“La gestión de los residuos y su valorización es un ámbito en el que todavía tenemos mucho camino por recorrer«
Andoni Gil Bravo será el encargado de abrir,el próximo 26 de noviembre, la Jornada Techsolids® en Zaragoza. Catedrático de Ingeniería Química de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) e investigador especializado en catálisis, materiales y valorización de residuos industriales, abordará en ponencia “Oportunidades en el empleo de residuos industriales para la captación de CO2 y contaminaciones emergentes” una perspectiva innovadora sobre el aprovechamiento de materiales que, hasta ahora, en muchos casos, se consideran residuos para llevar al vertedero.
¿Y si esos desechos industriales pudieran convertirse en recursos capaces de capturar CO₂ o contribuir a eliminar contaminantes del agua? Esta es una de las líneas de investigación que Gil Bravo compartirá con los profesionales asistentes.
El próximi 26 de noveimebre abordará las posibilidades del empleo de residuos industriales para capturar CO₂ y para eliminar contaminantes emergentes. ¿Qué oportunidades ofrece esta vía y por qué es importante avanzar en ella?
Son varios los aspectos que hay que tener en cuenta. Por un lado, uno de los retos que afrontan muchas industrias desde hace años es qué hacer con los residuos sólidos que producen. Tradicionalmente se han enviado a vertedero, donde dejan de recuperarse. También se ha tratado de reducir o minimizar su generación, pero en muchos casos siguen produciéndose.
Estos residuos, en función de su composición, pueden tener un potencial económico importante que merece la pena considerar. Las posibles aplicaciones también deben buscarse dentro de la propia empresa y pueden estar relacionadas con el tratamiento de emisiones líquidas y gaseosas. De esta forma, se trata de cerrar el ciclo entre la generación y utilización de residuos sólidos y el tratamiento integrado de las corrientes contaminantes.
¿Cómo pueden convertirse estos residuos industriales en recursos útiles para dar respuesta a problemas ambientales y qué tipos de residuos presentan mayor potencial para estas aplicaciones?
Es necesario disponer de información sobre las características de estos residuos, especialmente sobre su composición química. Una vez conocida, hay que analizar qué materiales se utilizan en el mercado para las diferentes aplicaciones y valorar si los residuos disponibles podrían servir para esas mismas soluciones. En ese caso, se trata de adaptar los conocimientos y tecnologías existentes a las características particulares de los residuos que genera cada industria.
En principio, cualquier tipo de residuo puede tener potencial de aplicación. En el caso particular de la captura de CO₂, también hay que tener en cuenta las condiciones térmicas en las que se realizaría el proceso para seleccionar el material más adecuado.
Si es necesario recuperar y reutilizar el material, los residuos de origen inorgánico están mejor posicionados que los de origen orgánico. Además, a los primeros se les han buscado muchas menos aplicaciones que a los segundos, ya que estos últimos también pueden gestionarse mediante incineración para generar energía al final de su vida útil.
La captura de CO₂ es, de hecho, uno de los grandes retos de la transición industrial. ¿Cómo pueden aprovecharse los residuos para desarrollar materiales capaces de capturar este gas y en qué sectores o procesos industriales podrían tener más aplicación?
El punto de partida es –como decía antes– conocer la composición química del residuo y cómo se ha generado. Dado que la captura de CO₂ mediante adsorción depende en gran medida de la superficie del material utilizado como adsorbente, hay que estudiar cómo desarrollar y optimizar esa superficie.
La molécula de CO₂ queda retenida en la superficie del material, por lo que es importante que esta sea accesible y, en principio, cuanto mayor sea su superficie específica, mejor. También influye su naturaleza química. La molécula de CO₂ presenta un carácter ácido débil, por lo que nos interesa que la superficie del material tenga propiedades básicas para favorecer su interacción y retención.
También hay que tener en cuenta cómo se genera el CO₂. Si procede del combustible utilizado, una solución para reducir las emisiones es sustituirlo por otro que genere menos emisiones. Sin embargo, si es el propio proceso productivo el que genera CO₂, la alternativa pasa por intentar capturarlo o, en última instancia, transformarlo químicamente.
Su ponencia también aborda los contaminantes emergentes, cuya eliminación plantea nuevos desafíos para la industria y el tratamiento del agua. ¿A qué tipo de contaminantes nos referimos y cómo pueden ayudar estos materiales a eliminarlos?
Los contaminantes emergentes o de preocupación emergente son compuestos químicos y materiales de origen sintético o natural cuya presencia y efectos no están plenamente caracterizados o regulados, pero que generan preocupación por sus posibles consecuencias sobre la salud y el medio ambiente.
La Comisión Europea establece listas de observación que permiten identificar y monitorizar sustancias cuya presencia en el medio acuático requiere una mayor investigación. A partir de la información obtenida, se evalúa si deben incorporarse a las listas de sustancias prioritarias. En general, se trata de sustancias que pueden caracterizarse por su persistencia, capacidad de bioacumulación y posibilidad de transformarse en otros compuestos potencialmente más tóxicos, como determinados metabolitos.
Entre las principales categorías de contaminantes emergentes encontramos los fármacos de uso humano, como analgésicos (diclofenaco e ibuprofeno), los medicamentos veterinarios y antibióticos, como los macrólidos (eritromicina), así como las hormonas y los disruptores endocrinos, entre ellos el 17-alfa-etinilestradiol. También se incluyen las drogas de abuso, como la cocaína y las metanfetaminas; los plaguicidas y biocidas, como el diurón y la atrazina; y las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), presentes en productos antiadherentes, impermeabilizantes y espumas contra incendios.
A estas familias se suman los microplásticos y nanoplásticos, los retardantes de llama utilizados como aditivos industriales, los plastificantes y antioxidantes, como determinados bisfenoles y ftalatos, y los productos de cuidado personal y cosméticos, entre ellos filtros solares, fragancias y lociones. También encontramos derivados de productos de limpieza, como detergentes y tensioactivos, y cianotoxinas, sustancias tóxicas producidas por determinadas cianobacterias.
Como en el caso del CO₂, los residuos pueden utilizarse para separar estos contaminantes del medio acuoso mediante procesos de adsorción. La superficie del material y su naturaleza química pueden favorecer su retención. Además, como muchos de ellos son moléculas orgánicas, también se puede intentar degradarlos. En este caso, la naturaleza química del residuo vuelve a desempeñar un papel importante y se pueden estudiar procesos de fotodegradación o fotocatálisis en los que la luz solar tenga un papel clave.
¿Cuáles son las principales dificultades para llevar estas soluciones a la práctica y qué factores determinan su viabilidad técnica y económica?
En este caso se presentan dificultades adicionales, ya que los propios residuos pueden reaccionar con el medio acuoso o con las sustancias presentes en él. Además, también pueden liberar componentes al agua. Por tanto, la viabilidad técnica puede ser más compleja que en el caso de la retención del CO₂.
Para que estas soluciones sean realmente sostenibles, también hay que valorar los recursos que consumen y qué ocurre con los materiales después de utilizarlos. ¿Cómo se evalúa su impacto ambiental y qué retos plantea su reutilización o regeneración?
Es evidente que hay que avanzar por etapas. La primera consiste en comprobar si el residuo generado tiene capacidad para retener CO₂, transformarlo o retener y degradar contaminantes emergentes. Puede que no sea posible utilizarlo directamente y que sea necesario realizar algún tipo de transformación o activación para adecuarlo a la aplicación.
Una vez superadas estas etapas iniciales, hay que comprobar si realmente es posible utilizarlo a escala industrial. Seguramente, algunas soluciones puedan funcionar a nivel de laboratorio o de planta piloto, pero también interesa estudiar su escalado. Posteriormente, para evitar generar un nuevo residuo a partir del original, habrá que analizar su posible reutilización o regeneración.
Una vez comprobado que el proceso es viable, como en cualquier otra actividad industrial, habrá que evaluar su impacto ambiental y su coste económico.
El reto principal es poder dar utilidad a un residuo que en muchos casos no se aprovecha. Si, además, esta utilidad tiene un carácter medioambiental y permite resolver, al menos parcialmente, otra problemática, mucho mejor.
Desde su experiencia en la Universidad Pública de Navarra, ¿cómo ve la evolución de la industria española en materia de innovación ambiental? ¿Estamos avanzando al ritmo necesario para reducir emisiones y aprovechar mejor los recursos?
Los grandes números indican que las emisiones se están reduciendo, quizá no al ritmo esperado, pero entiendo que todo el sector industrial es consciente de esta problemática y que se está trabajando en ella desde las diferentes instituciones regionales y nacionales. En algunos casos lo he vivido de manera muy cercana y los cambios y avances han sido importantes.
La gestión de los residuos y su valorización es un ámbito en el que todavía tenemos mucho camino por recorrer. Entiendo que el día a día de las empresas no permite abordarlo como se debería, pero, como en el caso anterior, el sector industrial también es consciente de la problemática y del potencial de desarrollo que existe.
En este sentido, creo que hay una muy buena oportunidad para crear consorcios entre universidades o centros de investigación y empresas, con el objetivo de estudiar posibles líneas de actuación. Los industriales no deben tener miedo de acercarse a estos centros y pedir una opinión o ayuda. Muchas veces, el investigador es muy receptivo y, si se le plantea un reto que resolver o desarrollar, seguro que trabajará en ello en beneficio de la empresa.
De cara a los próximos años, ¿qué avances considera más importantes para extender el uso de residuos industriales en la captura de CO₂ y la eliminación de contaminantes? ¿Qué falta para que estas soluciones lleguen a más empresas?
Falta un salto cualitativo. La tecnología más desarrollada para la captura de CO₂ es la absorción, es decir, su retención mediante una disolución líquida básica. La retención mediante adsorción está menos desarrollada, aunque es una tecnología conocida. Falta avanzar en el conocimiento de cómo llevarla a cabo y optimizarla. Eventos como las Jornadas Techsolids son ideales para contribuir a ello.
El caso de los contaminantes emergentes es diferente, porque suelen encontrarse en concentraciones muy bajas y los procesos de retención o degradación pueden verse interferidos por la presencia de otras sustancias en el medio acuoso, como la materia orgánica natural (MON). Entiendo que, en este caso, puede ser más eficaz abordar la minimización de la generación de estos contaminantes y evitar su vertido que intentar resolver el problema cuando ya se encuentran en el agua.
Las Jornadas Techsolids reúnen a profesionales de distintos ámbitos vinculados a la tecnología de sólidos. ¿Qué valor tienen estos encuentros para acercar la investigación a las necesidades reales de la industria y favorecer nuevas colaboraciones entre universidad y empresa?
Para mí, este tipo de jornadas son cruciales. Entre las tareas del profesor e investigador universitario está la de formar técnicos y profesionales en distintos niveles de conocimiento: grado, máster y doctorado. Los estudios de grado y máster proporcionan una base fundamentalmente teórica, que resulta imprescindible para afrontar posteriormente la vida profesional. El estudiante no debe tener prisa durante esos primeros cuatro o seis años, sino aprovecharlos para adquirir una formación sólida. Después tendrá unos 40 años para desarrollarse profesionalmente. A nivel europeo, el estudiante universitario español siempre ha sido reconocido por contar con una muy buena base.
El doctorado, en cambio, es la etapa de investigación y aplicación. Los trabajos pueden ser de investigación básica, centrados en generar conocimiento, aplicados o una combinación de ambos enfoques. En este ámbito, la participación de una empresa o el planteamiento de un problema industrial concreto pueden ser muy importantes, ya que permiten colaborar y alcanzar objetivos conjuntos.
Puede que las soluciones desarrolladas no tengan un gran impacto desde el punto de vista científico, pero sí permiten resolver un problema real de la industria, el objetivo estará más que conseguido. Muchas veces las soluciones son relativamente fáciles de llevar a cabo, pero se desconoce cómo hacerlo. De ahí la importancia de estas jornadas: permiten presentar los problemas y las dificultades para que, con el tiempo, puedan encontrarse soluciones.
¿Qué idea principal le gustaría que los asistentes se llevaran de su ponencia en la Jornada Techsolids 2026?
Mi ponencia tendrá un enfoque aplicado. Aunque inicialmente hablaré de cómo abordar el problema de las emisiones de CO₂, presentaré nuestra experiencia en el desarrollo de materiales a partir de un residuo industrial peligroso para utilizarlos en la captación de este gas. Estos materiales también pueden emplearse en procesos de transformación química.
Así que la idea que yo podría dejar con esta ponencia sería: “El siguiente material a utilizar en la captación de CO₂ puede ser tu residuo, atrévete a probarlo”.