Qu¨ªmica circular

Desde que tengo memoria recuerdo haber o¨ªdo hablar de la importancia de reciclar. Pero nunca se ha hablado tanto sobre el tema como en los ¨²ltimos meses. Los fondos de recuperaci¨®n de la Uni¨®n Europea han puesto el foco y los recursos en la econom¨ªa circular. Sin embargo, para hacer realidad este cambio de paradigma se necesita algo m¨¢s que dinero. Actualmente, reciclar significa, en la mayor¨ªa de los casos, recoger, separar y conformar de nuevo. Obviamente, este proceso tiene limitaciones importantes porque, tras sucesivos ciclos, se acumulan las impurezas y el proceso se hace cada vez m¨¢s dif¨ªcil a medida que se pierden las propiedades originales. En los ¨²ltimos a?os, se han hecho esfuerzos importantes para facilitar el reciclado. Por ejemplo, hoy utilizamos distintos contenedores para separar los residuos, nuestras ciudades cuentan con puntos de recogida y se conceden ayudas p¨²blicas para apoyar esta nueva industria. Sin embargo, hemos hecho muy poco para mejorar el dise?o de los materiales de forma que su recuperaci¨®n y reconversi¨®n sea m¨¢s f¨¢cil. La realidad es que, a pesar de los a?os que llevamos reciclando, los materiales que queremos reutilizar hoy son muy parecidos a los que desech¨¢bamos ayer. Por eso su reciclado resulta tan dif¨ªcil y buena parte de lo que se recoge termina finalmente en los vertederos. Para que la econom¨ªa circular pueda girar sin fin y hacer realidad su objetivo de reutilizar continuamente lo que producimos, es necesario repensar el reciclaje. Este cambio comienza por planificar los procesos y los materiales para que, desde su concepci¨®n, est¨¦n dise?ados de forma que su recuperaci¨®n, separaci¨®n y reconversi¨®n en materias primas sean lo m¨¢s sencilla, eficiente y rentable posible.

Un buen ejemplo de lo que podemos conseguir mediante el dise?o molecular de la econom¨ªa circular lo constituye una nueva generaci¨®n de pl¨¢sticos que incluyen en su estructura enlaces que pueden romperse f¨¢cilmente. De esta manera, es posible recuperar los mon¨®meros que los constituyen y as¨ª asegurar su reutilizaci¨®n. Hace apenas unos meses, investigadores de la universidad de Constanza en Alemania, publicaron en la revista Nature el descubrimiento de un nuevo tipo de pl¨¢sticos que pueden reutilizarse una y otra vez. Este logro ha sido posible gracias a la incorporaci¨®n en su estructura de puntos de ruptura que permiten desensamblarlos f¨¢cilmente en sus componentes b¨¢sicos. De forma similar, otros investigadores, en este caso de la universidad de Berkeley, han utilizado enlaces din¨¢micos para producir una nueva generaci¨®n de termopl¨¢sticos. Estos enlaces permiten componer y descomponer estos materiales de forma reversible y virtualmente indefinida. Ambos descubrimientos son excelentes ejemplos de c¨®mo el dise?o a escala molecular de los materiales facilita su recuperaci¨®n y reutilizaci¨®n y hace m¨¢s sencillo y rentable reciclar todo lo que producimos.

Este cambio comienza por planificar los procesos y los materiales para que, desde su concepci¨®n, est¨¦n dise?ados de forma que su recuperaci¨®n, separaci¨®n y reconversi¨®n en materias primas sean lo m¨¢s sencilla, eficiente y rentable posible

No hay mejor ejemplo de lo que digo que los recientes avances en el uso de CO? como materia prima. A d¨ªa de hoy, es posible transformar este gas responsable del cambio clim¨¢tico en todo tipo de materiales, combustibles y productos qu¨ªmicos de alto valor a?adido. Recientemente, investigadores de la universidad de Toronto han logrado convertir el CO? en etileno, que es el compuesto con el que fabricamos algunos de los pl¨¢sticos m¨¢s comunes. Para ello han utilizado corriente el¨¦ctrica procedente de fuentes renovables. Hace apenas unas semanas, un equipo de investigadores japoneses y norteamericanos, han mejorado notablemente este proceso mediante el dise?o de un nuevo tipo de electrodo con el que han logrado transformar CO? en etileno con una eficiencia de casi el 90%. Estos y otros avances similares ponen de manifiesto c¨®mo la qu¨ªmica circular nos permite transformar lo que hoy es un residuo en un recurso, contribuyendo de esta forma a la lucha contra el cambio clim¨¢tico.

Otro de los gases que van a jugar un papel muy importante en la econom¨ªa circular es el hidr¨®geno. Desde hace d¨¦cadas, se ha propuesto su uso como alternativa a los combustibles f¨®siles porque su conversi¨®n en energ¨ªa produce ¨²nicamente agua. El problema es que en la actualidad para generar hidr¨®geno es necesario utilizar los mismos combustibles f¨®siles que se pretenden sustituir. Sin embargo, en los ¨²ltimos a?os se han producido avances muy notables en la producci¨®n sostenible de hidr¨®geno. El a?o pasado, un grupo de cient¨ªficos japoneses lograron descomponer el agua con luz con una eficiencia cu¨¢ntica cercana al 100% gracias al uso de un nuevo tipo de fotocatalizador. Y este mismo a?o, investigadores de la universidad de Berkeley, han sido capaces de conseguir eficiencias faradaicas de casi el 100% mediante la modificaci¨®n de fotoelectrodos de nitruro de galio. Estos avances, combinados con el abaratamiento y disponibilidad de las energ¨ªas renovables, han vuelto a poner al hidr¨®geno en el foco de atenci¨®n de la industria. De hecho, es una de las grandes apuestas de los fondos de recuperaci¨®n de la Uni¨®n Europea. Grandes empresas espa?olas como Iberdrola, Enag¨¢s, Endesa, Repsol, Naturgy, Acciona, Talgo o CAF, conscientes de la oportunidad que representa el hidr¨®geno verde, han comprometido grandes inversiones para liderar esta nueva industria.

Nuestro pa¨ªs puede aprovechar la ventaja competitiva que nos da nuestra posici¨®n geogr¨¢fica para generar energ¨ªa renovable de forma competitiva. Espa?a puede convertirse en la f¨¢brica europea de electrones verdes. Vender electricidad a buen precio es, sin duda, una excelente inversi¨®n, pero resulta mucho m¨¢s rentable vender mol¨¦culas. Avanzar en la cadena de valor desde el modesto electr¨®n a compuestos qu¨ªmicos de alto valor a?adido no solo es un buen negocio sino un paso importante hacia una econom¨ªa m¨¢s sostenible, resiliente y competitiva construida a escala molecular.

Javier Garc¨ªa Mart¨ªnez es presidente electo de la Uni¨®n Internacional de Qu¨ªmica Pura y Aplicada. Presidente de la Academia Joven de Espa?a. Catedr¨¢tico de qu¨ªmica inorg¨¢nica de la Universidad de Alicante y Catedr¨¢tico de la Fundaci¨®n Rafael del Pino. Patrono de la Fundaci¨®n Gadea por la Ciencia.

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