Categoría: Innovación sostenible

Los mares son esponjas de dióxido de carbono. Su absorción es clave para la mitigación del cambio climático. Según datos de Naciones Unidas, los océanos capturan y secuestran alrededor de un tercio del CO2 producido por la actividad humana. Lo incorporan y almacenan para volverlo bicarbonato, en su reacción con el agua, o carbonato de calcio, presente en corales y moluscos. Pero también juegan un papel importante las algas, pues con su fotosíntesis ayudan a convertir el CO2 en carbono orgánico y paliar los efectos del cambio climático.

En los últimos años se ha comenzado a investigar e invertir en el potencial de las plantas marinas para el futuro de la sostenibilidad. Diversos proyectos, como el Bosque Marino de Red Eléctrica, están apostando, por ejemplo, por el cultivo y la reforestación de las praderas degradadas de posidonia oceánica, un agente natural del secuestro de carbono y de la preservación de los ecosistemas mediterráneos.

Revolución acuática

Varios expertos están trabajando en el cultivo de la Zostera marina, una planta acuática que, además de contribuir a retirar el carbono azul de la atmósfera, evita la erosión de los fondos marinos, beneficia las zonas de refugio y reproducción de la fauna oceánica y reduce la acidificación de los mares. Y también está siendo utilizada en gastronomía.

Los océanos ofrecen oportunidades doradas para el desarrollo de energías renovables y el fortalecimiento de la economía verde

Tras el descubrimiento del chef Ángel León, quien la bautizó el “cereal del mar”, se encontró que las propiedades nutritivas de esta planta, alta en proteínas, vitaminas y minerales, la convierten en un alimento revolucionario que no deja huella hídrica pues no requiere de riego ni abonos.

El biólogo José Lucas Pérez Llorens, quien desarrolla un proyecto de vivero en Cádiz financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación para repoblar parte del litoral, ha explicado que los beneficios de la Zostera marina van aún más lejos. Como dijo a la Agencia Sinc, “hace 14.000 años que las algas se utilizan como medicina, ya sea como cataplasmas para curar heridas o para tratar enfermedades”. Además, se están utilizando en la industria de la cosmecéutica, pues están compuestas de polifenoles, unas moléculas que evitan la oxidación celular.

Algas para la energía limpia

Las algas también se están alzando como material privilegiado para producir sustitutos del plástico y biocombustible, una solución revolucionaria para generar energía verde. A pesar de que su desarrollo es todavía incipiente, se espera que los biocombustibles de biomasa de algas puedan utilizarse de forma generalizada en el transporte, lo que reduce las emisiones de carbono y alivia la dependencia del petróleo. Incluso algunas compañías automotrices como Mazda y Honda han investigado en la materia, y hasta la petrolera Exxon invirtió hace unos años 350 millones de dólares en sus intentos de desarrollar biocarburante a base de algas.

Plantas acuáticas como el llamado "cereal del mar" se alzan como un alimento revolucionario con grandes propiedades y que no dejan huella hídrica

Toda esta innovación científica demuestra que los océanos guardan tesoros para la bioeconomía en sectores tan diversos como la farmacéutica o las energías renovables, y que invertir en la investigación de las algas puede ser la clave para la transición energética y luchar contra el hambre en el mundo. El océano no solo cubre tres cuartas partes del planeta sino que, además, desde ahora, y sobre todo en los próximos años, jugará un rol preponderante para combatir la crisis climática y contribuir al desarrollo social.

Berlín, 2009. Usain Bolt bate la plusmarca mundial de los 100 metros lisos en la historia de los Juegos Olímpicos fijando el crono en 9.58. El mismo tiempo en el que una revolucionaria tecnología logró eliminar la práctica totalidad (99,9%) de microplásticos de una muestra de agua. En tan solo diez segundos, el devorador de micro contaminantes conocido como marco covalente de triazeno (CTF, por sus siglas en inglés) consiguió limpiar el agua utilizada por unos investigadores surcoreanos en su laboratorio.

Este grupo solo tuvo que hacer una pequeña modificación de esta sustancia que ya resulta muy efectiva en el sector industrial. Su acción es conocida por depurar las aguas de los tintes orgánicos que generan determinadas actividades. Por tanto, lo único que tenía que hacer el equipo liderado por Park Chi-Young, autor del estudio publicado en la revista Advanced Materials, era realizar los ajustes pertinentes en las moléculas de CTF para que pudiese filtrar más agua.

El material conocido como marco covalente de triazeno (CTF) permite filtrar microplásticos y compuestos orgánicos volátiles

Acto seguido, se aplicó una oxidación suave al material mediante luz solar (lo que permite un mejor flujo hídrico y consigue que los microplásticos se aglutinen en el filtro) y se probó el objeto, con los excelentes resultados mencionados. Por lo visto, aseguran en la publicación, esta herramienta «puede regenerarse varias veces sin pérdida de rendimiento» .

El motivo que ha llevado a este grupo de científicos de Corea del Sur a buscar soluciones a la crisis medioambiental es evidente: «La escasez de agua dulce se está convirtiendo en uno de los retos mundiales más críticos debido a la grave contaminación del agua causada por los microcontaminantes y los compuestos orgánicos volátiles (COV)».

Para hacer frente a los segundos, micropartículas que pueden dañar gravemente el medioambiente y perjudicar nuestra salud (como el benceno o el cloruro de vinilo), otro diseño específico de CTF también funciona: acabó con el 98% de los COV en agua con ayuda de la irradiación solar. Con esto, los investigadores aunaron las dos membranas fabricadas (la que engulle microplásticos y COV) en un prototipo que logró purificar el 99,9% de ambos contaminantes del agua, que en este caso fueron derivados del fenol (presente en multitud de materiales, como el nailon o los detergentes).

2.200 “torres Eiffeles”

Ante la magnitud del problema de los plásticos, que Naciones Unidas estima entre 19 y 23 millones de toneladas de desechos arrojadas cada año al medioambiente (degradándose en mares y océanos hasta convertirse en microplásticos) y que equivaldría, indican, a unas «2.200 torres Eiffeles juntas», hay en marcha otras líneas de investigación para dar con soluciones eficaces y rápidas.

Entre ellas, está la del irlandés Fionn Ferreira, que consiste en atrapar y extraer los microplásticos del agua mediante una tecnología de imanes. Al jovencísimo inventor (22 años) se le ocurrió que una mezcla de ferrofluido (un líquido magnético) podría adherirse a las micropartículas contaminantes para, después, eliminarlas mediante imanes.

Otras iniciativas prueban el uso de ferrofluidos para imantar los contaminantes y extraerlos del agua, o buscan recrear el sistema digestivo de algunos peces por su eficacia al capturar micropartículas

Como resultado, consiguió atrapar en torno al 85% de microplásticos de una sola vez. Además, este material inocuo y sin huella medioambiental es reutilizable, por lo que podría ser un potencial candidato a depurar las aguas potables. Por el momento, Ferreira ha sumado a su causa a otros ecologistas convencidos como el actor Robert Downey Jr. (el Iron Man de Marvel) y, mientras sigue con las pruebas de su experimento, acudirá a Valencia para ser, quizá, el próximo mejor joven inventor europeo del año.

Es en la capital del Turia donde un equipo multidisciplinar de expertos trabaja, a través de un consorcio público-privado, en recrear el aparato digestivo de especies marinas como el pez mantarraya, «con una elevada eficiencia de captura de microplancton», para aplicarlo en la eliminación de microplásticos en sistemas de tratamiento de aguas residuales, según se explica en su página web.

Científicos de todo el mundo llevan décadas estudiando la viabilidad de los biocombustibles como alternativa para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. A finales de 2021, investigadores de las universidades de Buffalo y Berkeley (Estados Unidos) lograron desarrollar un método que permite transformar la glucosa en olefinas, un tipo de hidrocarburo que se encuentra entre los componentes esenciales de la gasolina. Suena a ciencia ficción, pero la posibilidad de que el azúcar pueda proporcionar movilidad a nuestros vehículos ya es real.

La citada investigación estuvo dirigida por las bioquímicas Zhen Q. Wang, de la Universidad de Buffalo, y Michelle C. Y. Yang, de la Universidad de Berkeley, cuyos hallazgos compartieron en un artículo publicado en la revista Nature Chemistry.

La bacteria Escherichia colli ha sido modificada para producir moléculas esenciales de la gasolina

Los equipos dirigidos por ambas científicas lograron, a través de la biología y la química, un gran avance en la búsqueda de biocombustibles sostenibles al convertir la glucosa en olefinas. Además de ser moléculas esenciales de la gasolina, son empleadas como lubricantes industriales y en la fabricación de plásticos, por lo que el logro de esta investigación podría ser importante no solo para hacer más sostenible la industria del automóvil.

Toda la investigación ha girado alrededor de la bacteria Escherichia coli, habitual habitante del tracto intestinal de muchos animales, incluido el ser humano, para cuyo proceso digestivo es esencial. Este organismo, dada su alta velocidad de crecimiento y sus bajos requerimientos nutricionales, es habitualmente utilizado en los laboratorios. Lo que los equipos de Wang y Yang han descubierto es la debilidad que dichos microbios tienen por la glucosa. De esta manera, alimentaron con azúcar diversas cepas de Escherichia coli, modificaron su genética y transformaron su glucosa en ácidos grasos que, tras un proceso químico de refinado, dan lugar a las olefinas.

Hasta ahora, no son pocas las voces que se han alzado contra diversos biocombustibles cuya producción aumenta el agotamiento de nuestros recursos hídricos y el uso de fertilizantes y plaguicidas altamente contaminantes. El descubrimiento que nos ocupa logra solventar estos problemas, al ser la glucosa un recurso renovable.

Como explica Wang, «la glucosa es producida por las plantas a través de la fotosíntesis, que convierte el CO2 y el agua en oxígeno y azúcar». De esta manera, el carbono que habita en la glucosa que posteriormente puede convertirse en olefinas procede del CO2 extraído de la atmósfera. En este aspecto, la sostenibilidad está asegurada.

Este nuevo proceso de producción de biocombustible podría mejorar la sostenibilidad tanto la industria del automóvil como la de otros sectores

No es la primera vez que la Universidad de Berkeley se embarca en estudios similares. Ya en 2018, ingenieros químicos de dicha institución resucitaron el uso de la fermentación bacteriana descubierta hace casi un siglo por el israelí Chaim Weizmann para convertir el almidón en explosivos. En aquella ocasión, lo que se utilizó fue azúcar de maíz y caña que, fermentados, producían hidrocarburos de los que contiene el diésel. El problema radicaba en el enorme coste de producción y el consumo energético del proceso.

El nuevo descubrimiento se enfrenta al mismo problema. Para lograr que este revolucionario proceso de producción de biocombustible sea efectivamente sostenible y respetuoso con el medio ambiente hay que profundizar en los análisis para comprobar si la energía que precisará se implementa a escala industrial.

Los estudios continuarán para asegurar la ansiada viabilidad y lograr que, tal vez, en un futuro cercano, los motores de nuestros vehículos se alimenten, como nosotros mismos, de azúcar.

Siete de cada diez hogares españoles recurren a las monodosis para levantarse por la mañana: son fáciles de usar, rápidas y, sobre todo, permiten acceder a una enorme variedad de cafés. Las hay de todos los sabores y colores. Sin embargo, siguen levantando dudas acerca de su sostenibilidad ya que, al estar fabricadas de plástico y aluminio, resultan muy difíciles de reciclar. Como alternativa, en los últimos años han surgido novedosas propuestas para evitar que este gran placer constituya un ataque directo contra el planeta.

Clic. Empieza el rugido metálico. El olor a tostado invade la estancia. Ristretto, caramel machiatto, un cappuccino. En cuestión de segundos, ese manjar de la mañana —de los campos de Colombia o cultivado en el interior de Italia— está listo para consumir. Visto así, es casi como teletransportarse: ya no hace falta salir de casa (o de la oficina) para disfrutar del café perfecto. La comodidad y el lujo para los más cafeteros concentrados en una cápsula de café, ese pequeño envase que revolucionó nuestro país en el 2000, si bien ya en 1976 se comercializaban los prototipos que ahora consumen a diario siete de cada diez hogares, según datos del Ministerio de Agricultura.

Pero no es oro todo lo que reluce. A medida que ha crecido la conciencia medioambiental de la población también lo ha hecho la preocupación por este formato de consumo que concentra más del 50% de los ingresos totales de venta de café al año. Por múltiples razonas, la primera, y más fundamental, porque estas cápsulas están compuestas de plástico y aluminio, dos materiales que complican su reciclado —el café se queda impregnado de tal forma en el envase que no puede ir ni al contenedor verde ni al amarillo— y que producen, en palabras de Scientific Reports, «un desperdicio insuperable en los vertederos».

De hecho, se desechan tantas monodosis al día a nivel global que con ellas se podría dar la vuelta al mundo 14 veces durante un siglo, que es justamente el tiempo que las cápsulas de café mal gestionadas se mantienen en el entorno. La envergadura del problema ha traído tantos dolores de cabeza que, en 2017, el padre del invento, John Sylvan, llegó a confesar arrepentirse de haberlo creado. 

Se desechan tantas monodosis al día que con ellas se podría dar la vuelta al mundo 14 veces durante un siglo, el tiempo que tardan en desaparecer del entorno

Ante esta situación no han sido pocas las propias empresas de café y otras organizaciones las que han habilitado puntos de recogida de cápsulas en diferentes lugares del mundo para acabar con la realidad de que el 70% de las cápsulas —4900 millones— acaba, en el mejor de los casos, en los vertederos. También quieren evitar su prohibición —la Ley de Residuos española casi las incluye en la lista de plásticos de un solo uso que se eliminarán—. Sin embargo, desde que la Agenda 2030 cobró protagonismo, las organizaciones internacionales han dedicado todos sus esfuerzos en insistir en la importancia de que pensar en verde es fundamental en toda la cadena de producción, de principio a fin. 

De nada sirve habilitar puntos de recogida para las cápsulas si no se ha tenido en cuenta el impacto de su fabricación: el proceso de extracción del café y la producción de las monodosis necesitan grandes cantidades de agua y energía, además de emitir toneladas de gases de efecto invernadero.

La situación se agrava si tenemos en cuenta que la materia prima para fabricarlos se extrae de puntos concretos en países de América Latina o África, y la conflictividad aumenta en aquellas zonas donde habitan comunidades indígenas. La factura social y medioambiental exige una respuesta más ambiciosa que sitúe a la economía circular en el centro, lo que exige dar con diseños que minimicen el impacto.

Si la cápsula es el problema, ¿podríamos eliminarlas? Así lo demuestran unas nuevas esferas de café sin envase producidas recientemente en Suiza. Su corteza exterior está fabricada de granos de café comprimidos, que proporcionan una resistencia similar al plástico y mantienen a salvo el café molido de su interior sin producir un solo residuo (más allá de los posos de café, que pueden utilizarse como compostaje). Otra propuesta interesante son los envases de materiales y tintas biodegradables que desaparecen y reducen el tiempo de descomposición de tres a seis meses aproximadamente: las islas Baleares han sido pioneras en el asunto, regulando en su ley de plásticos de un solo uso que «las cápsulas de café estén fabricadas con materiales compostables o bien fácilmente reciclables, orgánica o mecánicamente». 

Algunas compañías ya han desarrollado envases fabricados con polímeros que se descomponen en compost a los seis meses de haberse utilizado

Aunque hay una diferencia muy sutil entre biodegradable y compostable: la primera implica que el producto desaparece en la naturaleza, mientras que la segunda significa que este se convierte en abono cuando se deja en espacios con residuos orgánicos. Algunas marcas de café ya están apostando por esta segunda opción y desarrollado un tipo de polímero que se transforma en compost a los seis meses de haberse utilizado y que puede mezclarse con el resto de basura orgánica.

Y para quienes no acaben de confiar en este tipo de monodosis, ya se venden decenas de tipos de cápsulas reutilizables (fabricadas con acero inoxidable) compatibles con las principales marcas, una buena opción en lugares donde el desecho de cápsulas se multiplica, como las oficinas y otros puestos de trabajo, para evitar que el placer de beber café se convierta en un ataque directo contra el planeta.

El olivino, un material de origen volcánico y color verdoso, se revela como un elemento fundamental a la hora de capturar carbono y evitar que este continúe yendo hacia la atmósfera.

Cuando uno se imagina una playa ideal, a su cabeza acuden imágenes de una arena clara bañada por agua cristalina; una combinación de colores relajante a la par que estimulante habitualmente asociada a latitudes tropicales. Al mismo tiempo, habrá quien al pensar en playas viaje directamente a zonas de origen volcánico donde los tonos blanquecinos de la arena son sustituidos por colores más oscuros, producto de la solidificación de la lava al entrar en contacto con el agua. Lo que se puede afirmar con casi total seguridad es que nadie pensaría en un lugar de arena verde. Y, sin embargo, puede que este concepto resulte absolutamente definitorio a la hora de detener, o al menos reducir, la degradación del planeta.

Capturar carbono consiste en utilizar tecnologías y acciones que atrapan el dióxido de carbono del aire y lo vuelven a encerrar de forma similar a como estaba antes de que se quemase en forma de combustible fósil

Así lo consideran diferentes científicos centrados en estudiar las propiedades del olivino, un mineral de origen volcánico y tonalidad verdosa que, sometido a una serie de condicionantes, sería capaz de capturar millones de toneladas de dióxido de carbono, en concreto, de “secuestrarlas”, esto es, atrapar el dióxido de carbono del aire y devolverlo de forma similar a como estaba antes de que se quemase en forma de combustible fósil. En este sentido,  a raíz de la erupción del volcán de La Palma, el olivino se ha convertido en uno de los principales materiales de la isla, siendo este uno de los principales lugares donde se puede hallar en España.

El proyecto Vesta plantea esparcir el mineral verde sobre las playas a modo de arena, de tal manera que su interacción con las olas logre extraer carbono del aire. Este proceso viene dado por una reacción química que saca el gas de efecto invernadero del ambiente y lo encierra en las conchas y esqueletos de los moluscos y corales. De hecho, según los primeros estudios, y tal y como figura en un artículo publicado en la revista del Instituto de Tecnología de Massachusetts, el proceso podría ayudar a almacenar cientos de trillones de toneladas de dióxido de carbono, una cantidad que podría suponer más dióxido de carbono del que se ha emitido desde la Revolución Industrial.

El proyecto Vesta plantea esparcir olivino sobre las playas a modo de arena de tal manera que su interacción con las olas extraiga carbono del aire

Si bien este método se sabe que funciona, puesto que la meteorización de los minerales es uno de los principales mecanismos que el planeta utiliza para reciclar el dióxido de carbono, lo que se pretende dimensionar a través de Vesta son las posibilidades de implantación de este sistema en las playas. Una puesta en marcha que, según los investigadores a cargo del proyecto, tan solo tendría un coste de 10 dólares por cada tonelada de dióxido de carbono absorbida y que ya se ha materializado en una playa del Caribe.

Esta iniciativa, que de prosperar generaría un nuevo concepto de playa con el verde como color principal, es una más de las propuestas que en los últimos años se han desarrollado de cara a reducir los índices de contaminación del planeta y revertir así una situación realmente urgente. Iniciativas que parten del propio medio ambiente como foco principal de soluciones.

¿Quién no ha pensado alguna vez en coger algo malo y poder encerrarlo para siempre donde no vuelva a suponer un problema? Aunque tentador, desafortunadamente no es una opción que sea siempre posible. La mayoría de las veces resulta inevitable aprender a convivir junto a ciertas cuestiones negativas del día a día. Sin embargo, hay un aspecto, quizá el más relevante en lo que al ser humano refiere, donde esta solución más parecida a un truco de magia podría resultar no solo posible, sino efectiva: el calentamiento global causado por la acumulación de carbono.

La cuestión pasa por replantear de forma eficaz los recursos y actividades disponibles

Atrapar carbono puede parecer un concepto alejado de la realidad, pero encerrar algo tan complejo como un gas, evitando que este continúe agrupándose en la atmósfera, se ha revelado como una de las grandes claves a la hora de frenar el desgaste del planeta. La pregunta es: ¿cómo y por qué? En el fondo, capturar carbono supone un proceso mucho más lógico de lo que puede parecer a simple vista. De hecho, parte de una técnica que trata de replicar la función que hacen los recursos naturales como los bosques, que funcionan como sumideros de carbono naturales. Por medio de la fotosíntesis, los árboles y el resto de la vegetación captan dióxido de carbono de la atmósfera o disuelto en agua y, con la ayuda de la luz solar, se sirven de ello a la hora de elaborar compuestos orgánicos necesarios para su crecimiento. Teniendo muy presente este principio, la eliminación de CO2 de la atmósfera de forma artificial engloba necesariamente al conjunto de actividades humanas que extraen este gas para almacenarlo de forma duradera en reservorios geológicos, terrestres u oceánicos.

Llegados a este punto, el primer aspecto sobre el que recae la atención cuando se habla de capturar carbono son sus principales fuentes emisoras. En este sentido, la industria que depende de los grandes procesos de combustión supone el 8,5% del total de emisiones generadas. Para poner en marcha este proceso, el Servicio Geológico Británico, uno de los grandes impulsores de esta técnica, habla de varias estrategias, como la poscombustión, la precombustión y la oxicombustión, a través de las cuales sería realmente sencillo agrupar el carbono generado de cara a poder transportarlo a los sumideros naturales, evitando así su difusión hacia la atmósfera. Una vez agrupado y transportado, principalmente a través de su bombeo por tuberías, el carbono puede quedar almacenado de distintas maneras, siendo las formaciones geológicas los lugares con más posibilidades, donde el CO₂ se convertiría en un compuesto líquido y se inyectaría directamente en las rocas sedimentarias más profundas.

Desde el organismo británico apuntan a zonas como el mar del Norte y la costa del Golfo de Estados Unidos como espacios de gran disponibilidad. De hecho, algunos de estos lugares podrían aislar el carbono de la atmósfera de forma permanente, con el beneficio que ello conllevaría para el planeta.

Una vez capturado, el CO₂ se convertiría en un compuesto líquido y se inyectaría directamente en las rocas sedimentarios más profundas

De esta manera, la captura de carbono supone un avance evidente a la hora de paliar el desgaste derivado de la actividad humana. Una estrategia que, tal y como advierten desde el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), debe ir acompañada de forma complementaria por la evidente necesidad de reducir emisiones, una prioridad absoluta e inamovible para los próximos años. Si algo queda evidenciado gracias a esta nueva fórmula es que la naturaleza siempre ofrece soluciones: solo hay que estar dispuesto a encontrarlas.