Durante tres años, la Fundación Ramón Areces ha apoyado siete proyectos científicos dedicados a dibujar una transición energética innovadora y eficiente. María González, Dolores Esquivel y Álvaro Campos-Celador explican cómo han madurado sus propuestas en este tiempo

En 2017, y dentro del XVIII Concurso de Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia -convocado cada dos años-, la Fundación Ramón Areces adjudicó 675.229 euros a siete proyectos relacionados con nuevos agentes catalíticos, sistemas de captación de CO2, nuevos sistemas de producción de hidrógeno, fotosíntesis artificial y de almacenamiento térmico.

Han transcurrido tres años desde la dotación de las ayudas. Tiempo en el que los investigadores han podido trabajar con estabilidad económica y profesional. Y aunque en el largo plazo científico el tiempo que ha pasado es apenas un suspiro, los últimos meses han sido convulsos para todos, pero más si cabe para la investigación.

Con las conclusiones de la COP-25 de Madrid aún bajo la lupa, la emergencia del coronavirus lo ha puesto todo patas arriba. La carrera por dar con fármacos efectivos y hacer cumbre con la anhelada vacuna son los highlights que impiden profundizar en las raíces de la cuestión: la necesidad de elevar a las alturas el estatus de la I+D+i con recursos económicos y con un calado que penetre en todos los ámbitos. Preservar el futuro será tarea de un híbrido científico-tecnológico.

La vocación de María González empezó a forjarse muy pronto. “Me encantaban las clases de matemáticas de Don Paco en el colegio de Benimámet, el barrio de Valencia en el que crecí”. Más tarde, su prima le plantea el reto de estudiar químicas. Al afán investigador se engancha desde el proyecto de fin de carrera, donde coincidió con un grupo apasionado por la ciencia.

Su proyecto aborda el diseño de nanocatalizadores capaces de absorber luz y transformarla en energía térmica o química. “Así logramos diseñar procesos que requieran menos temperatura y consumo energético en comparación con los procesos convencionales. También permiten la obtención de productos y avances hasta ahora imposibles de alcanzar térmicamente”, explica.

Nanopartículas de upconversion sintetizadas en el laboratorio del equipo investigador de María González e iluminadas con LED de infrarrojo cercano. (Imagen: María González).

Esta línea de trabajo responde a uno de los retos a los que se enfrenta la investigadora en el Instituto de Ciencia Molecular de la Universidad de Valencia. “El desafío es desarrollar nanomateriales estimulados por la luz que contribuyan a un planeta más sostenible o eficaces en futuras terapias”. González es optimista. “Se trata de un área en constante expansión. En los próximos años espero ver cómo los resultados obtenidos se traducen en mejoras reales para la sociedad”.

Dolores Esquivel, también química, se decantó por la investigación durante el tiempo que colaboró con los profesores César Jiménez Sanchidrián y Francisco José Romero Salguero, de la Universidad de Córdoba, donde volvió en el año 2015. Antes pasó por la Universidad de Gante (donde estuvo 4 años como postdoc) y realizó una estancia en Japón, en Toyota Central R&D Labs, bajo la dirección del Dr. Shinji Inagaki.

El investigador japonés es uno de los descubridores de los PMOs, una tipología de materiales híbridos orgánico-inorgánicos. “En Toyota empecé a investigar en la producción de hidrógeno haciendo uso de diferentes materiales con metales y sistemas enzimáticos artificiales”, detalla Esquivel. Desde entonces, se interesó por la obtención de hidrógeno a partir de la descomposición fotoquímica del agua, columna vertebral del proyecto seleccionado por la Fundación Ramón Areces en 2017.

En su propuesta tratan de unir las ventajas de la energía solar, “la renovable por excelencia”, con las capacidades del hidrógeno, “uno de los vectores energéticos con más futuro”. Entre las barreras a superar para la generalización de esta alternativa está lograr nuevos procesos y tecnologías con los que la obtención del hidrógeno sea más sostenible. “La descomposición fotoquímica del agua promovida por la radiación solar proporciona una cierta esperanza de producir un combustible limpio y de mínimo impacto medioambiental”.

Álvaro Campos-Celador es doctor en Ingeniería Térmica por la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao UPV/EHU. Al igual que en el caso de García y Esquivel, supo durante el proyecto de fin de carrera que su sitio estaba en el laboratorio. “El camino profesional mayoritario entre mis compañeros fue el de una ingeniería. Sin embargo, pese a que a priori hay mayor precariedad, elegí la libertad y la creatividad que me ofrecía la investigación”. Desde 2012 dispone de plaza como docente investigador en la Universidad del País Vasco UPV/EHU.

Con su tesis doctoral abrió una línea investigadora que años después le sirvió para ser uno de los seleccionados por la Fundación Ramón Areces. La protagoniza el almacenamiento térmico latente. Dicho de otro modo, consiste en utilizar energía de cambio de fase asociada a la fusión/solidificación de un material para conseguir grandes capacidades de almacenamiento térmico en volúmenes reducidos.

El proyecto en el que ha trabajado en los últimos tres años pretende el desarrollo de sistemas a escala real basados en mezclas eutécticas de base urea. “Son mezclas con un gran potencial. Con ellas podemos lograr capacidades de almacenamiento mucho mayores y a menor coste”. Campos-Celador añade que su investigación también aborda algunos problemas pendientes de resolver. “Los obstáculos son la baja estabilidad, la baja conductividad térmica, controlar el sobre enfriamiento al solidificar o potenciales problemas de compatibilidad química”.

Tradicionalmente, el almacenamiento térmico se ha basado en tanques de líquido que acumulan un cierto volumen a una temperatura determinada. “Estas soluciones son relativamente sencillas y baratas, pero necesitan grandes volúmenes para el almacenamiento de la energía térmica y adolecen de pérdidas importantes”. La propuesta de Campos-Celador es compacta y de bajo coste. “Ayuda a desarrollar energías renovables térmicas, recuperar el calor industrial y, en general, contribuye a mejorar la eficiencia térmica de los procesos”.

Dolores Esquivel considera que en estos tres años han cumplido muchos de los objetivos propuestos. El grupo ha sintetizado materiales híbridos orgánico-inorgánicos con modelos biomiméticos tipo [Fe2S2]. “Este avance no sólo nos ha permitido estudiar la generación de hidrógeno bajo irradiación visible, sino ampliar conocimientos hacia nuevos sistemas catalíticos útiles en el futuro”. 

Esquivel valora desde distintas ópticas el apoyo prestado por la Fundación Ramón Areces. “Me ha permitido alcanzar autonomía ideológica y económica a la hora de dar salida a mis inquietudes científicas en un grupo de investigación ya consolidado. Sin su ayuda no habríamos podido avanzar por falta de financiación en España. Hemos podido adquirir los recursos materiales necesarios y contratar a jóvenes investigadores”.

María González detalla que, gracias al impulso de la Fundación, en el equipo ya disponen de varios nanomateriales “con características de estabilidad o de eficiencia muy especiales y únicas”. “Estamos en contacto con investigadores de otros países para ampliar su aplicación. También trabajamos con empresas en el estudio de su viabilidad en aplicaciones industriales”.

Campos-Celador admite que, con su contribución al proyecto, la Fundación Ramón Areces se convirtió en primera fuente de financiación externa que le ayudó tras concluir el doctorado. “Me han permitido formar un pequeño grupo investigador y sentar las bases para presentarnos con garantías a otras convocatorias competitivas”.

“Si algo dejó claro la cumbre es que hay que luchar contra el cambio climático con nuevos modelos energéticos”, apunta Dolores Esquivel. “Hay que dar pasos adelante y cerrar acuerdos en el ámbito de la energía eólica y fotovoltaica. Precisamos desarrollar tecnologías con las que encarar la transición energética hacia un modelo más sostenible”.

En lo que respecta al hidrógeno, en la cita celebrada en Madrid la investigadora opina que quedó claro que se ha posicionado “como la alternativa más eficiente, viable y segura”. “Las nuevas tecnologías para producirlo serán fundamentales en numerosos ámbitos de la sociedad”.

“Más que una acción concreta, lo más factible de aplicar a escala global es un incremento en la conexión de los ámbitos publico y privado”, añade María González, para quien también es necesario un mayor acercamiento entre lo académico y la sociedad. “Solo así saldrán adelante nuevos avances e innovaciones”.

Álvaro Campos-Celador opina que, tal y como quedó patente en la COP-25, ahora es importante que se impongan medidas que desemboquen en sociedades sostenibles “en el amplio sentido de la palabra”. “Es decir -añade el investigador-, que sean capaces de ajustar sus necesidades energéticas a las capacidades tecnológicas del momento, sin incurrir en una degradación insostenible de las bases materiales de la vida en el planeta”.

La crisis del coronavirus está sacando a la luz la cruda realidad de años de recortes en ciencia e I+D. Según María González, “se va a producir un cambio en la consideración hacia la I+D+i. Estas semanas todos deseamos que la ciencia avance a pasos agigantados y que se fabrique el material necesario a toda velocidad. Esto sólo es posible si España cuenta con una buena infraestructura científico-tecnológica; sólida y profesional”. En un futuro, González espera que el avance científico logre adelantarse tanto a nuevas pandemias como a problemas derivados del cambio climático. “Pero para ello es preciso más inversión”.

Dentro del cambio de percepción de la sociedad hacia la I+D+i, Dolores Esquivel percibe que es en cuestiones medioambientales donde existen mayores niveles de conciencia entre la ciudadanía. “Las energías renovables, la biomedicina o la agricultura son áreas que necesitan innovación constante. Lamentablemente, en España la inversión pública no es suficiente. Las ayudas de entidades privadas a la investigación son muy valiosas pero lo ideal es que fueran un complemento al apoyo público”.

La irrupción de coronavirus puede tener una incidencia especialmente negativa en su campo de acción. “Creo que la inversión en energías renovables se verá gravemente afectada por la crisis económica. Aunque es difícil anticiparse, es posible que haya gobiernos que se centren en reconstruir rápidamente sus economías, dejando aparcados proyectos y medidas de transición energética. Sin embargo, si algo hemos de aprender de todo esto es que se trata de un problema global. Las decisiones que se tomen ahora nos afectarán a todos en el futuro”, añade Esquivel. 

“Vivimos en un momento en el que precisamos de soluciones rompedoras que solo la ciencia puede lograr. El problema es que requiere de fuertes inversiones y plazos de retorno muy largos”, apunta Álvaro Campos-Celador. En este contexto, el investigador defiende las aportaciones privadas. “Demuestran un compromiso que debe ser socialmente reconocido. Si esa generosidad se convierte en un valor competitivo, iniciativas similares se multiplicarán”.

“Tragedias como la actual crisis del COVID-19 sirven, pese a su elevado coste social y económico, para constatar la necesidad de anticiparse a los problemas. La apuesta por la ciencia es la vía fundamental para ver llegar otros peligros en las próximas décadas”, afirma el investigador.

Fuente: INNOVASPAIN