El Centro Tecnológico EURECAT lidera el proyecto MicroWorld Puertos, que tiene como objetivo identificar y caracterizar cepas bacterianas capaces de biodegradar los microplásticos y nanoplásticos presentes en el medio marino.
Asimismo, en el marco del proyecto Bioforin, EURECAT ha desarrollado nuevas técnicas para obtener energía y transformar en productos como el biocarbón los materiales procedentes de la gestión sostenible de los bosques.
Por otro lado, el Centro Tecnológico catalán lidera el proyecto TEXWOODS, que cuenta con la participación del Centro de Ciencia y Tecnología Forestal de Catalunya y de la Universitat de Lleida, con el fin de convertir la biomasa producida por la gestión de los bosques en fibras de celulosa regenerada.
Además, EURECAT ensaya con la startup Ocean Ecostructures unas innovadoras estructuras biomiméticas para renaturalizar los fondos marinos.
Bacterias capaces de biodegradar los microplásticos y nanoplásticos
El Centro Tecnológico EURECAT lidera el proyecto MicroWorld Puertos, que tiene como finalidad identificar y caracterizar bacterias capaces de biodegradar microplásticos y nanoplásticos presentes en el mar, uno de los grandes retos medioambientales actuales.
La investigación se llevará a cabo en el Puerto de Tarragona y en la playa de La Pineda, con el objetivo de asegurar que las cepas bacterianas identificadas estén adaptadas a las condiciones locales del Mediterráneo.
“La contaminación por microplásticos es una de las principales preocupaciones ambientales actuales. Se trata de polímeros persistentes y de medida reducida que afectan a los ecosistemas y la salud humana, ya que pueden entrar en las cadenas alimentarias”, explica el jefe de Línea de estudios preclínicos de la Unidad de Nutrición y Salud de EURECAT, Roger Mariné.
Según datos recientes de un estudio realizado por la organización WWF, España es el segundo país que más plásticos vierte al Mediterráneo. Pere Puigbò, investigador de la Universitat Autònoma de Barcelona, que participa en el proyecto, comenta que “la contaminación por microplásticos ha aumentado exponencialmente, especialmente de materiales como el polietileno, poliestireno, polipropileno o PVC, que de manera natural se degradan muy lentamente”.
Por este motivo, el proyecto “aporta una vía innovadora basada en la identificación y caracterización de microorganismos que se desarrollan alrededor de estos plásticos, combinando investigación microbiológica y bioinformática, para abordar este reto ambiental global”, apunta la directora de la Unidad de Nutrición y Salud de EURECAT, Sara Gómez.
En el marco del proyecto MicroWorld Puertos también se evalúa la toxicidad de los plásticos mediante estudios experimentales in vitro, con el objetivo de reducir la contaminación marina y avanzar hacia un modelo de puerto más sostenible e innovador. En este sentido, la Unidad de Nutrición y Salud de EURECAT utiliza modelos experimentales in vivo para evaluar los efectos de microplásticos y nanoplásticos sobre la salud.
El proyecto ha sido seleccionado en la última convocatoria de ideas de Puertos 4.0, el fondo de capital promovido por Puertos del Estado, para fomentar la innovación abierta en el ámbito logístico-portuario. Además, cuenta con la colaboración del Consorcio MicroWorld, que incluye la Universitat Autònoma de Barcelona, la Universidad de Turku (Finlandia) y la Universidad de Tohoku (Japón).
Fomentar la bioeconomía regional y la resiliencia climática
Asimismo, EURECAT ha desarrollado nuevas técnicas para valorizar los residuos forestales obtenidos de la gestión sostenible de los bosques y generar materiales, como el biocarbón, con propiedades adecuadas para diferentes usos, entre los cuales destacan la descontaminación de aguas y corrientes gaseosas y la mejora de la fertilidad de los suelos.
Mediante el uso de tecnologías termoquímicas como la combustión o la gasificación, la Unidad de Residuos, Energía e Impacto Ambiental de EURECAT está trabajando en la recuperación de energía y la obtención de otros productos de alto valor a partir de los subproductos generados durante esta gestión forestal.
Según explica el director de la Unidad de Residuos, Energía e Impacto Ambiental, Frederic Clarens, el objetivo es “demostrar la viabilidad de implementar los procesos termoquímicos para convertir la biomasa forestal en un producto con valor tanto energético como material”.
El biocarbón, también conocido como biochar, es un material rico en carbono que se obtiene al descomponer térmicamente residuos orgánicos, como la madera o restos agrícolas, a temperaturas de entre 500 y 1.000 °C, en un ambiente sin oxígeno, mediante la técnica de la pirólisis.
A diferencia del carbón vegetal, que se utiliza principalmente como combustible, el biocarbón presenta propiedades como una elevada superficie específica y una gran porosidad, que lo hacen apto para aplicaciones diversas. En concreto, como comenta el investigador de EURECAT Víctor Ortiz, “se está trabajando en la adecuación fisicoquímica del biocarbón obtenido en la gasificación para aplicarlo en procesos de descontaminación de aguas, de corrientes gaseosas y la mejora de la fertilidad de los suelos”.
Paralelamente, también se investiga cómo mejorar el rendimiento de la producción de biometano en un digestor anaerobio de residuos municipales, utilizando estos productos forestales como sustrato complementario. Para hacerlo, se están aplicando pretratamientos químicos a los productos forestales para incrementar la digestibilidad.
De acuerdo con el director de la Unidad de Agua, Aire y Suelos, Xavier Martínez, EURECAT “está estudiando cómo aprovechar de manera sostenible la biomasa de nuestros bosques y los productos generados durante la gestión de residuos”. Para hacerlo, se investigan las diversas fases del proceso de obtención de productos de valor añadido a partir de los residuos generados en la gestión forestal. El objetivo, añade, es “asentar las bases de una gestión sostenible que aporte valor ecológico y económico a nuestros bosques, y permita afrontar los desafíos del cambio climático”.
La innovación se enmarca en el proyecto Bioforin, que tiene como objetivo “transformar la biomasa forestal, un producto que a priori tiene poco valor, en una fuente de energía sostenible o un material de alto valor añadido”, destaca Angie Marcela Pedraza, investigadora de la Unidad de Agua, Aire y Suelos y coordinadora del proyecto en EURECAT.
En el marco del proyecto, EURECAT “ha podido probar las aplicaciones de este nuevo material, el biocarbón, en procesos de descontaminación gracias a activaciones físicas y químicas que han permitido mejorar las propiedades de absorción del sulfuro de hidrógeno (H₂S) y de varios contaminantes presentes en las aguas”, añade Pedraza.
Bioforin es un proyecto de fomento de la bioeconomía regional y la resiliencia climática mediante el impulso de la investigación y el desarrollo de nuevas aplicaciones de valor añadido en el mercado. La iniciativa impulsa el uso de la biomasa forestal, en primera instancia para destinarla a la generación de energía térmica, y originar, a la vez, una oportunidad para una gestión sostenible y resiliente de las masas forestales, y fomentar la generación de nuevos bioproductos y aplicaciones innovadoras.
Bioforin cuenta con el apoyo de la Fundación Biodiversidad del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO) en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia (PRTR), financiado por la Unión Europea – NextGenerationEU.
Nueva tecnología de hilatura en húmedo para incrementar la circularidad en el sector textil
Por otro lado, el Centro Tecnológico catalán lidera un proyecto que permitirá convertir la biomasa producida por la gestión de los bosques en fibras de celulosa regenerada para la industria textil, en línea con el impulso a la bioeconomía.
En concreto, la iniciativa, en la que participan también el Centro de Ciencia y Tecnología Forestal de Catalunya y la Universitat de Lleida, busca incrementar el valor añadido de la biomasa forestal con la transformación de restos de poda, ramas o madera de menor calidad en productos como las fibras de celulosa regenerada para textiles sostenibles y materiales innovadores. De este modo, es posible contribuir a la reducción de la carga de combustible en los bosques y fomentar la creación de industrias locales y la economía circular en el mundo rural.
En el marco del proyecto TEXWOODS, EURECAT trabaja en el aprovechamiento de los residuos forestales en aplicaciones de alto valor a través de nuevas tecnologías de biorrefinería a partir de biomasa lignocelulósica, es decir, procedente de materiales vegetales como la madera, y aplica tecnología de hilatura en húmedo innovadora a la celulosa recuperada, para la obtención de tejidos sostenibles y circulares tan necesarios en el contexto actual de economía lineal.
EURECAT también implementa el diseño de procedimientos de disolución de los biopolímeros que minimizan el impacto ambiental de los procesos de hilatura, a través del uso de disolventes ecológicos -conocidos como green solvents- y nuevos métodos para su recuperación.
Desde el punto de vista de la sostenibilidad, la iniciativa se basa en el desarrollo y optimización de procesos para la fabricación de fibras regeneradas circulares, teniendo en cuenta factores que van desde el rendimiento en la extracción del biopolímero, hasta el consumo de energía y agua, el impacto ambiental de los disolventes o la calidad del producto.
En esta línea, el proyecto estudia la influencia de los parámetros del proceso, los sistemas de disolventes y los tratamientos de las fibras, así como la gestión y el reciclaje para implementar nuevos enfoques circulares.
Cómo señala el director de Ecosistemas de EURECAT, Gabriel Anzaldi, EURECAT “desarrolla proyectos innovadores para impulsar la bioeconomía como motor de transformación en múltiples sectores, como el textil, en este caso, para favorecer nuevos modelos económicos que generen oportunidades con el uso sostenible de los recursos naturales”.
En el ámbito del proyecto, EURECAT ha adquirido recientemente un nuevo equipamiento pionero en el país para implementar la tecnología de hilatura en húmedo que “permitirá transformar polímeros presentes en la naturaleza o recuperados de residuos generados en diferentes industrias en nuevos filamentos que se pueden incorporar como fibras en la fabricación textil”, explica la directora de la unidad de Textiles Funcionales de EURECAT, Virginia García.
El equipamiento ha sido diseñado por la empresa FET (Fibre Extrusion Technology), de acuerdo con los requerimientos fijados por EURECAT para hacer posible el trabajo con polímeros de varios orígenes y viscosidades, un hecho que lo convierte en un recurso idóneo para la investigación y la innovación para la industria.
Los residuos que se usan como materia prima para el proceso de hilatura en húmedo suelen contener polímeros naturales o sintéticos, que pueden ser disueltos y regenerados para formar fibras.
Desde el punto de vista de la sostenibilidad y de la circularidad, los proyectos que aplican la tecnología de hilatura en húmedo tienen en cuenta el desarrollo de procesos respetuosos con el medio ambiente para la producción de fibras regeneradas, incluyendo la obtención de materias primas, el uso de disolventes sostenibles, el reciclaje y la valorización de los residuos, impulsando la resiliencia climática.
La finalidad, según señala Virginia García, es que “las empresas puedan incorporar esta tecnología como vía para la valorización de residuos y contribuir así al incremento de materiales textiles sostenibles y al desarrollo de procesos innovadores y eficientes para la producción de fibras regeneradas”.
De acuerdo con la directora de Textiles Funcionales de EURECAT, “la única manera de asegurar la cadena de suministro textil de fibras de celulosa es aumentar la capacidad de producción de fibras regeneradas”, un mercado que “se espera que aumente notablemente en los próximos años, dado que las empresas que hoy utilizan principalmente algodón tendrán que añadir fibras regeneradas en su programa de producción”.
Así, aquellas empresas que gestionan residuos con alto contenido en celulosa u otros biopolímeros como, por ejemplo, del sector agroalimentario, forestal, textil o de gestión ambiental de mares y costas, se podrán beneficiar de la innovación, así como la industria de la química y la biorrefinería, en la parte del fraccionamiento de la biomasa para la extracción de productos de alto valor añadido y de biopolímeros.
El proyecto TEXWOODS cuenta con el apoyo económico de la Generalitat de Catalunya a través de ACCIÓ, Agencia para la competitividad de la empresa, para generar tecnología y conocimiento diferencial que pueda ser incorporado a las empresas catalanas.
Restauración de los ecosistemas marinos en el Puerto de Barcelona y en el Puerto de Palma
La startup Ocean Ecostructures innova, con el apoyo del Centro Tecnológico EURECAT, en la renaturalización de los fondos marinos de los puertos, mediante el desarrollo y la monitorización de unas estructuras que mimetizan la naturaleza y replican las funcionalidades de un ecosistema costero, de forma que pueden llegar a generar uno de nuevo con entre el doble y seis veces más especies.
Esta estrategia, que ya se ha instalado en los puertos de Barcelona y de Palma, tiene como objetivo transformar infraestructuras grises, en este caso puertos comerciales, en infraestructuras azules u oasis marinos, a través de la restauración de espacios degradados y contaminados y la recuperación de la biodiversidad.
Las estructuras desarrolladas por Ocean Ecostructures con el apoyo de EURECAT integran innovaciones en diseño del producto, en simulaciones y en caracterizaciones de materiales, así como en el análisis de los datos obtenidos mediante modelos predictivos de inteligencia artificial y en nuevos sistemas de fijación y restauración de ciertas especies. Estas soluciones tecnológicas permiten crear microescollos y bioparedes que facilitan la renaturalización de las infraestructuras portuarias y la mejora de la biodiversidad marina, con el fin de propiciar un impacto ambiental positivo que contribuya a combatir los efectos del cambio climático en las costas.
Estas estructuras biomiméticas diseñadas para contribuir a la restauración y a la protección de los ecosistemas marinos se han instalado en los puertos de Barcelona y de Palma, en el marco del proyecto OASIS, que ha contado también con la empresa GPA SEABOTS, que se ha encargado de la integración tecnológica. OASIS, una iniciativa para la transformación de los puertos en agentes activos de regeneración de biodiversidad y lucha contra el cambio climático, se enmarca en la convocatoria de subvenciones del Plan de Impulso al Emprendimiento para la innovación en el sector portuario Puertos 4.0.
El proyecto “supone una mejora en clave de sostenibilidad y digitalización de los puertos comerciales y deportivos que concentran más contaminación e impacto ambiental”, explica la directora científica y cofundadora de Ocean Ecostructures, Anna Lloveras. Además, “aporta un avance en el desarrollo económico dentro del ámbito de la economía azul y abre la puerta a nuevos servicios ecosistémicos monetizables por parte de los puertos”.
En el marco de la colaboración y concretamente en el proyecto OASIS, “EURECAT ha desarrollado el diseño de los escollos y ha realizado simulaciones multifísicas para asegurar su resistencia a las corrientes y presiones del mar”, explica la Project Manager de la Unidad de Desarrollo de Producto de EURECAT, Maite Iriondo.