles y tabletas deberán mostrar información sobre su eficiencia energética</a>, durabilidad, resistencia al agua y al polvo y capacidad de resistencia a caídas accidentales. Esta es la primera vez que un producto comercializado en el mercado de la UE deberá mostrar una etiqueta, que de forma esquemática podría ser como las de los frigoríficos, con una puntuación de ecodiseño que mida la facilidad para su reparación.</p>
<p>Entre los requisitos más notables, la duración de las baterías debe concebirse de manera que sean capaces de soportar al menos 800 ciclos de carga y descarga, manteniendo el 80 % de su capacidad inicial. </p>
<p>También se imponen normas sobre desmontaje y reparación, con obligaciones para los fabricantes de diseñar los dispositivos para que se puedan quitar las baterías con herramientas normales sin dañar el producto y proporcionar instrucciones para su retirada segura. Además, deben proporcionar piezas de repuesto rápidamente y durante siete años después de la venta del producto.</p>
<h2>Menos residuos y demanda de materias primas</h2>
<p>En cuanto a las baterías de los vehículos eléctricos, a partir del 1 de febrero de 2027 deberán incluir una etiqueta o “pasaporte de sostenibilidad”. Este documento proporcionará una visión completa del ciclo de vida de la batería, desde su duración esperada hasta detalles sobre el origen de los elementos que la conforman y la cantidad de los mismos, así como detalles sobre la producción y la disponibilidad de piezas de repuesto.</p>
<p>En cuanto a su reciclaje, la regulación establece los niveles mínimos de materiales recuperados de residuos de baterías para diversos plazos temporales, así como los niveles mínimos de contenido reciclado a partir de residuos de fabricación y de consumo para su uso en baterías nuevas.</p>
<p>Ampliar la duración de las baterías y promover su arreglo no solo reduce la necesidad de producir nuevas baterías con tanta frecuencia, sino que también disminuye la demanda de materias primas y la generación de residuos electrónicos. Se persigue que las baterías no acaben en vertederos, que duren y que sea sencillo manipularlas para su reciclaje o su reutilización.</p>
<p>A medida que avanzamos hacia un futuro más limpio y sostenible, la forma en que manejamos nuestras baterías desempeñará un papel fundamental en la creación de un mundo más verde.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/213886/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Enrique García-Quismondo Hernáiz no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.</span></em></p>La UE ha introducido recientemente nuevas regulaciones para las baterías de vehículos eléctricos y dispositivos móviles que obligan a que provean información sobre sus características energéticas, su resistencia y el origen de sus componentes.Enrique García-Quismondo Hernáiz, Investigador en energías renovables, IMDEA ENERGÍALicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2108112023-08-01T19:06:54Z2023-08-01T19:06:54ZLos retos de reducir las emisiones de la aviación<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/540428/original/file-20230801-25-yej0nc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=31%2C156%2C3474%2C2049&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/plane-cruising-altitude-against-blue-sky-511370065">Peter Gudella / Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>En 2021 se aprobó la <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/ES/TXT/?uri=CELEX%3A32021R1119">ley europea del clima</a> bajo el pleno convencimiento de que es necesario actuar de manera urgente para preservar el futuro de nuestras próximas generaciones. Esta ley implica que combatir el <a href="https://climate.ec.europa.eu/climate-change/causes-climate-change_es">cambio climático</a> deja de ser un compromiso para convertirse en obligación legal. Y fija el 2050 como plazo para alcanzar la neutralidad climática, es decir, cero emisiones netas de gases de efecto invernadero.</p>
<p>Como meta intermedia para ayudar a alcanzar este objetivo tan ambicioso, las emisiones de la Unión Europea deberán haberse reducido en 2030 al menos un 55 % respecto a 1990. Para ello, se han propuesto un conjunto de actuaciones sobre el clima y la energía recogidas en el denominado paquete <a href="https://commission.europa.eu/document/19903c51-aaea-4c6d-a9c9-760f724a561b_es">Objetivo 55</a>.</p>
<p>Las medidas incluyen, entre otras, el fomento de las energías renovables y del ahorro energético, el pago por las emisiones de CO₂, el uso de vehículos eléctricos y el consumo de combustibles de menor impacto ambiental.</p>
<h2>El sector del transporte en el punto de mira para combatir el cambio climático</h2>
<p>El consumo de combustibles fósiles en el sector transporte es uno de los principales causantes de las emisiones de gases de efecto invernadero. Se estima que produce una cuarta parte de las <a href="https://commission.europa.eu/strategy-and-policy/priorities-2019-2024/european-green-deal/transport-and-green-deal_es">emisiones en la Unión Europea</a> y una quinta parte de las <a href="https://mc-cd8320d4-36a1-40ac-83cc-3389-cdn-endpoint.azureedge.net/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2023/Jun/IRENA_World_energy_transitions_outlook_v1_2023.pdf?rev=261b3ae18f70429ea8cf595d5a4bee18">emisiones mundiales</a>. Por eso el paquete Objetivo 55 contempla medidas específicas para lograr un transporte más eficiente y sostenible.</p>
<p>Pero no todos los tipos de transporte pueden adaptarse con la misma facilidad ni con la misma velocidad. La sustitución de los combustibles fósiles por energía eléctrica o por hidrógeno es ya una realidad en los vehículos del transporte por carretera. Sin embargo, en el caso del marítimo y, sobre todo, del aéreo, esas alternativas tecnológicas son mucho más difíciles de implantar. </p>
<p>Las opciones más viables a medio plazo se reducen a la utilización de combustibles líquidos que sean sostenibles.</p>
<h2>Cómo hacer sostenible el combustible para aviación</h2>
<p>Los combustibles sostenibles de aviación, también conocidos como <a href="https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2020/659361/EPRS_BRI(2020)659361_EN.pdf">SAF</a> (siglas de <em>sustainable aviation fuel</em>), son la principal apuesta para descarbonizar el sector de la aviación. </p>
<p>Los SAF son combustibles líquidos obtenidos a partir de <a href="https://theconversation.com/ya-reciclamos-vidrio-plastico-y-papel-que-hacemos-con-los-residuos-organicos-194930">residuos orgánicos</a> de origen biológico (biocombustibles o bio-jet) o a partir del dióxido de carbono capturado del aire e hidrógeno renovable (combustible sintético o e-jet). </p>
<p>En ambos casos, su combustión en los motores de turbina libera CO₂, pero en cantidades equivalentes a las consumidas directa o indirectamente durante la fabricación del combustible. Según la <a href="https://www.iata.org/en/programs/environment/sustainable-aviation-fuels/">Asociación Internacional del Transporte Aéreo</a> (IATA), los SAF utilizados actualmente en los vuelos comerciales pueden reducir hasta un 80 % las emisiones de CO₂.</p>
<h2>Hoja de ruta para implantar los SAF en la UE</h2>
<p>Las directrices europeas para mitigar el impacto ambiental del sector de aviación están recogidas en el reglamento <a href="https://www.consilium.europa.eu/es/infographics/fit-for-55-refueleu-and-fueleu/#:%7E:text=El%20Reglamento%20%C2%ABReFuelEU%20Aviation%C2%BB%3A,principalmente%20combustibles%20sint%C3%A9ticos">Refuel Aviation</a>, estableciendo estas obligaciones:</p>
<ul>
<li><p>Los suministradores de combustibles deberán aumentar de manera progresiva el porcentaje de SAF introducido (preferiblemente de tipo sintético) en su formulación. En el año 2050 este porcentaje deberá ser un 70 %.</p></li>
<li><p>Las aerolíneas deberán repostar tan solo la cantidad de combustible necesaria para el trayecto a realizar. Esto evitará un exceso de emisiones provocado por la sobrecarga de combustible.</p></li>
<li><p>Los aeropuertos deben garantizar la existencia de infraestructura necesaria para las actividades de repostaje de combustibles sostenibles.</p></li>
</ul>
<h2>El proyecto BIOCTANE</h2>
<p>Aunque las directrices son claras, el principal reto para cumplir los objetivos del reglamento Refuel Aviation es la <a href="https://www.rolandberger.com/en/Insights/Publications/Sustainable-aviation-fuels-key-for-the-future-of-air-travel.html">baja capacidad productiva actual</a> de SAF. Además, el tipo de combustible fabricado no puede inyectarse puro porque no cumple por sí solo con las especificaciones técnicas, sino que debe mezclarse con el de origen fósil.</p>
<p>En noviembre de 2022, iniciamos el proyecto <a href="https://www.bioctane.eu/">BIOCTANE</a> financiado por el programa Horizon Europe, con el objetivo de explorar una nueva ruta sostenible de producción de SAF. El proyecto está liderado por IMDEA Energía y en él participan un total de seis organismos de investigación europeos.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/540414/original/file-20230801-19-vs9gal.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Esquema conceptual del proyecto BIOCTANE para la conversión de desechos orgánicos en combustibles sostenibles de aviación." src="https://images.theconversation.com/files/540414/original/file-20230801-19-vs9gal.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/540414/original/file-20230801-19-vs9gal.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=277&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/540414/original/file-20230801-19-vs9gal.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=277&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/540414/original/file-20230801-19-vs9gal.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=277&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/540414/original/file-20230801-19-vs9gal.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=349&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/540414/original/file-20230801-19-vs9gal.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=349&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/540414/original/file-20230801-19-vs9gal.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=349&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Esquema conceptual del proyecto BIOCTANE para la conversión de desechos orgánicos en combustibles sostenibles de aviación.</span>
<span class="attribution"><span class="license">Author provided</span></span>
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<p>En BIOCTANE buscamos desarrollar un nuevo proceso para la conversión de desechos orgánicos –urbanos, agrícolas e industriales– en SAF mediante la integración sinérgica entre la biotecnología y la catálisis. Al dar valor a los residuos convirtiéndolos en recursos contribuimos a los principios de la economía circular. Es más, dentro del proceso global propuesto se contempla aprovechar las corrientes residuales generadas para la fabricación de otros productos de interés, como los fertilizantes e hidrógeno.</p>
<p>Este es sólo un ejemplo de las muchas iniciativas que demuestran que la descarbonización del sector de aviación está en marcha y con grandes expectativas. Como científicos, nuestra mayor motivación es contribuir a asegurar un futuro sostenible y lleno de oportunidades para nuestras futuras generaciones.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/210811/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Patricia Pizarro de Oro recibe fondos de la Comunidad de Madrid a través del proyecto BIOTRES-CM (P2018/EMT4344).</span></em></p>La opción más viable a medio plazo para descarbonizar el sector de la aviación son los combustibles líquidos sostenibles. La UE exige que se implanten de manera progresiva, pero primero debe aumentar su producción.Patricia Pizarro de Oro, Investigadora senior en la Unidad de Procesos Termoquímicos, IMDEA ENERGÍALicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2028112023-04-18T16:47:06Z2023-04-18T16:47:06Z¿Podemos saber cuándo va a “morir” una batería?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/518167/original/file-20230329-16-yky05o.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C5008%2C3291&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/bangkok-thailand-february-22-2018-close-1046693242">Various-Everythings / Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>Las <a href="https://theconversation.com/es/topics/baterias-de-litio-63632">baterías de iones de litio</a> de las que dependen hoy día infinidad de dispositivos, desde nuestros teléfonos a los vehículos eléctricos, tienen más de 30 años de madurez y se han convertido en un componente esencial para las tecnologías presentes y futuras.</p>
<p>Conocer su disponibilidad, duración, prestaciones y capacidades es ya vital para los usuarios. Pero es complicado conocer a ciencia cierta estas variables imprescindibles.</p>
<p>Ante esto surge la pregunta: ¿conviene fiarse de la información que algunos dispositivos como los iPhone o cualquier otro teléfono móvil –o un vehículo eléctrico– nos dan sobre del estado de salud de la batería? O dicho de otro modo, ¿estamos seguros de que la batería no nos dejará tirados justo cuando más la necesitamos?</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/518165/original/file-20230329-26-pbsmx2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=10%2C10%2C6699%2C4456&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Teléfono con la pantalla de " src="https://images.theconversation.com/files/518165/original/file-20230329-26-pbsmx2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=10%2C10%2C6699%2C4456&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/518165/original/file-20230329-26-pbsmx2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/518165/original/file-20230329-26-pbsmx2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/518165/original/file-20230329-26-pbsmx2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/518165/original/file-20230329-26-pbsmx2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/518165/original/file-20230329-26-pbsmx2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/518165/original/file-20230329-26-pbsmx2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Hay móviles que ofrecen información sobre el estado de salud de la batería.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/brcko-district-bosnia-herzegovina-november-16th-1855153234">Omar Tursic / Shutterstock</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>“Vida” y “muerte” en un circuito</h2>
<p>Las baterías de ion litio están compuestas por celdas, y cada una de ellas contiene un electrodo positivo y uno negativo. Éstos están inmersos en un electrolito que actúa como conductor para transportar los iones. De esta forma los electrones recorren el circuito externo que da energía a los dispositivos eléctricos y los hace funcionar.</p>
<p>En ese proceso, las baterías se descargan y hay que volver a dotarlas de energía nuevamente. Eso se denomina un ciclo, y, como cualquier otra batería, <a href="https://theconversation.com/podran-fabricarse-baterias-que-no-se-degraden-con-el-uso-175452">cuantos más ciclos experimenten, antes “mueren”</a>.</p>
<p><a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119305859">Los estudios</a> miden cuántos ciclos dura la batería en unas determinadas condiciones eléctricas. Desafortunadamente, factores cambiantes como la temperatura de funcionamiento, el ritmo de carga y descarga y el tiempo de uso conducen a una duración diferente, lo que hace realmente difícil establecer las condiciones de salud de las baterías a lo largo del tiempo.</p>
<p>¿Será posible estimar cuándo una batería va a dejar de ser operativa? ¿Se puede saber qué funcionalidad pueden tener una vez que hayan llegado al final de su vida útil?</p>
<h2>Gemelos digitales</h2>
<p>La industria 4.0 lleva trabajando en las tecnologías de simulación virtual desde mediados de 2010, en los llamados gemelos digitales (<em>digital twin</em> en inglés). Estos son conjuntos de información virtual que describen completamente un producto físico.</p>
<p>En esta área específicamente se ha avanzado mucho en el desarrollo de programas de simulación tanto en el diseño de plantas industriales como en la recreación virtual de sus procesos.</p>
<p><a href="https://sfmagazine.com/articles/2018/march/digital-twins-invade-industry/">Esos “gemelos” tienen el objetivo de analizar, optimizar y mejorar la productividad de una planta en tiempo real</a>, reduciendo los tiempos de desarrollo y detectando fallos de manera precoz.</p>
<p>Con un <em>software</em> adecuado se puede simular desde plantas industriales hasta dispositivos como baterías. Y así disponer de una realidad digital exacta en la que contrastar la información registrada en el gemelo digital con la implementada en el sistema de gestión de las baterías.</p>
<p>Eso facilita que éstas operen con la máxima eficiencia y aseguren mayor durabilidad, además de <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X20308495">explorar sus prestaciones en momentos puntuales, evitar fallos y hasta abordar posibles optimizaciones</a>.</p>
<h2>Modelos demasiado simples</h2>
<p>El problema es que las baterías son sistemas muy difíciles de modelar fielmente.</p>
<p>Generalmente se usan indicadores que en ocasiones no se pueden medir directamente, como el estado de carga (<em>State of Charge</em> en inglés, SOC), que representa la cantidad de carga que tiene la batería respecto de la máxima posible, y el estado de salud (<em>State of Health</em> en inglés, SOH), un parámetro que valora las prestaciones de una batería comparado con sus condiciones ideales.</p>
<p>Así, los modelos son todavía demasiado simples y sus características dependen de los diferentes tipos de baterías, de su diseño y de su tipo de fabricación.</p>
<p>Por tanto, la precisión de los indicadores descritos anteriormente disminuye y no de forma lineal precisamente, por lo que esto debe considerarse en la operación de los sistemas de almacenamiento de energía.</p>
<h2>El proyecto BEST</h2>
<p>Desde el Instituto IMDEA Energía y la Universidad de Alcalá de Henares entramos en el terreno de los gemelos digitales para baterías con el <a href="https://energia.imdea.org/porfolio/best-moda-gemelo-digital-de-baterias-para-almacenamiento-de-energia/">proyecto Gemelo Digital de Almacenamiento de Energía de Batería</a> (BEST), financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación.</p>
<p>En esta iniciativa proponemos el uso de gemelos digitales de baterías a través de la integración de modelos matemáticos y estimadores de estado de salud, así como del análisis de los datos de funcionamiento mediante técnicas de inteligencia artificial.</p>
<p>De este se obtendrá un mayor conocimiento y control sobre las condiciones reales de los sistemas de las baterías a lo largo de su vida operativa, <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666546820300161">reduciendo así las diferencias que puedan existir entre la definición del modelo y el sistema real</a>.</p>
<p>Estas diferencias generalmente aparecen bien cuando el paso del tiempo afecta a las características de las baterías, bien cuando no se puede realizar un modelo preciso o bien cuando trabajar con un modelo detallado no es posible o es poco efectivo.</p>
<p>Como estrategia, hemos elegido un gemelo que aglutina diferentes técnicas y permite conseguir este propósito mediante la creación de un modelo dinámico con dos enfoques: </p>
<ul>
<li><p>El primero es la reproducción del estado de salud de las baterías basado en la estimación del estado de los indicadores más relevantes de las celdas (los ya mencionados SOC y SOH).</p></li>
<li><p>El segundo es el desarrollo de modelos de degradación de las baterías, obtenidos mediante una adecuada caracterización de celdas de diferentes químicas y tipo de electroquímica (baterías de ion-litio de potencia y de capacidad, incluso otro tipo de baterías como las de flujo redox).</p></li>
</ul>
<p>Esto, integrado con un análisis de los datos de operación mediante técnicas de inteligencia artificial, permitirá disponer de una información mucho más completa y útil sobre las condiciones reales de los sistemas de las baterías.</p>
<p>Con este marco resultaría posible, por ejemplo, calcular cuándo van a llegar al final de su ciclo de vida y determinar el estado de salud en el que se encuentran, ya sea para encontrar un método de reciclaje eficiente o para darles una segunda vida en otra aplicación menos exigente.</p>
<p>Si funciona, habríamos dado nada menos que con el modo de evitar quedarse repentinamente sin batería en el teléfono móvil y, de modo secundario, terminar con la excusa de culpar a la batería por llegar tarde a una reunión o no responder a tiempo un mensaje.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/202811/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>El autor recibe fondos del Ministerio de Ciencia e Innovación a través del proyecto de investigación BEST correspondiente a la convocatoria del año 2021, de referencia: TED2021-131777B-C21, del Programa Estatal para Impulsar la Investigación Científico-Técnica y su Transferencia (Proyectos Estratégicos Orientados a la Transición Ecológica y a la Transición Digital).</span></em></p>Las baterías se van desgastando con el uso y cada vez duran menos. Es difícil predecir cuál será su vida útil, ya que depende de muchos factores, pero se están desarrollando modelos digitales para estimarlo con mayor precisión.Enrique García-Quismondo Hernáiz, Investigador en energías renovables, IMDEA ENERGÍALicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2013162023-03-12T22:25:15Z2023-03-12T22:25:15ZLlegará un momento en que sobre energía renovable: ¿qué haremos con el exceso?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/514520/original/file-20230309-28-vh2jl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=7%2C0%2C5168%2C3422&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/solar-panel-against-high-voltage-tower-174386684">c12 / Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>Durante la última década se ha intensificado el proceso de <a href="https://theconversation.com/es/topics/descarbonizacion-79127">descarbonización</a> del sistema energético. El cambio climático y la necesidad de reducir las emisiones de CO₂, por un lado, y el desarrollo de las tecnologías limpias, renovables y más económicas, por otro, han creado las condiciones necesarias para sustituir las fuentes tradicionales de combustión por energías eólicas y fotovoltaicas.</p>
<p>El papel de las redes eléctricas es fundamental en este proceso, dado que estas ofrecen el transporte de energía hacia su punto de consumo con las mínimas pérdidas. Además, en el futuro <a href="https://theconversation.com/coches-de-hidrogeno-como-funcionan-precios-autonomia-repostaje-debilidades-y-riesgos-193405">la energía eléctrica se va a utilizar mucho más en el sector del transporte</a>, lo que aumentará la demanda eléctrica significativamente.</p>
<p>Este escenario, junto con la retirada de generación tradicional por la descarbonización, requiere un aumento sustancial de la producción mediante recursos energéticos más sostenibles y limpios.</p>
<h2>¿Cómo operan las redes eléctricas?</h2>
<p>Desde su nacimiento, la mayoría de la producción de las redes eléctricas se ha basado en plantas que convierten la energía térmica (tanto de carbón o gas como nuclear) o mecánica (hidráulica) en electricidad, facilitando así el transporte de energías a largas distancias con pocas pérdidas.</p>
<p>Para la conversión se utilizan grandes generadores eléctricos conectados a turbinas, cuya inercia dota de robustez y estabilidad al sistema eléctrico: previene que haya un apagón cuando se produce alguna perturbación grave, como puede ser la desconexión de un generador o de una zona provocada por causas humanas o naturales. </p>
<p>Con el objetivo de avanzar hacia un sistema energético descarbonizado, este tipo de generadores se sustituyen por fuentes renovables.</p>
<p>En este punto es necesario tener en cuenta que la generación basada en fuentes renovables es de potencias inferiores y de características más distribuidas. En lugar de máquinas eléctricas se utilizan los convertidores de electrónica de potencia que no proporcionan ninguna propiedad inercial. Además, la energía producida es variable en el tiempo y no se puede despachar, necesitando por tanto unos generadores tradicionales de apoyo para conseguir así asegurar el suministro.</p>
<h2>Hacia un exceso de producción renovable</h2>
<p>Todos estos factores han provocado diferentes <a href="http://www.alinne.es/documents/17669/20114/Informe+de+Transici%C3%B3n+del+sector+el%C3%A9ctrico+-+Horizonte+2030+%28Protermosolar%29.pdf/a69a327c-771a-4ac8-b236-aed55673bccb">retos técnico-económicos</a> en el campo de la integración de las energías renovables en las redes eléctricas y en los mercados de energía.</p>
<p>Con los <a href="https://www.miteco.gob.es/es/prensa/pniec.aspx">planes ambiciosos de todos los gobiernos sobre la descarbonizacion del sistema energético</a>, cada vez habrá más fuentes renovables conectadas a las redes eléctricas. </p>
<p>Llegará un momento, previsiblemente a partir de 2030, en el que habrá un exceso importante de la capacidad renovable instalada en España. Se prevé que durante el día llegue incluso a superar a la demanda.</p>
<p>Entonces, habrá horas de exceso de energía renovable en las que el sistema no permitirá a todos los productores generar a toda su capacidad debido a la configuración del mercado de la energía, que define la mezcla de producción.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/514204/original/file-20230308-394-62ag8i.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/514204/original/file-20230308-394-62ag8i.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/514204/original/file-20230308-394-62ag8i.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=193&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/514204/original/file-20230308-394-62ag8i.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=193&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/514204/original/file-20230308-394-62ag8i.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=193&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/514204/original/file-20230308-394-62ag8i.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=242&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/514204/original/file-20230308-394-62ag8i.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=242&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/514204/original/file-20230308-394-62ag8i.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=242&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Presente y futuro de redes eléctricas.</span>
<span class="attribution"><span class="source">National Renewable Energy Laboratory, EEUU</span></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>¿Qué hacemos con la energía sobrante?</h2>
<p>En esos periodos con posibles excesos de producción, ¿qué hacemos con esa energía? ¿La desperdiciamos? ¿La utilizamos como reserva? ¿Cómo se puede compensar a los productores que hayan ajustado su generación o tengan que detenerla?</p>
<p><a href="https://theconversation.com/almacenamiento-energetico-el-gran-desafio-para-las-renovables-161555">Una de las soluciones más obvias es el almacenamiento</a>; sin embargo, tiene límites tanto técnicos como económicos. Aunque existen diferentes tecnologías de almacenamiento de energía aplicadas en redes eléctricas, en general hay muy poca capacidad de almacenamiento comparada con la capacidad de producción necesaria. </p>
<p><a href="https://www.ree.es/es/red21/almacenamiento-energetico">Como explica Red Eléctrica</a>, “la energía eléctrica puede ser generada, transportada y transformada con facilidad, sin embargo, resulta complicado almacenarla en grandes cantidades”. Por eso, en las redes eléctricas siempre se hace balance energético instantáneo entre la producción y la demanda. </p>
<p>Otra opción es incrementar el uso de los métodos de gestión de demanda y del concepto de que la demanda sigue a la producción (el concepto contrario a lo que tenemos hoy en día). <a href="https://theconversation.com/flexibilidad-energetica-o-como-ajustar-nuestro-consumo-a-la-generacion-renovable-193768">La demanda puede ser flexible</a>, sin embargo, solo dentro de cierto rango, así que no siempre puede ofrecer la solución.</p>
<p>Por todo lo anteriormente expuesto, está claro que se va a incrementar el valor de los <a href="https://www.ree.es/es/actividades/operacion-del-sistema-electrico">servicios auxiliares en la red</a>, sobre todo los que tienen que ver con la robustez del sistema eléctrico como la inercia y las reservas de energía. </p>
<p>Si se habilita a los productores para ofrecer estos servicios, podrían ingresar dinero no solo por términos de energía producida, sino también por los servicios prestados a la red. Esto significa que no todas las plantas renovables tendrán que producir la máxima energía todo el tiempo, será suficiente con que estén conectadas a la red y disponibles para subir o bajar la energía entregada cuando se detecten perturbaciones en el sistema.</p>
<p>Para participar en estos mercados nuevos de servicios auxiliares, el sistema de control de los convertidores de electrónica de potencia tiene que adaptarse a los nuevos requisitos.</p>
<h2>¿Cómo integrar las renovables de manera inteligente?</h2>
<p>Los investigadores de la <a href="https://energia.imdea.org/investigacion-unidades-de-sistemas-electricos/">Unidad de Sistemas Eléctricos de IMDEA Energía</a> trabajamos en el desarrollo de <a href="https://www.smartgridsinfo.es/comunicaciones/comunicacion-battertia-control-sistema-bateria-mejorar-estabilidad-transitoria-redes-electricas">nuevos algoritmos de control para convertidores de potencia que sirvan como interfaces para fuentes renovables</a> y para baterías. </p>
<p>En particular, investigamos un tipo de control llamado <em>grid-forming</em> (formador de red), capaz de emular la inercia (proporcionar inercia sintética) apoyando a la vez el control de la tensión y de la frecuencia en redes eléctricas. Estas características permiten convertir las fuentes renovables no solo en productores de energía, sino también en los proveedores de servicios de red, aprovechando el exceso de la capacidad para fortalecer las redes eléctricas.</p>
<p>Nuestros <a href="https://ieeexplore.ieee.org/document/9960428">resultados preliminares</a> son alentadores y demuestran que en un futuro será posible conseguir los niveles más altos de fiabilidad en las redes eléctricas a través de las mejoras aplicadas al sistema de control de convertidores. No obstante, también son necesarios ciertos cambios en el marco regulatorio, como aquellos relacionados con las reglas de conexión a las redes eléctricas y con el funcionamiento de los mercados de energía y los mercados de servicios auxiliares.</p>
<p>Queda mucho por investigar para encaminar la transición energética hacia tecnologías limpias y renovables. En este camino, el principal objetivo sigue siendo garantizar la continuidad y la calidad de suministro para todas las demandas eléctricas, que son siempre cambiantes y cada vez más exigentes.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/201316/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Milan Prodanovic no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.</span></em></p>Las tecnologías renovables no producen electricidad de forma continua, por lo que habrá periodos de menor generación pero también de exceso. ¿Cómo podemos aprovechar esa energía sobrante?Milan Prodanovic, Investigador Sénior y Jefe de la Unidad de Sistemas Eléctricos, IMDEA ENERGÍALicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1947532023-01-09T18:08:16Z2023-01-09T18:08:16ZMás allá de la cerveza y el pan: cómo las levaduras pueden ayudarnos a combatir el cambio climático<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/502914/original/file-20230103-12-nu4zxb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C3872%2C2585&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">La levadura 'Saccharomyces cerevisiae' puede utilizar diferentes fuentes de carbono para producir bioetanol.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/individual-colonies-saccharomyces-cerevisiae-yeast-growing-1634493715">Rafael Zarate / Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>La levadura <em>Saccharomyces cerevisiae</em> se lleva utilizando desde hace siglos para elaborar de bebidas fermentadas como la cerveza y el vino, así como para la <a href="https://theconversation.com/por-que-el-pan-de-hoy-no-es-como-el-de-antes-130750">producción de pan</a>. Por eso se la conoce como “levadura de panadería”. </p>
<p>Pero este superhongo microscópico unicelular puede ayudarnos en muchas más tareas. Incluso, en la transición energética del transporte y en la implantación de una economía circular.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/502909/original/file-20230103-26-vuj201.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/502909/original/file-20230103-26-vuj201.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/502909/original/file-20230103-26-vuj201.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=387&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/502909/original/file-20230103-26-vuj201.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=387&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/502909/original/file-20230103-26-vuj201.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=387&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/502909/original/file-20230103-26-vuj201.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=487&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/502909/original/file-20230103-26-vuj201.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=487&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/502909/original/file-20230103-26-vuj201.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=487&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">‘Saccharomyces cerevisiae’ vista al microscopio electrónico de barrido.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Saccharomyces_cerevisiae_SEM.jpg">Mogana Das Murtey y Patchamuthu Ramasamy / Wikimedia Commons</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Hacia una economía más sostenible</h2>
<p>En la situación actual de crisis energética en la que la preocupación por el cambio climático es global, implementar una bioeconomía sostenible es una prioridad. Para lograr este objetivo, es necesario obtener bioproductos renovables capaces de reemplazar compuestos derivados de residuos fósiles, que contribuyen al calentamiento global además de ser de limitada disponibilidad. </p>
<p>En ese contexto, la Comisión Europea ha adoptado un conjunto de propuestas para adaptar las políticas de la UE en materia de clima, energía, transporte y fiscalidad con el fin de reducir las emisiones netas de gases de efecto invernadero en al menos un 55 % de aquí a 2030. </p>
<p>Todas esas medidas se reflejan en el <a href="https://theconversation.com/pacto-verde-europeo-las-dificultades-de-las-que-parte-espana-para-poder-cumplir-172744">Pacto Verde Europeo</a> que promueve, por ejemplo, transformar nuestra economía y nuestras sociedades haciendo que el transporte sea sostenible para todos. </p>
<p>Del mismo modo, las Naciones Unidas ha fijado 17 <a href="https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/objetivos-de-desarrollo-sostenible/">Objetivos de Desarrollo Sostenible</a> entre los que se incluye aumentar la presencia de energías renovables y favorecer actividades industriales innovadoras como las del sector biotecnológico. </p>
<p>En este sentido, los procesos biotecnológicos basados en levaduras son una alternativa muy interesante para el establecimiento de una economía circular. </p>
<h2>Levaduras para producir biocombustibles</h2>
<p>Las levaduras pueden generar compuestos industrialmente relevantes a partir de residuos orgánicos. Además, lo hacen de una manera rentable y respetuosa con el medio ambiente. Para ello, consumen las fuentes de carbono residuales (azúcares o ácidos grasos de cadena corta) que, una vez dentro de la célula, se transforman en el producto de interés gracias al metabolismo eficiente de las levaduras.</p>
<p>En las últimas décadas, <em>S. cerevisiae</em> se ha empleado como factoría celular para la producción de productos farmacéuticos, biocatalizadores industriales, aditivos alimentarios y biocombustibles renovables como el bioetanol. </p>
<p>El bioetanol se utiliza como sustitutivo de la gasolina en el transporte. Su uso en mezclas de gasolina está ampliamente distribuido y es incluso obligatorio en algunos países como España. Por ello, es el biocombustible con una tecnología de obtención más arraigada y con mayor producción mundial. </p>
<p>De hecho, en los últimos años se han instalado varias <a href="https://theconversation.com/como-convertir-millones-de-toneladas-de-residuos-en-bioetanol-piensos-bioplasticos-y-antoxidantes-183652">biorrefinerías</a> de producción de bioetanol por toda Europa, como <a href="https://www.st1.com/">St1 Biofuels Oy</a> (Finlandia), <a href="https://www.borregaard.com/">Borregaard Industries AB</a> (Noruega), Procethol2G (Francia) y <a href="https://www.perseobiotech.com/">Perseo Biotechnology</a> (España).</p>
<p>A pesar de ser una productora de bioetanol muy eficiente, <em>S. cerevisiae</em> no utiliza fácilmente todas las fuentes de carbono derivadas de los residuos lignocelulósicos y no tiene la capacidad natural de acumular una gran cantidad de lípidos en sus células. Esto la hace inviable para producir combustibles como biodiesel y otros compuestos oleoquímicos. </p>
<h2>Otras especies interesantes</h2>
<p>Hasta la fecha, se han identificado y caracterizado más de 2 000 especies de otras <a href="https://academic.oup.com/femsyr/article/22/1/foab071/6510817">levaduras conocidas como “no convencionales”</a> que están ganando progresivamente mucha atención para ser empleadas en <a href="https://yeast4bio.eu/">diferentes aplicaciones biotecnológicas</a>.</p>
<p><em><a href="https://academic.oup.com/femsyr/article/21/6/foab047/6359137">Yarrowia lipolytica</a></em>, <em>Komagataella phaffii</em>, <em>Hansenula polymorpha</em>, <em>Kluyveromyces lactis</em>, <em>Kluyveromyces marxianus</em>, <em>Zygosaccharomyces bailii</em> y <em>Rhodosporidium toruloides</em> se encuentran entre las más utilizados y mejor estudiadas. Muchas de estas especies pueden crecer y fermentar en amplias condiciones de proceso y pueden utilizar una amplia variedad de fuentes de carbono renovables. </p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/502911/original/file-20230103-64877-d7n0f1.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/502911/original/file-20230103-64877-d7n0f1.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/502911/original/file-20230103-64877-d7n0f1.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=484&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/502911/original/file-20230103-64877-d7n0f1.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=484&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/502911/original/file-20230103-64877-d7n0f1.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=484&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/502911/original/file-20230103-64877-d7n0f1.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=608&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/502911/original/file-20230103-64877-d7n0f1.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=608&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/502911/original/file-20230103-64877-d7n0f1.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=608&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Colonias de ‘Rhodotorula glutinis’ cultivadas en el laboratorio.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://en.wikipedia.org/wiki/File:Rhodotorula_glutinis.jpg">Medmyco / Wikimedia Commons</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Además, algunas levaduras oleaginosas como <em>Rhodotorula glutinis</em> y <em>Lipomyces starkeyi</em> pueden acumular lípidos hasta un 60 %–70 % de su peso, lo que ofrece un gran potencial comercial para la producción de biocombustibles como el biodiesel y la generación de bioproductos lipídicos de alto valor como los carotenoides y los tensioactivos. </p>
<p>Debido a su amplia biodiversidad, todavía hay muchas aplicaciones basadas en levaduras que quedan sin explorar. Estas serán clave para avanzar hacia una bioeconomía circular centrada en la utilización y valorización de residuos orgánicos para la producción de biocombustibles y bioproductos.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/194753/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Elia Tomás Pejó es beneficiaria de un contrato Ramón y Cajal del Ministerio de Ciencia e Innovación.</span></em></p>Algunas especies de hongos microscópicos unicelulares son capaces de convertir fuentes de carbono residuales en biocombustibles como el bioetanol.Elia Tomás Pejó, Investigadora Titular en Biotecnología, IMDEA ENERGÍALicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1953762022-12-15T17:22:29Z2022-12-15T17:22:29ZFabricamos un ‘LEGO químico’ para reducir el uso de pesticidas perjudiciales en agricultura<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/498307/original/file-20221130-14-a5g3gn.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=7%2C7%2C4785%2C2996&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/weed-insecticide-fumigation-organic-ecological-agriculture-1512155906">David Moreno Hernandez / Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>Los plaguicidas se utilizan para matar plagas (insectos, bacterias, roedores, hongos y malas hierbas) y son imprescindibles para satisfacer la elevada demanda mundial de alimentos. Lamentablemente, su uso extensivo puede originar problemas medioambientales. Por eso es necesario reducirlo. Pero ¿y si hubiera una alternativa más eficaz y respetuosa con el medio ambiente? </p>
<p>Un grupo de investigadoras e investigadores de la Unidad de Materiales Porosos Avanzados de la Fundación IMDEA Energía y de la Universidad de Granada <a href="https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c07113">hemos desarrollado un nuevo material con aplicación en agricultura</a> basado en dos ingredientes activos: el herbicida de origen natural <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Glufosinato">glufosinato</a> y el cobre, con actividad antimicrobiana</p>
<h2>Agroquímicos: esenciales y dañinos</h2>
<p>Los productos agroquímicos (básicamente fertilizantes y pesticidas) son esenciales en agricultura. Aunque se utilizan desde hace muchos años, su uso excesivo está deteriorando la calidad de los ecosistemas. Así, los agroquímicos afectan a nuestra salud y pueden dar lugar al desarrollo de nuevas plagas resistentes. </p>
<p>Su toxicidad se manifiesta a través de agentes bioquímicos y funcionales en el sistema nervioso. Además, aunque no siempre es fácil de identificarlas, hay pruebas que relacionan la exposición a largo plazo a algunos agroquímicos con enfermedades crónicas. Algunos ejemplos son <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S004896971631926X">trastornos dérmicos, respiratorios, hepáticos y renales, desarrollo de cáncer y problemas de fertilidad</a>. Un reciente <a href="https://www.ugr.es/universidad/noticias/asociacion-exposicion-infantil-pesticidas-adelanto-pubertad">estudio</a> de la Universidad de Granada relaciona la exposición a pesticidas con una entrada prematura en la pubertad. </p>
<p>Por otro lado, los plaguicidas pueden provocar el desarrollo de nuevas plagas resistentes. A través de la variación genética, <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10340-022-01578-1">las plagas evolucionan naturalmente y se vuelven resistentes a los productos</a> empleados para eliminarlas.</p>
<p>Además, teniendo en cuenta que la población mundial no para de crecer, ¿seremos capaces de aumentar la demanda de alimentos de forma sostenible si seguimos empleando tantos pesticidas? </p>
<h2>Pesticidas más respetuosos</h2>
<p>En los últimos años, se han propuesto diferentes alternativas para reducir la cantidad de agroquímicos en los campos de cultivo. En concreto, el desarrollo de nuevos materiales que sean capaces de: </p>
<ul>
<li><p>mejorar la solubilidad y estabilidad de los agroquímicos,</p></li>
<li><p>liberarlos de forma controlada y dirigida,</p></li>
<li><p>mejorar su adhesión y disponibilidad en la planta. </p></li>
</ul>
<p>En este contexto, destaca una nueva clase de materiales porosos conocidos como polímeros de coordinación porosos o <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Metal%E2%80%93organic_framework">MOF</a>, por sus siglas inglesas. Estos materiales permiten la incorporación eficiente de moléculas activas y su posterior liberación controlada. Comparados con los materiales porosos clásicos (carbones, sílice), los MOF presentan una serie de ventajas para la agricultura: </p>
<ul>
<li><p>Son muy porosos, por lo que pueden almacenar una gran cantidad de pesticidas. </p></li>
<li><p>Se forman a partir de piezas (moléculas, metales), como un <em>LEGO químico</em> que pueden tener actividad frente a plagas. De esta forma, uniendo varias piezas se puede conseguir un material con múltiples acciones (antibacteriana, fungicida, pesticida, con nutrientes, etc.). </p></li>
<li><p>Pueden modificarse para mejorar su actividad. Por ejemplo, para que se peguen a la planta. </p></li>
</ul>
<h2>AgroMOF: el <em>LEGO</em> de los agroquímicos</h2>
<p>El material que hemos desarrollado se denomina AgroMOF. Es la primera vez que se sintetiza un MOF utilizando como precursores compuestos agroquímicos (en este caso, glufosinato y cobre).</p>
<p>Los plaguicidas se suelen pulverizar en forma de solución acuosa o en suspensión en los campos. El primer paso fue estudiar la estabilidad de este nuevo material en agua. Comprobamos que es estable en agua durante al menos cinco días. </p>
<p>Posteriormente, ensayamos la actividad de sus diferentes piezas: la capacidad del cobre para eliminar bacterias y el efecto herbicida del glufosinato. Su actividad se verificó frente a dos tipos de bacterias que provocan infecciones en plantas y la mala hierba rábano, especie invasora en cultivos de bayas y vid. Este nuevo material es efectivo frente a ambos tipos de bacterias, incluso mejora el efecto de sus precursores individuales (glufosinato y cobre). </p>
<p>Por otro lado, su actividad herbicida también mejora. Este material es capaz de secar en ocho días el rábano, mientras que el glufosinato solo no puede. </p>
<p>Finalmente, comprobamos que este nuevo material no es tóxico frente a plantas de cultivo como el grosellero negro. Estos resultados demuestran su eficacia y selectividad en el tratamiento de cultivos de bayas.</p>
<p>De nuestro estudio podemos concluir que la fabricación de AgroMOF basados en compuestos herbicidas y compuestos antibacterianos es una estrategia prometedora para conseguir agroquímicos con varias funciones combinadas, permitiendo mejorar su actividad con una mejor dosis. Este trabajo abre nuevas vías en la aplicación segura y eficiente de estos materiales en la agricultura.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/195376/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Patricia Horcajada recibe fondos de Ministerio de Ciencia e Innovación, Comunidad de Madrid, Unión Europea. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Sara Rojas Macías recibe fondos del Ministerio de Ciencia e Innovación, de la Comunidad de Madrid y de la Junta de Andalucía</span></em></p>Una nueva clase de materiales porosos permite administrar a las plantas combinaciones de sustancias herbicidas, fungicidas o antibacterianas potenciando su actividad individual y ajustando la dosis necesaria.Patricia Horcajada, Responsable de la Unidad de Materiales Porosos Avanzados, IMDEA ENERGÍASara Rojas Macías, Investigadora Postdoctoral, Universidad de GranadaLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1949302022-11-28T22:39:36Z2022-11-28T22:39:36ZYa reciclamos vidrio, plástico y papel. ¿Qué hacemos con los residuos orgánicos?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/497187/original/file-20221124-12-pebl9k.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C3930%2C2622&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/close-hands-compost-vegetable-peelings-on-1735216880">Troyan / Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>Durante los últimos años se han intensificado los esfuerzos para separar, clasificar y gestionar los residuos de manera más eficiente. El reciclado y reutilización del vidrio, el papel y algunos plásticos están bien consolidados, pero ¿qué ocurre con los residuos orgánicos?</p>
<p>En la Unión Europea los biorresiduos representan <a href="https://www.eea.europa.eu/publications/bio-waste-in-europe">la fracción más grande (34 %)</a> entre los desechos sólidos de los municipios. En la actualidad genera alrededor de 86 millones de toneladas cada año a los que debe darse una salida. </p>
<p>Las cifras son también impactantes en otras regiones del mundo, como en <a href="https://www.unep.org/es/resources/informe/perspectiva-de-la-gestion-de-residuos-en-america-latina-y-el-caribe">América Latina y el Caribe</a>, donde se generan más de 195 millones de toneladas al año de residuos urbanos. De esa cantidad, el 50 % son residuos orgánicos y tan solo un 10 % se aprovecha. </p>
<p>Convertir los biorresiduos, sobre todo restos de alimentos y jardinería, en recursos es uno de los pasos necesarios para transformar nuestro sistema actual de economía lineal (usar y tirar) en un modelo de <a href="https://www.miteco.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/economia-circular/">economía circular</a>.</p>
<p>Por eso, en la <a href="https://energia.imdea.org/investigacion-unidades-de-procesos-termoquimicos/">Unidad de Procesos Termoquímicos</a> de IMDEA Energía trabajamos en desarrollar rutas que permitan su valorización. En particular, empleamos un proceso usado tradicionalmente para fabricar carbón vegetal: la pirólisis. </p>
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<figcaption><span class="caption">¿Qué es la pirólisis? Fuente: Grupo Ciberimaginario / YouTube.</span></figcaption>
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<h2>Redescubriendo la pirólisis</h2>
<p>La pirólisis consiste en la descomposición de la materia orgánica presente en el residuo al ser calentado en ausencia de oxígeno. No estamos inventando algo nuevo, sino adaptando una tecnología madura a un nuevo propósito. </p>
<p>La pirólisis de materia orgánica siempre genera tres productos: un gas, un sólido y un líquido. El gas puede emplearse como combustible para suministrar energía al proceso. El sólido es un material carbonoso, también llamado biochar. Sus aplicaciones son diversas. Nosotros investigamos su uso como filtros para depuración de gases. Por último, el líquido, denominado bioaceite, es una mezcla compleja de compuestos orgánicos. </p>
<p>Es en la obtención del bioaceite donde prestamos especial atención. Nuestro interés es convertirlo en productos químicos comerciales o en combustibles líquidos. La proporción y propiedades de los productos de pirólisis <a href="https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007/978-1-4939-7813-7_963">dependen de la naturaleza del residuo que se esté tratando y de las condiciones de operación</a>. </p>
<h2>Mejorando el proceso: pirólisis catalítica</h2>
<p>No obstante, los bioaceites obtenidos mediante pirólisis son demasiado complejos y muy poco estables. Presentan problemas de almacenamiento y son corrosivos. Además, los rendimientos a los productos deseados son muy bajos. Una manera eficaz de resolver estas limitaciones es añadiendo al proceso un catalizador (<a href="https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/gc/c8gc01722k">pirólisis catalítica</a>). </p>
<p>Los catalizadores son sustancias que tienen la capacidad de acelerar o retardar reacciones químicas. Como no participan directamente en las reacciones, no se consumen y pueden reutilizarse. Seleccionando adecuadamente su composición y estructura podemos dirigir un proceso hacia las reacciones deseadas. Como resultado, aumentamos la selectividad hacia los productos deseados. En pirólisis catalítica, las <a href="https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01614940.2017.1389109">zeolitas</a> son los catalizadores más eficientes investigados hasta el momento. </p>
<p>El proyecto <a href="https://madrid.bio3project.es/que-es-bio3/">BIO3</a> surge con el propósito de contribuir a alcanzar los objetivos de transición hacia la economía circular. En él, investigadores de diferentes instituciones trabajamos en la integración de rutas biológicas y químicas para la valorización de biorresiduos. </p>
<p>Una de las rutas investigadas es la pirólisis catalítica. Hemos llevado a cabo reacciones con mezclas de residuos de poda y alimentos, ya que forman parte de la <a href="https://www.youtube.com/watch?v=8VAikEABCaU&list=PL0XEM-j0HJQclG3VRyKGP3CY7XNnlJPny&index=2">fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos</a>. Con el fin de encontrar las condiciones más favorables, hemos comparado los resultados con y sin catalizador. </p>
<p>Los resultados nos han confirmado que la utilización del catalizador mejora de manera drástica la calidad del bioaceite. Su composición es mucho más homogénea y estable, y está enriquecida en compuestos de valor comercial. Estos son los hidrocarburos <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_arom%C3%A1tico">monoaromáticos</a> y los <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Fenol">fenoles</a>. </p>
<h2>Desinfectantes, disolventes y carburantes</h2>
<p>Los compuestos monoaromáticos y los fenoles tienen aplicaciones muy diversas. Pueden emplearse directamente como componentes de desinfectantes y disolventes, entre otros usos. En otras ocasiones son el material de partida para obtener otros compuestos. Es el caso de la fabricación de fármacos, resinas, explosivos y detergentes.</p>
<p>Por otro lado, los análisis que hemos realizado nos indican que tienen propiedades muy cercanas a las de los <a href="https://eur-lex.europa.eu/resource.html?uri=cellar:9cdbfc9b-d814-4e9e-b05d-49dbb7c97ba1.0010.02/DOC_1&format=PDF">carburantes del sector transporte</a>. Son candidatos, por tanto, para sustituirlos. Con ello reduciríamos la dependencia de los combustibles de origen fósil así como su impacto ambiental. </p>
<p>La <a href="https://www.un.org/es/">Organización de Naciones Unidas</a> confirmaba recientemente que <a href="https://www.un.org/es/desa-es/la-poblaci%C3%B3n-mundial-llega-los-8000-millones-de-habitantes">la población mundial ha superado los 8 mil millones de habitantes</a>. Es una cifra abrumadora, sabiendo además que <a href="https://www.un.org/es/un75/shifting-demographics#:%7E:text=Se%20espera%20que%20la%20poblaci%C3%B3n,disminuyendo%20la%20tasa%20de%20fecundidad.">la previsión es que sigamos aumentando</a>. </p>
<p>El continuo crecimiento de la población mundial y nuestros estándares de vida han llevado al planeta a una situación insostenible. La escasez de recursos y el deterioro del medio ambiente son los mayores retos a los que la humanidad debe hacer frente. </p>
<p>Aunque aún queda mucho por investigar, nuestros resultados son alentadores y demuestran que la economía circular está a la vuelta de la esquina. Es responsabilidad de todos frenar este desequilibrio galopante. Debemos asegurar que las generaciones futuras puedan vivir, y no sobrevivir, con unos mínimos de calidad.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/194930/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Patricia Pizarro de Oro recibe fondos de la Comunidad de Madrid a través del proyecto BIOTRES-CM (P2018/EMT4344). </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Ines Moreno recibe fondos de la Comunidad de Madrid a través del proyecto BIOTRES-CM (P2018/EMT4344).</span></em></p>Un proceso usado tradicionalmente para producir carbón vegetal puede emplearse para descomponer la materia orgánica en componentes aprovechables, como aceites para fabricar fármacos y combustibles.Patricia Pizarro de Oro, Investigadora senior en la Unidad de Procesos Termoquímicos, IMDEA ENERGÍAInés Moreno García, Investigadora Titular Asociada, IMDEA ENERGÍALicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.