Las zonas rurales, a menudo, se enfrentan a desafíos que dificultan su desarrollo. La falta de infraestructura (física y digital), las oportunidades laborales limitadas, los riesgos ambientales y la necesidad de mayor inclusión social son solo algunos de los problemas con los que deben lidiar. Sin embargo, ahora tienen la oportunidad de tomar las riendas de su futuro y transformar su comunidad en un lugar más sostenible y próspero, gracias al proyecto RURACTIVE, en el que participa el área de Patrimonio de CARTIF.
Una de las herramientas más valiosas que ofrece RURACTIVE es el Programa de Monitorización Adaptativo. No se trata solo de recopilar datos “al tún-tún”, sino de comprender la realidad y asegurarse de que las soluciones que se implementen realmente beneficien a la zona a largo plazo.
Una visión clara de la situación
Antes de planificar un mejor futuro, es necesario entender cómo se está actualmente. Eso es exactamente lo que proporciona la Línea Base del Dynamo (que es como se han denominado a las zonas rurales participantes en el estudio). La línea base (o Baseline) proporciona un panorama detallado de las condiciones sociales, económicas, ambientales y culturales de la región. Gracias a 136 indicadores clave identificados, es posible ver con claridad las fortalezas y desafíos, desde las tendencias de empleo hasta el estado de la biodiversidad.
Esta línea base no es una fórmula genérica, sino que se adapta a la realidad de cada caso. Además, permite comparar el progreso con referencias regionales, nacionales e incluso europeas, asegurando que se mantienen alineados con objetivos de desarrollo más amplios. De entrada, esto ya supone ir un paso por delante (o dos) respecto de las formas habituales de estudiar el medio rural.
Una forma más inteligente de identificar y solucionar problemas
El Programa de Monitorización nos permite ir más allá de la simple identificación de problemas: nos ayuda a seguir su evolución y detectar señales de advertencia temprana antes de que se conviertan en verdaderos problemas. Los Indicadores de Alerta Temprana (o Early Warning Indicators, EWI) son fundamentales en este sentido, ya que nos dan la capacidad de actuar antes de que problemas como el declive económico o el deterioro ambiental estén fuera de control.
Al actualizar continuamente nuestra lista de indicadores, e incluir otros nuevos cuando sea necesario, aseguramos que el sistema de monitorización siga siendo flexible y adaptable. Esto significa que, a medida que la zona rural cambia, su capacidad para responder a nuevos desafíos también mejora.
Empoderando a las comunidades con datos y conocimiento
Uno de los mayores beneficios de participar en RURACTIVE es que las zonas rurales no están solas en este proceso. Gracias al Hub Digital de RURACTIVE, tienen acceso a una plataforma compartida donde pueden visualizar y analizar toda la información recopilada, cuando, donde y como quieran. Esto no solo hace que el progreso sea más transparente, sino que también permite que los líderes locales y la propia comunidad participen activamente en la toma de decisiones.
Además, el proyecto fomenta un enfoque participativo, lo que significa que ciudadanos, negocios y organizaciones locales tienen voz en la definición de prioridades y la evaluación del progreso. Gracias a este programa, las zonas rurales tienen una mayor capacidad de decisión, basada en datos reales, medibles y que las retratan.
Fig 1. Programa de Monitorización Adaptativo
La figura 1 muestra el proceso completo cuando un Dynamo accede al Ecosistema RURACTIVE y se aplica el Programa de Monitorización Adaptativo. Primero, se desarrolla una línea base completa que describe la situación actual de la zona rural, basada en los valores de los Indicadores Clave de Empoderamiento Rural (o Key Rural Empowerment Indicators, KREI). Esta línea base incluye una extensa lista de indicadores, pero se adapta a las condiciones específicas del territorio que se está analizando, de forma que es rápido y fácil obtener los datos necesarios, pues se vinculan a aspectos afines y conocidos. Con la información recogida, se elabora un diagnóstico que ayuda a identificar los desafíos a los que se enfrenta y las posibles soluciones que se aplicarán en una etapa posterior en el Plan de Acción Local (Local Action Plan: LAP). El siguiente paso es ajustar los indicadores, o incluso definir algún indicador nuevo adaptado a las soluciones identificadas, y determinar cuáles van a ser los indicadores de alerta temprana (EWI). La herramienta de monitorización gestiona la recogida y procesamiento de los datos, ayudando a conocer cuál es la evolución del plan de acción local de manera periódica.
Construyendo un territorio más fuerte y resiliente
Unirse a RURACTIVE y utilizar sus herramientas de monitorización no es solo una cuestión de números y estadísticas: es la clave para transformar una región en un lugar más conectado, resiliente y próspero. Gracias a un enfoque estructurado y basado en datos, se pueden diseñar estrategias que realmente funcionen, garantizando que la innovación, la sostenibilidad y la inclusión sean la base de su desarrollo.
Para un Dynamo, este no es un proyecto más, es una oportunidad única para tomar las riendas de su propio progreso, con el respaldo del conocimiento, la colaboración y las mejores herramientas disponibles en un mundo que irremediablemente ha de ser digital e interconectado.
Co-autora
Maya Tasis. Titulada en Ingeniería Técnica Industrial Mecánica por la Universidad de Oviedo. Experiencia en el exigente sector de la automoción, coordinando obras industriales, proyectos internacionales y gestión de equipos multidisciplinares. Actualmente investigadora de CARTIF, donde colabora en proyectos internacionales de mejora de procesos industriales y proyectos del área de Patrimonio cultural y natural.
En el mundo del desarrollo de software, la interoperabilidad es la capacidad de que diferentes dispositivos, sistemas y aplicaciones trabajen juntos de manera coordinada, como si fueran músicos en la orquesta sinfónica de Viena, independientemente de su origen o tecnología. Este concepto es clave en la transformación digital donde los sistemas, como por ejemplo, una aplicación robótica, deben integrarse con múltiples plataformas, incluyendo sistemas de control robotizados, soluciones de inteligencia artificial y plataformas de gestión industrial IT como el ERP (Planificación de Recursos Empresariales) o MES (Sistema de Ejecución de Fabricación).
El objetivo principal es facilitar el intercambio de datos en tiempo real para una toma de decisiones más inteligente. La interoperabilidad desempeña un papel esencial en la robótica al permitir la integración fluida entre sistemas productivos industriales heterogéneos y plataformas digitales.
Beneficios de la interoperabilidad
Adoptar tecnologías de interoperabilidad en el desarrollo de aplicaciones robóticas aporta múltiples ventajas, entre ellas:
Gestión inteligente y monitorización remota de activos como robots y máquinas herramienta, permitiendo un control centralizado y en tiempo real de sistemas distribuidos.
Optimización de la toma de decisiones, gracias a la disponibilidad de datos en tiempo real, se asegura una mejor capacidad de respuesta a eventos imprevistos y optimización de flujos de trabajo.
Facilidad de escalabilidad y modularidad: permitiendo la integración de nuevas tecnologías, sensores y robots sin la necesidad de rediseñar sistemas completos, favoreciendo la adaptabilidad de futuras necesidades industriales.
Reducción de costes y tiempos de inactividaden líneas de producción, gracias a la integración de sistemas heterogéneos, minimizando tiempos de configuración y permitiendo una rápida reconfiguración y flexibilidad de procesos productivos en entornos dinámicos.
Mantenimiento predictivo y optimización de recursos, utilizando modelos basados en IA para anticipar fallos, optimizar el uso de repuestos y aumentar la vida útil de los equipos sin comprometer la productividad.
FIWARE como facilitador de la interoperabilidad
Para que los sistemas robóticos puedan integrarse de manera eficiente, es crucial que sean compatibles con plataformas estandarizadas que permitan la gestión inteligente de datos y la comunicación. FIWARE, con la que trabajamos en el proyecto ARISE, es un conjunto de tecnologías, arquitecturas, y estándares que aceleran el desarrollo e implantación de soluciones basadas en código abierto. Como tecnología referente para la Unión Europea, FIWARE contribuye principalmente a la creación de herramientas y servicios interoperables para la gestión y análisis de datos en tiempo real, asegurando persistencia, flexibilidad y escalabilidad, permitiendo así la creación de aplicaciones personalizadas sin costes excesivos. Otra propuesta de valor es su naturaleza multi-sector. Los componentes y arquitecturas de referencia estandarizados de FIWARE permiten que cualquier solución diseñada para un sector específico de la industria productiva, logística o servicios, sea por defecto interoperable con otro tipo de verticales como la gestión de energía, movilidad, o los emergentes espacios de datos.
En ARISE, desarrollamos aplicaciones robóticas para la interacción humano-robot integrando nuestro ARISE middleware (solución middleware que integra Vulcanexus, ROS2, FIWARE y ROS4HRI), en cuatro entornos de experimentación explorando soluciones robóticas conectadas con FIWARE en un escenario de industria 5.0. Uno de estos entornos está en CARTIF, un laboratorio para pruebas de validación tecnológica en entornos de prueba controlados (TRL 4-5). En la siguiente Figura 1 se puede ver este entorno de experimentación:
Fig 1. Entorno de experimentación en CARTIF
El papel fundamental de FIWARE radica en proporcionar herramientas que permitan la interoperabilidad entre sistemas heterogéneos, asegurando una integración fluida de datos y dispositivos IoT en tiempo real, una gestión dinámica de los datos procedentes del plano operacional permitiendo la comunicación entre diferentes sistemas, dispositivos y plataformas hacia el plano analítico, garantizando una integración profunda con las infraestructuras IT/OT empresariales (ver figura 2):
Fig 2. Ecosistema ARISE middleware
Cómo se diseña una arquitectura FIWARE y componentes clave
El diseño de una arquitectura FIWARE se basa en un enfoque modular, donde los componentes se integran según las necesidades de la aplicación. La arquitectura se organiza en torno a su núcleo central (Context Broker) que gestiona el tránsito de los datos en tiempo real. Para implementar FIWARE de manera efectiva, se recomienda seguir estos pasos:
Definir el caso de uso: identificar los objetivos y requisitos de la aplicación
Seleccionar la arquitectura adecuada: incluir el Context Broker, IoT Agents y otros componentes según las necesidades, convertir protocolos heterogéneos en datos compatibles con FIWARE. Por ejemplo, el habilitador OPC-UA IoT Agent, facilita que los datos recopilados en entornos industriales puedan gestionarse en tiempo real, facilitando la interoperabilidad con otros sistemas.
Integrar dispositivos y sistemas: conectar sensores, robots u otros sistemas mediante OPC-UA, MQTT u otros protocolos.
Implementar seguridad y control de acceso: usar Keyrock y PEP Proxy para garantizar la protección de datos gestiona la autenticación y control de acceso.
Almacenar y analizar datos: utilizar Cygnus, Draco o QuantumLeap para obtener información valiosa, para el almacenamiento histórico de datos, persistencia y su análisis en plataformas Big Data.
Desplegar en la nube o en entornos locales: considerar FIWARE Lab o infraestructura propia para el hosting de los servicios.
Monitorización y Optimización: evaluar el rendimiento del sistema y mejorar la integración con otras plataformas como AI-on-Demand o Digital Robotics. Wirecloud permite la creación de dashboards visuales personalizados. También facilita la conexión con otras aplicaciones de fácil integración como Grafana y Apache Superset.
Fig 3. FIWARE arquitectura modulas y ejemplo de aplicación
En CARTIF seguimos apostando por estas tecnologías para construir un futuro donde la colaboración entre sistemas y plataformas sea la clave del éxito. Recientemente nos hemos unido a la red de FIWARE iHubs con el nombre de CARTIFactory. Como iHub oficial, no solo fomentará la adopción de FIWARE, sino que también actuará como un centro de referencia con su laboratorio de experimentación para fomentar la interoperabilidad en aplicaciones robóticas de nuestra comunidad y ecosistema industrial.
En conclusión, la interoperabilidad no es solo un requisito técnico sino un pilar fundamental para el éxito de la transformación digital en la industria. Tecnologías como FIWARE permiten conectar sistemas, optimizar procesos y fomentar un ecosistema , flexible y escalable Gracias a esta capacidad, las empresas pueden integrar inteligencia artificial, robótica y automatización avanzada.
Co-autores
Aníbal Reñones. Director del área de Industria 4.0 de la División de Sistemas Industriales y Digitales.
Francisco Meléndez. Experto en Robótica y FIWARE Evangelista. Technical Coordinator en el proyecto ARISE (FIWARE Foundation).
En una entrada anterior del blog, hablamos sobre la importancia de la interoperabilidad y cómo esta permite que diferentes sistemas se comuniquen entre sí sin barreras. Usamos la metáfora de la Torre de Babel digital para explicar los desafíos que surgen cuando múltiples tecnologías, dispositivos y plataformas intentan compartir información sin un lenguaje común. En este contexto, uno de los pilares que facilita la interoperabilidad semántica es el uso de ontologías.
Pero, ¿qué es una ontología y por qué es tan relevante para el mundo digital y de la eficiencia energética? Vamos a explicarlo de una forma sencilla.
El lenguaje de las máquinas: ¿cómo nos entendemos?
Para entender qué es una ontología, pensemos en cómo los seres humanos nos comunicamos. No todos hablamos el mismo idioma, y cada lengua tiene su propia estructura gramatical, sonidos y símbolos escritos. Aun dentro de un mismo idioma, existen dialectos y variaciones regionales que pueden hacer que la comunicación sea más compleja.
Las máquinas y los sistemas digitales se enfrentan a un problema similar. Cada fabricante de sensores, dispositivos o software puede utilizar su propio «idioma» para representar datos. Un sistema de climatización de un edificio puede reportar la temperatura en grados Celsius, mientras que otro lo hace en Fahrenheit. Algunos dispositivos pueden llamar «temperatura ambiente» a un valor, mientras que otros simplemente lo etiquetan como «temp» o «T». Si estos sistemas no tienen un diccionario común, la comunicación entre ellos será difícil o incluso imposible. Aquí es donde las ontologías entran en escena.
¿Qué es una ontología?
En el ámbito de la informática y la inteligencia artificial, una ontología es una estructura que define conceptos y las relaciones entre ellos en el ámbito de un dominio específico. Es decir, es una manera de organizar la información para que diferentes sistemas la entiendan de la misma manera.
Volviendo a la analogía de los idiomas, una ontología es como un diccionario multilingüe con reglas gramaticales claras. No solo establece equivalencias entre conceptos pertenecientes a distintos idiomas, sino que también establece las relaciones entre ellas. Por ejemplo, si una ontología dice que «temperatura ambiente» y «temp» significan lo mismo, un sistema que utilice esta ontología considerará ambas expresiones como equivalentes. Además, una ontología permite inferir nueva información a partir del conocimiento que ya está definido en ella. Es decir, no solo almacena datos, sino que también puede usarlos para deducir cosas que no estaban explícitamente escritas.
Para fijar el concepto de ontología vamos a imaginar una casa, en la cual podríamos definir:
Relaciones: una puerta conecta habitaciones, las ventanas están en las paredes, un baño es un tipo de habitación…
Teniendo todo esto descrito y bien formulado, una inteligencia artificial podría responder a preguntas como ¿una ventana puede estar en el techo? o ¿puede haber más de una puerta en una casa?
Las ontologías ayudan a las máquinas a razonar sobre la información, permitiendo que estas entiendan conceptos de forma más estructurada, y no solo como datos sueltos. De hecho, las ontologías se utilizan a menudo en buscadores inteligentes, robótica, chatbots, etc.
Las ontologías y la interoperabilidad semántica
Como mencionamos en nuestra entrada anterior, la interoperabilidad tiene varias dimensiones: técnica, sintáctica, semántica y organizacional. En este caso, las ontologías juegan un papel crucial en la interoperabilidad semántica, asegurando que los sistemas comprendan e interpreten la información de la misma manera.
Imaginemos una plataforma que gestiona la eficiencia energética de un edificio inteligente. Recibe datos de múltiples sensores y sistemas: iluminación, climatización, consumo eléctrico, calidad del aire, etc. Si cada uno de estos dispositivos utiliza una forma diferente de representar la información, sin una ontología que estandarice estos datos, sería un caos intentar procesarlos y analizarlos de manera unificada.
El uso de una ontología previamente establecida permitirá que esta plataforma reconozca que «sensor de temperatura», «termómetro» y «climatización interna» están relacionados, asegurando que la información se procese de forma coherente y homogénea.
«Una ontología es una estructura que define conceptos y las relaciones entre ellos en el ámbito de un dominio específico»
Ontologías en la vida cotidiana y en la eficiencia energética
Las ontologías no son un concepto exclusivo del mundo digital. En nuestra vida cotidiana, sin darnos cuenta, usamos estructuras similares para organizar información. Por ejemplo:
En un supermercado, los productos están organizados en secciones: frutas, lácteos, carnes, panadería, etc. Este esquema ayuda a encontrar rápidamente lo que buscamos.
En una biblioteca, los libros están clasificados por género, autor y tema, facilitando su búsqueda.
En el ámbito médico, existen sistemas de clasificación de enfermedades y medicamentos para que los profesionales de la salud hablen un mismo idioma.
En el campo de la eficiencia energética, las ontologías son esenciales para desarrollar servicios que conviertan a los edificios en edificios inteligentes capaces de autogestionarse y optimizar su consumo. Al utilizar una ontología común, los diferentes sistemas pueden intercambiar información sin errores de interpretación, permitiendo que la iluminación, la climatización y otros dispositivos trabajen juntos de manera eficiente.
Además, las ontologías permiten razonar (extraer conclusiones), lo cual facilita el desarrollo de sistemas de ayuda a la toma de decisiones con el objetivo de optimizar el uso de la energía, reducir el desperdicio y mejorar la eficiencia operativa de los edificios.
Varios son los proyectos en los que CARTIF analiza y aplica ontologías estándares para garantizar que los datos de distintos edificios sean comprensibles y reutilizables en soluciones digitales avanzadas, como es el caso de los proyectos DEDALUS y DigiBUILD. En ambos proyectos, el uso de ontologías permite unificar la información, facilitando así la generación de estrategias conjuntas de automatización y control del edificio y la toma de decisiones basada en datos reales. Además, el uso de ontologías permite que los diferentes sistemas que se están desarrollando en estos proyectos puedan “hablar el mismo idioma”, lo cual significa que pueden intercambiar información de forma sencilla y comprenderse entre sí, incluso si han sido diseñados por diferentes entidades o para funciones diferentes.
Mediante el uso de ontologías, incorporamos un nuevo habilitador tecnológico que nos permite construir un futuro más digital y sostenible, donde la información fluya sin barreras y donde los edificios sean verdaderamente inteligentes, contribuyendo con ello a la descarbonización y sostenibilidad del planeta.
Hace cuatro años me sumergí por primera vez en el complejo mundo del sistema alimentario. No sabía bien qué esperar. Lo consideraba un campo lejano, con términos técnicos y debates que parecían pertenecer solo a expertos en la materia. Hoy, después de todo este recorrido, cada vez que tengo la oportunidad de pasearme por alguna de las ciudades de FUSILLI y veo los cambios que hemos ayudado a impulsar, me invade una sensación de orgullo difícil de describir.
No es necesario detenerse. Los cambios se reconocen con nuevas iniciativas en marcha, un mercado donde los productores locales con sus productos locales y de temporada son los principales protagonistas, escuchar cómo los ciudadanos han empezado a hablar de alimentación sostenible con naturalidad, o un huerto comunitario floreciendo en un espacio antes desaprovechado. Son pequeñas señales que confirman que algo ha cambiado. Que este esfuerzo ha valido la pena.
Ciudades FUSILLI
No hay que viajar a la ciudades FUSILLI para acordarme del proyecto. Basta con pasearme por Valladolid para recordar que lo que hemos hecho en estos años es visible e importante en muchas otras ciudades. El impulso de alimentos locales. Eso es FUSILLI. La aparición de una estrategia alimentaria. Eso es FUSILLI. El aprovechamiento de residuos alimentarios. Eso es FUSILLI. La concienciación de ciudades hacia una alimentación más saludable y sostenible. Eso es FUSILLI. Las iniciativas de las empresas alimentarias por acercar a productores locales. Eso es FUSILLI. Las iniciativas por hacer más accesibles los alimentos en toda la población. Eso es FUSILLI. Incluso FUSILLI es llevar todo ello a unas políticas que ayuden a integrar todo esto en una comunidad. En una ciudad. En una región.
Al principio, todo parecía un reto enorme. Doce ciudades con realidades distintas, cientos de acciones, múltiples actores implicados. Coordinar esfuerzos y lograr que cada iniciativa tuviera sentido en su contexto fue un desafío. Pero, al final, la clave han sido las personas. La cooperación entre científicos, gobiernos locales, agricultores y consumidores creó una red de aprendizaje que superó las barreras iniciales. Lo más bonito de FUSILLI ha sido esa sinergia inesperada, esas conexiones humanas que hicieron posible lo que en papel parecía imposible.
No todo fue fácil. Recuerdo reuniones interminables tratando de encajar diferentes perspectivas, momentos de frustración cuando los avances no eran tan rápidos como deseábamos, y la incertidumbre de saber si todo esto dejaría una huella real. Pero la huella está ahí. Los resultados no solo se miden en cifras, sino en la transformación de las ciudades y en la mentalidad de las personas.
Personalmente, creo que para CARTIF, FUSILLI ha significado mucho más que un proyecto europeo. Nos ha permitido crecer, entender mejor el papel que podemos jugar en la transformación de los sistemas alimentarios y, sobre todo, fortalecer nuestro compromiso con la sostenibilidad. El sistema alimentario define el bienestar de nuestras comunidades y el equilibrio de nuestro entorno. No se trata solo de lo que comemos, sino de cómo producimos, distribuimos y gestionamos esos alimentos en un mundo cada vez más desafiante.
Además, esta experiencia nos deja una lección valiosa para el sector privado. Las empresas tienen un papel clave en esta transformación. Adaptar modelos de negocio a un enfoque más sostenible no solo es una necesidad ambiental, sino también una oportunidad de innovación y diferenciación. Las soluciones desarrolladas en FUSILLI pueden ser replicadas y escaladas en el ámbito empresarial, desde el aprovechamiento de residuos hasta nuevas formas de distribución y consumo consciente. No es solo responsabilidad de las ciudades y gobiernos, sino también de las compañías que tienen el poder de liderar el cambio de la cadena de valor alimentaria. Son actores fundamentales en este proceso.
FUSILLI cierra un ciclo, pero deja abiertas muchas puertas. Ahora sabemos que la transformación es posible y que cada acción, por pequeña que parezca, suma. Nos ha enseñado que la innovación y la sostenibilidad pueden ir de la mano y que el cambio real sucede cuando se unen visión y compromiso.
Seguiremos apostando por nuevas soluciones, explorando formas innovadoras de integrar la tecnología con la sostenibilidad y facilitando la transición hacia ciudades más resilientes y saludables. Pero este camino no lo podemos recorrer solos. Las empresas de alimentación son aliadas claves en esta transformación. Necesitamos su compromiso, su capacidad de innovación y su voluntad de formar parte del cambio. Porque transformar el sistema alimentario no es solo un reto, es una oportunidad de reinventar la manera en que vivimos, producimos y consumimos.
Porque la transformación no es un destino, sino un viaje continuo de aprendizaje, adaptación e innovación.
España se posiciona como un referente global en la transición energética gracias a sus ambiciosas políticas de energía y cambio climático. Según el informe de la Agencia Internacional de la Energía (IEA), España aspira a alcanzar la neutralidad climática en 2050, con un 100% de energía renovable en el mix eléctrico y un 97% en el energético total. Esto sólo será posible con la adopción de energías renovables, la mejora en eficiencia energética y el impulso de la electrificación. Sin embargo, el hidrógeno verde también jugará un papel crucial, especialmente para descarbonizar sectores como la industria y el transporte, así como para almacenar excedentes de energía renovable, reduciendo el desperdicio energético (curtailment).
De hecho, el hidrógeno verde o renovable se está consolidando como un vector energético fundamental para lograr la descarbonización del sistema energético español. Con un 20% de los proyectos europeos de electrólisis anunciados, España se sitúa a la cabeza, seguida por Dinamarca (12%) y Alemania (10%). Estos tres países podrían generar más del 40% del hidrógeno de bajas emisiones en Europa para 2030.
El hidrógeno, el elemento químico más abundante del universo, no se encuentra en estado puro en la naturaleza y debe producirse. Su sostenibilidad depende del método de obtención. El hidrógeno verde se produce mediante electrólisis alimentada por energías renovables, sin generar emisiones contaminantes, lo que lo convierte en un aliado indispensable para cumplir los objetivos climáticos globales.
Este recurso ofrece una solución viable para almacenar energía renovable y descarbonizar sectores complicados como la industria y el transporte. Desde CARTIF, hemos llevado a cabo un exhaustivo análisis mediante modelos energéticos avanzados para explorar cómo podría implementarse este vector en diferentes escenarios futuros. Para ello, hemos empleado herramientas como LEAP y otras metodologías prospectivas que nos permiten evaluar impactos económicos, sociales y ambientales.
Contexto y objetivos
El principal objetivo de este análisis es conocer las posibilidades de integración del hidrógeno renovable en España como una estrategia clave para alcanzar la neutralidad climática en 2050. Este estudio se basa en tres escenarios fundamentales que describen diferentes trayectorias de desarrollo:
Tendencial: representa una evolución tendencial del sistema energético sin la aplicación de medidas adicionales desde 2019.
Objetivo PNIEC: considera las políticas y objetivos establecidos en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC).
Ambicioso: propone una alta penetración del hidrógeno renovable, alineada con las metas de la Hoja de Ruta Europea del Hidrógeno.
Este análisis también incluye un enfoque integral para evaluar los impactos económicos, sociales y medioambientales, permitiendo así identificar barreras y oportunidades para la transición energética en España.
Para llevar a cabo este análisis, se desarrolló un modelo de simulación en la herramienta LEAP, capaz de proyectar tanto la demanda como la generación energética en horizontes temporales a largo plazo. El modelo combina:
Proyecciones socioeconómicas, incluyendo variables como el PIB y la evolución de la población.
Datos históricos de consumo y generación energética, esenciales para establecer un año base de referencia.
Escenarios específicos que incluyen diferentes niveles de penetración del hidrógeno.
Integración de tecnologías clave como electrolizadores y almacenamiento de hidrógeno en cavernas salinas.
Además, se evaluaron diferentes políticas energéticas nacionales e internacionales, como la Hoja de Ruta del Hidrogeno en España y la visión de un “Planeta limpio para todos” de la Unión Europea, así como restricciones de emisiones y alcanzar un determinado porcentaje de renovables en 2050.
En el escenario tendencial, donde no se consideran políticas energéticas para la reducción de la demanda ni la descarbonización, la demanda total de energía en España aumentaría un 7% entre 2020 y 2050. Este crecimiento se debe a un incremento en la electrificación de los sectores clave, siguiendo la tendencia observada hasta ahora. El escenario del Objetivo PNIEC plantea una mejora mucho más significativa de la eficiencia energética y, sobre todo, transiciones desde tecnologías muy intensivas a opciones con menor consumo (p. e. autobuses) o alternativas que consuman energía eléctrica (p. e. bombas de calor), llegando a emplear un 40% menos de energía total en 2050 frente al escenario tendencial. Además, hay una electrificación más alta (un aumento del 26.6% entre 2019 y 2050). En los escenarios que incluyen hidrógeno, se aumenta el consumo de energía eléctrica en los electrolizadores a cambio de disminuir el uso de energías fósiles en el cómputo global del sistema energético.
Evolución de la demanda del sistema por sector en los distintos escenarios (TWh)
En cuanto al suministro del sector eléctrico, los escenarios con almacenamiento de hidrógeno logran reducir la energía renovable que no se puede aprovechar por falta de demanda, llamada curtailment, hasta en un 68%, permitiendo una mayor eficiencia en el uso de las energías renovables y evitando inversiones sobredimensionadas en capacidad instalada. Esto se debe principalmente a la capacidad del hidrógeno para actuar como un vector de almacenamiento de energía, transformando el exceso de generación renovable en hidrógeno que puede ser almacenado y utilizado en periodos de alta demanda o baja producción renovable. Además, los sistemas de hidrógeno como los electrolizadores y las pilas de combustible también mejoran la flexibilidad del sistema eléctrico, permitiendo una integración más eficiente de fuentes intermitentes como la solar y la eólica. Estos avances tecnológicos también reducen la dependencia de fuentes no renovables durante los periodos de alta demanda, consolidando un sistema energético más sostenible.
Resumen de resultados
En cuanto a emisiones, en el escenario tendencial las emisiones de CO₂ equivalente aumentan ligeramente hasta 2050 debido a una electrificación limitada y una dependencia continua de los combustibles fósiles.
El escenario objetivo del PNIECreduce las emisiones un 30% entre 2019 y 2050, cumpliendo parcialmente con los objetivos climáticos. Se alcanza una red eléctrica 100% renovable, aunque con una gran inversión. Sin embargo, no se llega al objetivo del 90% de reducción de emisiones respecto a 1990 debido a las emisiones causadas por la demanda energética de otros sectores.
De forma similar al caso de los costes, en el escenario de penetración de hidrógeno básico, las emisiones se reducen levemente, pero no de forma relevante. En el escenario ambicioso de hidrógeno, gracias a una alta penetración de electrolizadores y almacenamiento energético, se logra una reducción del 90% de las emisiones, alineándose con la neutralidad climática planteada por el PNIEC.
Evolución de las emisiones (M ton. Co2 eq.)
Conclusiones
La integración del hidrógeno renovable en el sistema energético español es esencial para alcanzar los objetivos climáticos y descarbonizar sectores clave como la industria y el transporte. Los resultados de este estudio destacan que:
Es imprescindible incorporar tecnologías de almacenamiento energético, como el hidrógeno, para maximizar el uso de energías renovables y reducir las pérdidas y sobrecostes asociados al curtailment.
Las políticas actuales deben reforzarse y actualizarse para garantizar el cumplimiento de los objetivos de 2050, incluyendo incentivos para la instalación de electrolizadores y almacenamiento de hidrógeno.
Una mayor inversión en I+D para el desarrollo de tecnologías de hidrógeno mejorará la sostenibilidad económica y ambiental del sistema.
Es muy importante una buena planificación de la transición energética hacia la neutralidad climática, con esfuerzos paralelos en la descarbonización de la generación eléctrica y la demanda de energía, y la generación de hidrógeno renovable.
Desde CARTIF, no solo desarrollamos soluciones tecnológicas innovadoras que impulsan la transición hacia sistemas energéticos descarbonizados, sino que también ofrecemos informes y estudios energéticos detallados como el presente, diseñados para apoyar a instituciones y empresas en la toma de decisiones clave para un futuro sostenible.
Co-autor
Pablo Serna Bravo.Ingeniero Industrial. Trabaja en CARTIF desde 2023 como investigador especializado en hidrógeno, modelado energético y análisis de políticas energéticas a nivel global.
Históricamente, se ha prestado gran atención a la calidad del aire exterior, especialmente a la contaminación generada por los automóviles y las fábricas, así como a su impacto en la salud. Si bien, esta preocupación por el aire exterior está bien fundamentada, y desde luego es preocupante, «su hermana», la calidad de aire interior, queda en un segundo plano muchas veces, cuando en realidad, la concentración de contaminantes y el tiempo de exposición a estos es muy superior.
Pensadlo: ¿Cuánto tiempo pasáis en un interior? Cenáis, dormís en una habitación cerrada, os despertáis, vais a trabajar (seguramente en autobús o coche), vais al trabajo, donde estáis ocho horas, volvéis a casa en coche, y luego, dependerá de las actividades de cada uno, pero, a no ser que hagáis algún deporte o actividad que sea exclusivamente al aire libre, seguiréis estando en un interior. Es decir, supongamos que, si cenáis a las 22h, probablemente hasta que salgáis del trabajo y comáis (si salís a las 15h, y según llegáis coméis), habréis estado casi de continuo 18 horas dentro de un espacio cerrado. 18 horas de 24 horas en un interior como mínimo.
Teniendo esto en cuenta, desde luego que preocuparse por lo que respiramos en casa, o en el trabajo, tiene sentido, y más aun sabiendo que los estudios atribuyen más de cinco millones1 de muertes prematuras anuales a la mala calidad de aire interior. Por otro lado, también existen muchas enfermedades asociadas, o que se ven exacerbadas por esto mismo: el asma, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (conocida como EPOC), enfermedades cardiovasculares, dolores de cabeza y migrañas.
Aquí entra el proyecto K-HEALTHinAIR, un proyecto que busca identificar y abordar los diferentes contaminantes presentes en los interiores, y evaluar como afectan a la salud humana. Para ello, combina tecnologías de monitorización de aire de bajo coste en diferentes espacios (hospitales, aulas, casa, residencias…) con herramientas de análisis de datos para entender la exposición a estos contaminantes, y proponer soluciones innovadoras para mitigar sus efectos.
Llegados a este punto, seguramente surja la duda de cuáles son esos contaminantes tan dañinos que respiramos diariamente, y sus fuentes: algunos de los principales contaminantes en ambientes interiores más comunes son el CO2, proveniente de la respiración humana, y puede causar fatiga, dolor de cabeza, o disminución de la concentración; el formaldehído, presente en muebles, pinturas, materiales de construcción, humo de cigarro, causante de irritación en ojos, nariz y garganta, bronquitis y relacionado con un mayor riesgo de cáncer; el material particulado (PM), con origen en el cocinado y actividades de combustión en general. Las partículas más pequeñas pueden penetrar en los pulmones, provocando problemas respiratorios y cardiovasculares; los compuestos orgánicos volátiles (COVs), provenientes del cocinado, humo de cigarro, ambientadores, pinturas… Pudiendo provocar mareos, asma, irritación; y el dióxido de nitrógeno (N2O), presente debido a combustiones en cocinas o estufa de gas, o de combustibles. Este contaminante puede empeorar los síntomas respiratorios.2 Además, las fuentes exteriores también pueden influir en la calidad de aire interior.
Fuente: González-Martín J, Kraakman NJR, Pérez C, Lebrero R, Muñoz R. A state–of–the-art review on indoor air pollution and strategies for indoor air pollution control. Chemosphere. 2021;262:128376. doi:10.1016/J.CHEMOSPHERE.2020.128376
Es decir, muchas de las actividades o materiales usados día a día, puede ser fuente de contaminantes interiores. Pero al igual que estos contaminantes tienen unas fuentes “sencillas y comunes”, algunas de las estrategias que puedes aplicar para contrarrestarlos, también lo son: la ventilación de forma regular (sí, ahora es invierno y los días que hay temperaturas cercanas a las de Siberia no es agradable, pero con unos minutos seguramente sea suficiente) siempre será una buena forma. O en el caso del cocinado, el uso de campanas de extracción. Disminuir el uso de ambientadores, también puede ayudar a reducir estos contaminantes y, por lo tanto, mejorar la calidad de aire interior. Como se ha explicado, el tabaco es muy dañino también, por lo que lo ideal sería no realizar esta actividad dentro de casa. Estos son ejemplos de actividades sencillas a realizar para mejorar la calidad de aire interior, y, por lo tanto, tu calidad de vida.
En definitiva, la calidad del aire interior es un aspecto fundamental que no debe pasarse por alto. Aunque las fuentes de contaminación en el hogar o en los espacios cerrados puedan parecer inevitables, pequeños cambios en nuestros hábitos diarios y decisiones conscientes pueden marcar una gran diferencia en nuestra salud y bienestar. No se trata solo de mejorar el ambiente en el que vivimos, sino de protegernos a nosotros mismos y a nuestras familias de los efectos negativos de un aire contaminado. Después de todo, si pasamos gran parte de nuestra vida en interiores, ¿por qué no hacer de esos espacios un lugar donde respirar sea sinónimo de salud y tranquilidad?
1 González-Martín J, Kraakman NJR, Pérez C, Lebrero R, Muñoz R. A state–of–the-art review on indoor air pollution and strategies for indoor air pollution control. Chemosphere. 2021;262:128376. doi:10.1016/J.CHEMOSPHERE.2020.128376
2 Mannan M, Al-Ghamdi SG. Indoor Air Quality in Buildings: A Comprehensive Review on the Factors Influencing Air Pollution in Residential and Commercial Structure. International Journal of Environmental Research and Public Health 2021, Vol 18, Page 3276. 2021;18(6):3276. doi:10.3390/IJERPH18063276
