En marzo de 2024 estuve en una jornada sobre tecnologías de la información durante la cual una persona de REE afirmó que en el futuro no podremos dar por sentada la seguridad del suministro de electricidad. Esta persona no explicó el porqué de semejante afirmación, pero no creo que estuviera pensando en un apagón catastrófico como el que sufrimos el 28 de abril de 2025 en España. Por el contexto de la jornada, es posible que quisiera decir que, en un sistema eléctrico basado exclusivamente en generación renovable, podrá haber momentos en los que la generación disponible no logrará cubrir toda la demanda sin que eso supusiera la caída de todo el sistema eléctrico. En cualquier caso, esa hipotética situación está relacionada con la que algunos consideran que es, si no la causa del apagón, al menos, su marco. Me refiero a la falta de inercia en el sistema eléctrico.
Desde hace años se vienen publicando artículos de investigación en los que se caracteriza la inercia y se estudia cómo ha ido disminuyendo a medida que aumenta la penetración de energías renovables. Esto no ha ocurrido solo en España, también ha ocurrido en todos los países que están introduciendo energías renovables de manera significativa. Los famosos 50 Hz de la red, que vemos en las placas de características de cualquier aparato doméstico, tienen su origen en el giro de los rotores de los alternadores de las centrales hidroeléctricas, térmicas y nucleares que, gracias a su masa, tienen la inercia que les permite compensar variaciones repentinas y transitorias de la frecuencia. A medida que este tipo de generadores pierden peso en la generación de electricidad también desaparecen las fuentes físicas de los 50 Hz y el sistema se vuelve más vulnerable a las inestabilidades que pueden alterar esa frecuencia. La misma Redeia admitía en su Informe de Gestión Consolidado del ejercicio 2024 el riesgo que esta situación supone para la capacidad de balance del sistema eléctrico. Esto debería hacernos pensar que la transición hacia un sistema eléctrico basado solo en energías renovables no puede consistir solo en instalar más y más capacidad de generación renovable.
Las fuentes de energía renovables, tanto la eólica como la fotovoltaica, utilizan convertidores electrónicos de potencia. Estos convertidores están pensados para verter la energía a una red bien constituida con sus esperados 50 Hz. Son convertidores que siguen a la red. Por esa razón, si detectan que la red es inestable se desconectan de ella. Esto es lo que pudo pasar el 28 de abril cuando, según ENTSO-e, la frecuencia cayó a 48 Hz. A diferencia de los convertidores convencionales, existen otros capaces de generar inercia sintética, es decir, mediante dispositivos y técnicas de control adecuadas, es posible que los convertidores reaccionen en milisegundos a cambios en la frecuencia de la red e imitar así la respuesta de un generador con inercia natural. De esta manera, la generación renovable podría contribuir a la estabilidad de la red. Este tipo de convertidores también pueden conseguir el mismo efecto con baterías, de manera que las baterías no solo almacenarían los excedentes renovables, sino que también contribuirían a la estabilidad de la red. Pero para que este tipo de convertidores se desarrollen comercialmente es necesario que la normativa los contemple. La Unión Europea puso en marcha en 2022 el procedimiento para iniciar la revisión de los códigos de red correspondientes, pero es un proceso que requiere años hasta que finalmente cada país los integra en su normativa. También será necesario modificar la normativa para que las baterías puedan acceder a todos los servicios relacionados con la estabilidad de la red.
No se puede olvidar que la demanda también puede contribuir a la estabilidad de la red. En España ya se ha activado cuatro veces el servicio de respuesta activa de la demanda (SRAD) a través del cual el operador del sistema solicita la desconexión de las cargas de aquellos consumidores que voluntariamente participan en el servicio y que reciben una remuneración a cambio de su flexibilidad. Pero las condiciones para participar dejan fuera a muchos posibles participantes. Es necesario rebajar la potencia mínima o permitir la agregación de consumidores y aumentar la frecuencia de las subastas para facilitar la incorporación de más potencia al servicio. Parece que todas estas ideas ya están sobre la mesa y podrían ser una realidad pronto. En la misma línea, el anunciado mercado de capacidad puede tener un papel importante en la estabilidad del sistema. En este mercado podrá participar tanto la generación, como el almacenamiento y la demanda. Parece que se va a permitir la agregación, lo que podría abrir las puertas a los consumidores pequeños, como los domésticos, y sacar provecho de la flexibilidad de su demanda en beneficio propio y del sistema.
» El Servicio de Respuesta Activa de la Demanda (SRAD) se constituye como un producto específico de balance provisto por la demanda de energía eléctrica del sistema eléctrico peninsular español, para hacer frente a situaciones en las que se identifique una insuficiencia de reserva de regulación terciaria a subir».
Para terminar, para lograr transformar el sistema eléctrico, además de todo lo citado, habrá que tender nuevas líneas en los lugares más saturados y mejorar la monitorización de la red. No es suficiente con llenar miles de hectáreas con paneles y aerogeneradores. Y queda en pie una pregunta importante: cómo financiar todo esto.
En 2022, la Comisión Europea lanzó una de sus iniciativas más ambiciosas: la Misión de Ciudades inteligentes y climáticamente neutras para 2030. En esta misión, 112 ciudades fueron seleccionadas de entre 377 candidatas para liderar la transición hacia la neutralidad climática y alcanzarla en 2030, 20 años antes que el objetivo global marcado para todo el continente en el Pacto Verde Europeo. Entre ellas, se encuentran 7 ciudades españolas: Madrid, Barcelona, Valencia, Sevilla, Valladolid, Vitoria y Zaragoza.
La Misión introdujo una lógica orientada a resultados, con los Contratos Climáticos de Ciudad (CCC) como herramienta central que permite articular tres pilares necesarios para conseguir esta transformación: compromiso político, hoja de ruta técnica y mecanismos de financiación integrados.
«Los Contratos Climáticos de Ciudad o «Climate City Contracts», son acuerdos voluntarios entre las ciudades y la Comisión Europea que buscan colaborar para abordar los desafíos del cambio climático a nivel local.»
Tres años después de su lanzamiento, y en el contexto de la reciente Conferencia de la Misión1 “Aprovechar los éxitos de las ciudades: impulsar la acción climática para 2030”, celebrada en Vilnius (Lituania) del 6 al 8 de mayo, que sirvió como punto de encuentro clave para las ciudades misión, sus socios tecnológicos y la Comisión Europea, es oportuno analizar los avances. Desde CARTIF, como socio activo en varios proyectos vinculados a la Misión, hemos vivido de cerca esta evolución de la visión inicial a la implementación actual que podemos resumir echando un vistazo a los proyectos de la misión en los que trabajamos:
NETZEROCITIES(GA 101036519), plataforma que da apoyo a la implementación de la misión, actúa como su eje metodológico, aportando asistencia técnica, el apoyo a las “ciudades pioneras” y el desarrollo de herramientas para la innovación urbana (varias diseñadas y desarrolladas por CARTIF como socio tecnológico del proyecto) que están ayudando a consolidar un enfoque común para todas las ciudades participantes, más allá de los proyectos individuales. En este contexto, destaca también el papel de CapaCITIES(GA 101056927), del que CARTIF también es parte, y que actúa como catalizador para reforzar las capacidades institucionales, técnicas y de gobernanza de las ciudades, replicando el concepto de plataforma de implementación de la misión en contextos nacionales.
En NEUTRALPATH (GA 101096753), proyecto coordinado por CARTIF, trabajamos con Zaragoza y Dresde para desarrollar barrios o distritos de energía positiva (PEDs), capaces de producir más energía de la que consumen como uno de los elementos fundamentales para mejorar la eficiencia energética, reducir las emisiones y por tanto, alcanzar la neutralidad climática. Esta transformación requiere soluciones integradas en eficiencia energética, energías renovables, almacenamiento, digitalización y participación ciudadana. El proyecto está demostrando que el enfoque a escala de barrio puede ser no solo viable, sino replicable, y clave para alcanzar la neutralidad climática urbana.
En ASCEND(GA 101096571) , donde CARTIF participa como socio, colaboramos con las ciudades de Lyon y Múnich en la demostración acelerada de soluciones urbanas integradas y escalables, también asociadas al concepto de distritos de energía positiva (PED). Nuestro papel se centra en el diseño de herramientas de planificación y seguimiento del impacto climático, que permiten a las ciudades tomar decisiones fundamentadas y adaptativas. ASCEND busca no solo probar tecnologías, sino orquestarlas en ecosistemas urbanos reales, con ambición de escalado.
Por último, en MOBILITIES FOR EU (GA 101139666), coordinado por CARTIF, colaboramos con Madrid y Dresde en la demostración de soluciones de movilidad eléctrica y autónoma, conectadas a infraestructura energética renovable y redes urbanas inteligentes como sistemas avanzados 5G. Nuestro enfoque combina tecnología, análisis sistémico y modelos de negocio para acelerar la adopción de soluciones limpias en la movilidad de personas y mercancías.
La conferencia de Vilnius ha puesto de relieve que la Misión ya no es una promesa, sino una red de ciudades en plena transformación. Desde CARTIF, en primera línea de la implementación de la misión, reafirmamos nuestro compromiso con esta visión: poner la innovación al servicio de ciudades y las empresas para que sean más sostenibles, justas y resilientes.
Estos proyectos están financiados por el programa de investigación e innovación Horizonte Europa.
1 Cities Mission Conference “Harnessing City Successes: Advancing Climate Action for 2030”
Cuando llega el verano y las temperaturas comienzan a ser más elevadas, es frecuente hacerse la siguiente pregunta: ¿por qué hace más calor en el centro de una ciudad que en un área edificada de un entorno rural?
La respuesta resulta sencilla: es debido al efecto de la isla de calor urbana
Pero, ¿qué es el efecto isla de calor urbana?
La isla de calor urbana es un fenómeno climático local que provoca que el entorno construido presente temperaturas significativamente más altas que las zonas circundantes. Este efecto se intensifica especialmente durante la noche y en las épocas más cálidas del año como el verano. La aparición de este fenómeno genera efectos negativos tanto a la salud como a la calidad de vida de los habitantes de la ciudad, pero también tiene un impacto considerable sobre la vegetación y en general sobre el medio ambiente urbano, contribuyendo de forma muy notable a incrementar los efectos del cambio climático.
«Isla de calor urbana es un fenómeno climático local que provoca que el entorno construido presente temperaturas más altas que las zonas circundantes.»
El origen de la isla de calor urbana radica en las propias características del entorno construido. Materiales como el asfalto, el hormigón y el ladrillo absorben la radiación y retienen calor durante el día y lo liberan lentamente por la noche evitando que se regule la temperatura. Este problema, se suele acrecentar cuando la vegetación urbana es reducida o escasa, cuando el diseño y orientación de las calles limita la circulación del aire y por tanto la evacuación del calor acumulado por el día, y la existencia de fuentes de emisión antropogénica, es decir, calor procedente de vehículos, industrias y sistemas de climatización. Todo ello contribuye a que, en promedio, la temperatura en el centro de una ciudad pueda ser varios grados más elevada que su periferia o en los entornos rurales.
¿Qué efectos o consecuencias negativas genera sobre la vida de las personas y el medio ambiente?
En primer lugar, destaca su impacto sobre la salud ya que las altas temperaturas pueden provocar malestar general, problemas respiratorios, insolaciones, deshidratación, cansancio e, incluso, aumentar la mortalidad por el efecto de golpes de calor1. En segundo lugar, cabría mencionar la necesidad de un mayor consumo de energía por las necesidades de refrigeración, lo cual suele ir asociado a un aumento del precio de la electricidad. En tercer lugar, la isla de calor urbana contribuye a un empeoramiento de la calidad del aire agravando el problema del efecto invernadero. Finalmente, habría que poner de manifiesto el impacto económico que ocasiona, pudiendo llegar a duplicar las pérdidas previstas por el cambio climático.
Y para reducir estos efectos, ¿qué medidas son eficientes frente al impacto de la isla de calor urbana?
Fundamentalmente, destacan estrategias como el incremento de superficies vegetales y cuerpos de agua (infraestructura verde y azul), donde destacan la plantación de árboles y la creación de parques urbanos para ayudar a regular la temperatura del entorno, o las cubiertas verdes y jardines verticales que al revestir los edificios con vegetación mejoran el aislamiento térmico y reducen la temperatura en superficie. También, destacan estrategias como el uso de materiales reflectantes (alto albedo)que permiten reflejar la luz solar en lugar de absorberla para así contribuir significativamente a reducir la acumulación de calor. Sin embargo, una de las medidas más eficientes, es la adecuada planificación urbana a través de estrategias que integren las condiciones climáticas en el diseño del entorno construido, como el fomento de una densidad equilibrada para asegurar eficiencia energética, acceso a servicios y espacios abiertos sin generar hacinamiento térmico, el fomento de calles y espacios públicos alineados con los vientos predominantes, permitiendo la ventilación natural reduciendo a su vez el efecto de cañón térmico asociado a calles estrechas. Por último, cabe destacar también las estrategias de movilidad sostenible, ya sea mediante el diseño de ciudades caminables, con acceso al transporte público y medios no motorizados, como el fomento del vehículo eléctrico que ayude a reducir el calor emitido por los motores.
Aunque las grandes transformaciones urbanas que pueden generar impactos muy visibles frente a la isla de calor urbana requieren decisiones de gobiernos en colaboración con expertos en planificación urbana, cada ciudadano puede contribuir con su pequeño granito de arena a reducir el impacto de la isla de calor urbana. En este sentido, cabe destacar pequeñas acciones como plantar árboles en patios y jardines, optar por pinturas de colores claros para cubiertas y fachadas de las viviendas, reducir el consumo de energía a través de la regulación del confort térmico de la vivienda, utilizar más el transporte público, caminar o utilizar la bicicleta. Todas estas medidas, pueden contribuir notablemente a la disminución del calor acumulado en el entorno urbano. La acción conjunta que integre pequeñas acciones individuales y grandes iniciativas colectivas, se puede presentar como la forma más eficiente de mitigar la isla de calor urbana la cual, es considerada como uno de los retos más importantes de la urbanización moderna.
Desde CARTIF, trabajamos para ayudar a las diferentes administraciones públicas en el desarrollo de soluciones, planes y estrategias de adaptación frente al cambio climático y sus efectos. Cabe destacar el proyecto en el que trabajamos junto a GEOCYL Consultoría S.L. y la Fundación Patrimonio Natural de Castilla y León (CENCYL_ISLACALOR) en el que se ha trabajado en la cuantificación del efecto isla de calor urbana en tres ciudades españolas (Valladolid, Salamanca y Ciudad Rodrigo) y cinco portuguesas (Almeida, Aveiro, Coimbra, Guarda y Viseu) de la red CENCYL, en las que además, se evaluó el impacto ocasionado por el aumento de las temperaturas y se definieron indicadores relevantes para su monitorización. Para ello, se ha trabajado con imágenes Sentinel 2 y Sentinel 3 definiendo mapas de alta resolución (10 metros) para la temperatura diurna y nocturna en superficie, la cual se ha integrado en un análisis de decisión multicriterio para definir con detalle las áreas con mayor carga térmica a nivel de la ciudad. Además, en los proyectos CLIMRES e INHERITtrabajamos en el desarrollo de servicios climáticos para contribuir a disminuir los efectos del aumento de las temperaturas sobre el sector edificatorio y el patrimonio respectivamente.
1 En 2022 los desastres naturales en España han ocasionado 45 fallecidos, de los cuales el 45% se ha producido por altas temperaturas. (Fuente: Fundación Aon España a partir de datos del Ministerio del Interior (2023))
Hoy quiero hablaros de un problema del que cada vez se habla más, pero que aún sorprende a muchas personas: ¿qué pasa con las palas de los aerogeneradores cuando ya no sirven? Porque sí, también se “jubilan”, y cuando lo hacen, generan un residuo difícil de gestionar.
Todos estamos de acuerdo en que la energía eólica es una maravilla. Es limpia, renovable y una gran aliada contra el cambio climático. Pero, como casi todo en esta vida, también tiene su cara B. Lo primero que nos viene a la cabeza cuando pensamos en un aerogenerador son esas enormes palas girando con el viento para darnos electricidad sin contaminar. Y sí, eso es fantástico… mientras están en funcionamiento. El problema llega cuando estas palas llegan al final de su vida útil y hay que deshacerse de ellas. Entonces, lo que era una solución brillante, se convierte en un quebradero de cabeza. Y muy grande. Porque estas palas están diseñadas para resistirlo todo: viento, lluvia, sol, nieve… Por eso son ligeras y muy resistentes, gracias a los materiales con los que están construidas: materiales compuestos (fibra de vidrio y resinas) y madera de balsa. El inconveniente es que, precisamente por esos materiales resistentes, no son nada fáciles de reciclar. Y claro, la pregunta es inevitable: ¿qué hacemos con ellas?
Para que os hagáis una idea del tamaño del problema, solo en España, a finales de 2024, había 1.371 parques eólicos repartidos en 828 municipios, con nada menos que 22.210 aerogeneradores y más de 65.000 palas instaladas1. Y ojo, porque casi un 35% de esos aerogeneradores se pusieron en marcha antes de 2002, lo que significa que ya han superado los 20 años de vida útil, que suele estar entre 15 y 25 años. En otras palabras, en los próximos años nos enfrentamos a una auténtica avalancha de palas que habrá que desmontar y gestionar.
«En España, a finales de 2024, había 1.371 parques eólicos con 22.210 aerogeneradores y más de 65.000 palas instaladas»
¿Y si miramos más allá de nuestras fronteras? En Europa, se estima que para 2050, el volumen de residuos de palas generará más de 2 millones de toneladas al año, y que el total acumulado podría alcanzar los 43 millones de toneladas2. Todas esas toneladas se entienden mejor si recordamos que una sola pala puede medir más de 50 metros y pesar alrededor de 6 toneladas. ¡Casi nada! Toneladas y toneladas de palas que no podemos simplemente esconder bajo la alfombra (o más bien en el vertedero). Y no, obviamente esa no es una buena opción, ni es sostenible. Y lo más preocupante: todavía no existe una solución generalizada para todo ese material.
Y aquí es donde entra nuestro trabajo. En CARTIF, hemos estado trabajando precisamente en esto, en buscarle una segunda vida a estas palas. Uno de los proyectos en los que he participado se llama LIFE REFIBRE, y en él hemos desarrollado un equipo para reciclar mecánicamente estas palas. Lo que hacemos es triturarlas en condiciones muy controladas para recuperar la fibra de vidrio que contienen. ¿Y qué hacemos con esa fibra? Pues la hemos incorporado en mezclas asfálticas para carreteras. ¡Y funciona! Aporta propiedades extra que mejoran la durabilidad del firme. Así no solo evitamos que ese residuo acabe en el vertedero, sino que además damos un valor añadido a las carreteras, siendo un claro ejemplo de economía circular.
Lo interesante es que no hay una única forma de reciclar estas palas. Además del reciclado mecánico, en CARTIF también hemos investigado otras vías más avanzadas y prometedoras, como la pirólisis y el reciclado químico. La pirólisis es un proceso térmico en el que se calientan las palas en ausencia de oxígeno, lo que permite descomponer las resinas sin quemarlas. En este proceso se obtienen gases, líquidos y fibras de vidrio. Los gases y líquidos pueden valorizarse energéticamente, y las fibras de vidrio quedan prácticamente libres de resina. En CARTIF hemos trabajado en optimizar las condiciones del proceso para maximizar la recuperación de fibra con sus propiedades mecánicas lo más intactas posible. Por otro lado, el reciclado químico consiste en aplicar reactivos específicos para degradar las resinas de forma selectiva y así separar las fibras de vidrio sin dañarlas y conservando mejor sus propiedades estructurales. Esto permite reutilizarlas en aplicaciones de mayor valor añadido, como nuevos materiales compuestos, componentes para automoción, etc. Ambas técnicas presentan retos, como la eficiencia energética, la recuperación de subproductos o la escalabilidad industrial, pero su potencial es enorme. Al obtener las fibras de vidrio sin resina, se abre la puerta a reutilizarlas en productos mucho más exigentes. En CARTIF seguimos investigando estas vías porque creemos firmemente que el futuro pasa por soluciones que no solo eviten el vertedero, sino que transformen un residuo complejo en un recurso valioso.
Lo importante es no mirar hacia otro lado y pensar en lo que pasa cuando el molino deja de girar. Porque las palas no son de usar y tirar, ni de enterrar con disimulo. También merecen una segunda vida, y por eso necesitamos soluciones que sean sostenibles de verdad y circulares. Y, desde mi experiencia, os aseguro que se pueden encontrar. Porque sí, las palas también tienen derecho a una jubilación digna… y sostenible.
1 Asociación eólica española / Anuario Eólico 2024. La voz del sector
2 Wind energy in Europe / 2024 Statistics and the outlook for 2025-2030
Cuando una organización decide invertir en innovación, muchas veces no se activa solo un proceso técnico o estratégico, sino también una dinámica interna que complejiza la toma de decisiones. Lo que en principio parece una apuesta clara, pronto se convierte en una cadena de incertidumbres, validaciones cruzadas y opiniones múltiples. Es como si el organigrama se estirara verticalmente y se ensanchara horizontalmente. Donde antes había una dirección clara, ahora aparecen nuevos niveles de decisión… más departamentos implicados… nuevas voces que sienten la necesidad de evaluar, cuestionar o incluso redefinir la propuesta. Y aunque este interés transversal por los procesos de innovación demuestra que el tema importa, también introduce ruido, fricción y, muchas veces, parálisis…¡¡¡por tanto análisis!!!
Los responsables de innovación lo saben muy bien. Se enfrentan cada día al reto de justificar el por qué sí hay que invertir en una idea que aún no ha demostrado retorno, y de explicar el por qué no se puede seguir haciendo lo mismo de siempre, aunque eso parezca más seguro. Conviven con presupuestos ajustados, plazos inciertos y la necesidad de alinear expectativas con múltiples interlocutores, y, además, cada uno con su propia visión de lo que significa “innovar”.
En ese contexto, muchas decisiones clave acaban dependiendo más del estado de ánimo del día concreto que de la lógica estratégica que debería de soportar la decisión. La innovación se convierte, entonces, en una suerte de juego de azar corporativo. Como cuando, de pequeños, deshojábamos una margarita para saber si alguien nos quería:
Generada por inteligencia artificial
‘Ahora me aprueban… ahora no. Ahora lo ven claro… ahora no. Ahora invertimos… ahora no’
Aunque parezca una anécdota, esta dinámica tiene consecuencias reales. La innovación no puede depender del azar, ni de una sucesión de “síes” o “noes” subjetivos. Porque mientras se duda, el mercado avanza, las oportunidades caducan, las tecnologías se consolidan y el que mejora la competitividad es otro. Y lo más preocupante: cuando se repite muchas veces, esta lógica termina por desalentar a los equipos que impulsan la innovación desde dentro. La frustración se acumula, la motivación cae, y lo que podría haber sido una cultura de cambio hacia la prosperidad de la organización, se convierte en una cultura de freno y desasosiego.
Aquí es donde loscentros tecnológicos desempeñamos un papel fundamental. Nuestra misión no es sustituir la toma de decisiones empresariales, sino reducir el riesgo que las rodea. Actuamos como agentes que aportan objetividad, conocimiento y validación técnica en las diferentes fases de los proyectos de innovación:
Desarrollamos pruebas de concepto para anticipar la viabilidad de una solución antes de que se realice una gran inversión.
Aportamos datos y evidencia que permiten sustentar decisiones con mayor confianza.
Conectamos ciencia y tecnología con los retos reales del tejido productivo.
Creamos entornos de experimentación segura, donde es posible fallar rápido y barato, aprender y ajustar antes de escalar.
En definitiva, ayudamos a transformar esos “noes” que nacen del miedo o la incertidumbre en “síes” respaldados por conocimiento y visión a largo plazo. Pero además del respaldo técnico, ayudamos a algo igual de importante: conseguir la confianza organizacional en la innovación.
«Los centros tecnológicos ayudamos a conseguir la confianza organizacional en la innovación»
Ayudamos a crear el marco de confianza necesaria en los equipos de innovación que ya existen dentro de la empresa, para que poco a poco se vaya creando el cambio cultural que los mercados vienen demandado. Creamos confianza en los equipos de innovación: en su criterio, en su conocimiento del negocio y en su capacidad para explorar, testar y construir nuevas soluciones.
Porque innovar no debería requerir rediseñar el organigrama cada vez que se propone algo nuevo. No debería multiplicar los niveles de aprobación ni provocar una cascada de revisiones innecesarias. Si algo debe cambiar en la estructura de una empresa a raíz de un proyecto de innovación, que sea para incorporar un nuevo mercado, lanzar una nueva línea de negocio, o escalar un producto diferencial que antes no existía.
Los procesos de innovación no nacen para complicar la estructura de una organización y mucho menos complicar a las personas que forman parte de la organización. La innovación te preparara para el futuro. Y para ello, la fórmula es clara: autonomía, método y acompañamiento experto. La innovación no es un lujo ni una apuesta arriesgada. Es una necesidad estratégica para seguir siendo relevantes. Y como toda estrategia, debe gestionarse con rigor, con estructura y con aliados que aporten valor real. En los centros tecnológicos estamos para eso: para caminar al lado de quienes lideran el cambio, para reducir la incertidumbre y para ayudar a convertir buenas ideas en resultados tangibles.
En un mundo que busca reducir su huella de carbono y avanzar hacia una economía circular, los microorganismos anaerobios emergen como protagonistas en la lucha contra el cambio climático. Estos organismos, que prosperan en ambientes sin oxígeno, han sido empleados durante décadas en procesos como la digestión anaerobia para el tratamiento de residuos y la producción de biogás. Sin embargo, su potencial va mucho más allá. Gracias a los avances en biotecnología, los microorganismos anaerobios se perfilan como herramientas clave para la descarbonización industrial mediante procesos innovadores como la fermentación de gases (gas fermentation), en los que pueden transformar el CO2 o el CO en productos de alto valor añadido.
Las industrias pesadas, como la siderurgia, el cemento y la petroquímica, generan grandes cantidades de CO2 y CO como subproducto de sus procesos. Tradicionalmente, estos gases han sido liberado a la atmósfera, contribuyendo al calentamiento global. No obstante, la biología sintética y la biotecnología han abierto una nueva vía para aprovechar estas emisiones y convertirlas en productos valiosos mediante la acción de microorganismos anaerobios especializados.
Ciertas bacterias anaerobias, como las del género Clostridium, Moorella y Acetobacterium, pueden utilizar el CO2 y el CO como fuente de carbono y transformarlos en compuestos orgánicos mediante rutas metabólicas especializadas. Este proceso, conocido como fermentación de gases, facilita la conversión de emisiones industriales en productos químicos renovables, combustibles y biomateriales, promoviendo una economía más sostenible. Por ejemplo, Acetobacterium woodii y Moorella thermoacetica son bacterias acetogénicas capaz de convertir CO2 en ácido acético, un insumo clave para la industria química y alimentaria, mientras que especies como Clostridium ljundahlii pueden producir acetato y etanol, lo que las convierte en una alternativa viable para la generación de biocombustibles y otros productos de interés industrial.
Imagen de Clostridium autoethanogenum creciendo a partir de CO2/CO como fuente de C.
Además de etanol o ácido acético, las bacterias anaerobias son capaces de generar otros compuestos de interés como por ejemplo butanol, acetona y otros ácidos orgánicos como fórmico, propiónico o butírico. Estos productos son clave en la fabricación de plásticos, solventes y otros compuestos químicos con alta demanda industrial.
Los biopolímeros y bioplásticos representan otra vía prometedora. Cupriavidus necator puede transformar el CO2 en precursores de bioplásticos como polihidroxialcanoato (PHA) y polihidroxibutirato (PHB), materiales biodegradables que constituyen una alternativa sostenible a los plásticos convencionales derivados del petróleo.
Finalmente, las proteínas unicelulares obtenidas a partir de CO2 pueden ser producidas por diversas especies de hidrogenotrofos, que convierten gases como el CO2 e hidrógeno en biomasa rica en proteínas. Estas proteínas microbianas pueden utilizarse como una fuente alternativa para la alimentación animal e incluso humana, contribuyendo a la seguridad alimentaria global y reduciendo la presión sobre los recursos agrícolas tradicionales.
«Estas proteínas microbianas pueden utilizarse como una fuente alternativa para la alimentación animal e incluso humana»
El aprovechamiento de microorganismos anaerobios para la conversión de CO2 en productos de valor ofrece múltiples ventajas. En primer lugar, reduce las emisiones industriales, mitigando el impacto ambiental de sectores altamente contaminantes. Además, permite una producción sostenible de compuestos químicos y combustibles sin depender de recursos fósiles o cultivos agrícolas.
Actualmente, ya existen procesos de fermentación de gases a nivel industrial que están demostrando su viabilidad. Por ejemplo, la empresa LanzaTech ha desarrollado tecnologías basadas en bacterias acetogénicas para transformar CO2 y CO en etanol y otros productos químicos, utilizando gases residuales de la industria siderúrgica. Esta tecnología ha sido implementada en países como China y Bélgica, donde plantas industriales operativas han logrado convertir emisiones en biocombustibles y materiales renovables. Otro caso es la empresa Carbon Recycling International (CRI), que emplea microorganismos en Islandia para convertir CO2 en metanol, un compuesto clave en la industria química y de transporte.
Sin embargo, a pesar de su enorme potencial, la implementación de la fermentación de gases a escala industrial enfrenta desafíos técnicos y económicos. Entre ellos, se encuentran la optimización de los bioprocesos para mejorar la eficiencia de conversión del CO2, la reducción de costos operativos y el desarrollo de bioreactores adecuados para la producción a gran escala. Además, es necesario avanzar en el diseño de microorganismos modificados genéticamente que puedan maximizar la conversión de CO2 en productos específicos de interés industrial.
El área de Biotecnología y Química Sostenible de CARTIF ha desarrollado durante los últimos años una intensa actividad investigadora en torno a la tecnología de fermentación de gases y el manejo de microorganismos anaerobios. Concretamente, la ejecución de proyectos de I+D comoBioSFerA o CO2SMOSnos ha permitido poder posicionarnos en el panorama europeo como una entidad capaz de trabajar de forma exitosa con esta peculiar clase de microorganismos y poder optimizar específicamente sus condiciones de crecimiento en biorreactor presurizado, para incrementar rendimientos de producción de diversos compuestos como acido acético, etanol o 2,3-butanodiol.
A medida que la investigación y el desarrollo continúen avanzando, estos microorganismos desempeñarán un papel aún más fundamental en la transición hacia una industria más sostenible y una sociedad con menor impacto ambiental.
