Proyectos encaminados a la creación de nuevos materiales

En el marco del Especial Repsol que les ofrecemos en el último número de la Revista PQ, recogemos en las siguientes líneas algunos de los Proyectos European Economic Area-Grants (EE-Grants), cuyo objetivo está enfocado en la mejora del medio ambiente y en la lucha contra el cambio climático. En este contexto, Repsol participó con iniciativas encaminadas a crear materiales avanzados que ahorran energía y respetuosos con el medio ambiente. Como muestra, a continuación resumimos algunos de ellos que, si bien ya han concluido tiempo atrás, son bastante ilustrativos.

NESOPOL: nuevos materiales a partir de subproductos de refinerías

El CO2 se considera la principal causa del cambio climático debido a sus propiedades de efecto invernadero y continua acumulación en la atmósfera. En este contexto, el Proyecto NESOPOL busca desarrollar procesos “verdes” de síntesis para obtener materiales poliméricos con alto valor añadido y respetuosos con el medio ambiente, a partir de intermedios obtenidos por incorporación de CO2 subproducto de refinerías, utilizando catalizadores propios para ello. Así, pretende desarrollar una solución alternativa, viable y sostenible para la obtención de productos que supongan además una solución para reducir la emisión de CO2 de la industria mediante la revalorización de este subproducto, tal y como informa Repsol.

Objetivos: reducción de emisiones de gases de efecto invernadero revalorizando el CO2, subproducto de refinería (reducir el 20% de impacto ambiental relativo a los residuos de CO2); sustitución del uso de materiales convencionales derivados del petróleo crudo por materias primas secundarias (el CO2 subproducto de refinerías) para la obtención de policarbonatos a base de CO2 (concretamente poliolpolicarbonato, precursor de poliuretano, en adelante poliol) y polipropilencarbonato (policarbonatos alifáticos, en adelante PPC); reducción de la huella de carbono del proceso de síntesis de los polímeros de interés un 20%; disminución de los compuestos orgánicos volátiles emitidos en un 85%; aumento de la biodegradabilidad de los nuevos productos (35% en el caso de polioles); reducción del 10% del consumo de energía en los procesos de síntesis de polímeros, debido al uso de catalizadores más activos, y la eliminación del 10% del uso de disolventes en la síntesis de los nuevos polímeros, con el objetivo de mejorar la sostenibilidad del proceso e introducción en el mercado de nuevos productos más respetuosos con el medio ambiente y de alto valor añadido.

ECOENERGY: combustibles eficientes para generar calor

Por su parte, el Proyecto ECOENERGY, tal y como detalla la propia Repsol, se centra en los combustibles utilizados en las calderas para calefacción y agua caliente de las viviendas. En línea con las estrategias comunitarias sobre cambio climático y sostenibilidad energética, esta iniciativa busca aumentar la eficiencia energética de un sector, el sector residencial, que consume el 40% de la energía final utilizada en Europa.

A escala europea, existe la prioridad de reducir emisiones contaminantes; es decir, CO2, NOx, SO2, partículas, etc. Hoy en día, las únicas calderas con rendimientos que cumplen con las exigencias del reglamento RITE y la Normativa Europea de Ecodiseño son las calderas de condensación. La empresa debe desarrollar un combustible líquido adaptado a dichas calderas, que deben cumplir con los niveles de emisiones (NOx, SO2, partículas e inquemados) más exigentes de las calderas de gas y, además, ser estable a la oxidación y al almacenamiento.

Objetivo: desarrollo de una nueva familia de combustibles líquidos (base gasóleo) para la generación de calor que permita incorporar fracciones de biocombustible en su composición. Dichos combustibles estarán destinados específicamente a calderas que incorporen la tecnología más avanzada de recuperación de calor. Se trata de maximizar su rendimiento térmico y minimizar sus emisiones contaminantes. Con ello, desarrollar las formulaciones que permitan maximizar aquellas propiedades que aumentan el aprovechamiento energético del combustible para alcanzar un 99% de rendimiento en las calderas de última generación, así como composiciones que permitan minimizar las emisiones de contaminantes de calderas; incrementar la flexibilidad y sostenibilidad de los combustibles líquidos destinados a calefacción, incorporando fracciones de biocombustible dependiendo de la aplicación final del combustible; desarrollar una herramienta de estimación de formación de residuos, emisiones y eficiencia de combustión, para el conocimiento de la cinética de combustión, así como para realizar ensayos y modelado; lograr formulaciones que tengan viabilidad comercial…

Tal y como señalan desde Repsol, la principal innovación del proyecto tiene que ver con que en España no se comercializa gasóleo de calefacción formulado específicamente para las calderas de gasóleo más desarrolladas y Repsol va a desarrollar una composición propia. Así, se mejora el gasoil desulfurado europeo, que tiene un uso bastante extendido en muchos países como Alemania, Países Nórdicos, Suiza, Bélgica, Francia, Italia, etc.

BIO4FUEL: convertir desechos en biocombustibles avanzados

Uno de los grandes problemas de los llamados biocombustibles de primera generación es que utilizan materias primas que son también necesarias para la alimentación. Como solución, se está apostando por los biocombustibles avanzados que se obtienen a partir de materias primas renovables, como los desechos agrícolas y forestales. El proyecto BIO4FUEL se centra en estos nuevos procesos y sus novedades tecnológicas se detallan a continuación:

• Se identifican especies bacterianas con tasas de crecimiento elevadas sobre sustratos de interés y se mejoraran mediante ingeniería genética.
• El metabolismo del microorganismo se modifica para optimizar el rendimiento sin comprometer la viabilidad celular.
• Se realiza un completo análisis del genoma y de las capacidades metabólicas del organismo seleccionado para la producción de biocombustibles.
• La tecnología está basada en microorganismos con un coste económico bajo en medios de cultivo sencillos para garantizar la competitividad y sostenibilidad del proceso.

Objetivos: desarrollar una plataforma biológica basada en una bacteria o grupo de bacterias que puedan ser utilizadas para transformar material lignocelulósico (biomasa) en azúcares fácilmente fermentables y además permitan emplearse después en la producción de bioetanol destinado a la formulación de biocombustibles. Este proceso se realiza actualmente mediante enzimas celulolíticas pero es una tecnología cara en manos de pocos proveedores.

Este objetivo general se concreta en los siguientes objetivos técnicos:

• A partir de una colección de bacterias candidatas, seleccionar aquellas con mayor capacidad para degradar la lignocelulosa y cuyo genoma sea más fácilmente manipulable para mejorarla.
• Realizar un análisis genómico y metabolómico en profundidad de la bacteria seleccionada.
• Desarrollar modelos bioinformáticos sobre el comportamiento de dicha bacteria: modelo metabólico, de cinética de crecimiento y de actividad lignocelulolítica.

LAE: lubricantes de alta eficiencia que ahorran energía

La entrada en vigor de normativas sobre emisiones de gases contaminantes ha supuesto grandes cambios para la industria del automóvil. Los grandes avances tecnológicos que se han producido durante los últimos años requieren el desarrollo de nuevos lubricantes que, además de proteger las partes móviles del motor y disminuir su desgaste, se conviertan en una de las principales fuentes de ahorro de combustible y de disminución de las emisiones atmosféricas.

Objetivo: desarrollar nuevos aceites lubricantes de motor y transmisiones para todo tipo de vehículos ligeros, que les proporcione mayor eficiencia energética y características mejoradas en términos de durabilidad y pérdidas mecánicas. Los nuevos aceites incorporarán aditivos y bases de alto valor añadido que permitan conferir una mayor vida útil al aceite, reduciendo la necesidad de su sustitución y, en definitiva, reduciendo la generación de residuos y la huella de carbono asociada al mantenimiento de los vehículos.

• Controlar el consumo: el nuevo lubricante debe presentar un mejor control de la viscosidad, un mayor aprovechamiento energético del combustible y un menor consumo de energía.
• Controlar la generación de residuos: la disminución de las pérdidas mecánicas conlleva una menor temperatura de operación (estabilidad térmica) que prolonga la vida de todos los componentes del motor y las transmisiones, incluido el aceite.
• Controlar las emisiones: los nuevos lubricantes deben ser compatibles con todas las tecnologías de tratamiento de emisiones contaminantes y permitir reducir el consumo y en consecuencia las emisiones de gases de efecto invernadero.