Donde cualquiera de nosotros ve una tonelada de paja de arroz, un emprendedor japonés visualiza 200 kg de sílice listos para ser producidos y utilizados en la fabricación de semiconductores. “Explicadme mejor vuestra tecnología”, les espeto en la feria VivaTech de París. “Es un proceso térmico”, responden. Y no consigo arrancarles más.
Convierte residuos orgánicos de origen agrícola en materia prima para industrias como el vidrio, los neumáticos, los cosméticos, los ya mencionados semiconductores y la construcción. Su solución es capaz de obtener con ellos “grafeno para el almacenamiento de energía, carbono de biomasa para la eficiencia energética y sílice de origen vegetal, a precios razonables”, explica la compañía que lo ha llevado a cabo.
La fuente de nuevos materiales de base biológica no tiene visos de agotarse, más bien al contrario: podría duplicar sus ventas a lo largo de esta década, hasta alcanzar los 271.700 millones de dólares (238.000 millones de euros) en 2031. Adoptar un enfoque biotecnológico está permitiendo a la industria química acceder a una gama mucho más amplia de materias primas y reducir su huella de carbono e impacto medioambiental.
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El mundo startup viene empujando fuerte en esta dirección. El kimchi es un fermento típico de Corea del Sur que da nombre a uno de sus platos más populares. Una línea de diferenciación está siendo el desarrollo de tecnologías de biomateriales mejoradas con IA y potenciadas con un conservante antibacteriano orgánico derivado del kimchi.
Las soluciones en este sentido han recibido ya diversos galardones internacionales y no es extraño verla en un evento como VivaTech: los biomateriales hechos con kimchi se usan en el cuidado de la piel, alimentación y bebidas, salud e industrias sostenibles de base biológica.
Nuevas fibras sintéticas de origen se obtienen a partir de ácido poliláctico (PLA), un derivado de plantas como la caña de azúcar que habitualmente la industria textil descarta por su escasa durabilidad y la decoloración de las fibras durante el proceso de fabricación. Uno de los aspectos más llamativos es su función bactericida gracias al ácido láctico, que permite eliminar los malos olores incluso después de más de 100 días seguidos de uso de la prenda. No suena tan insólito para quienes practican deportes de aventuras, participan en misiones de defensa o viajan al espacio.
Los materiales semiconductores avanzados requieren compuestos químicos con anillos de benceno, un líquido incoloro e inflamable que se obtiene de un derivado del petróleo llamado nafta. Aquí la economía circular pide paso, ya que se pueden producir a partir de biomasa con un coste similar al del petróleo, pero con un recorte de las emisiones de CO2 superior al 60 %.
Un ingenioso sistema de control óptico de procesos biológicos desarrollado por el profesor Moritoshi Sato en la Universidad de Tokio lo hace posible. Lo aplica a las proteínas fotosensibles, que funcionan de forma muy similar a un imán: reaccionan a la luz uniéndose y a la oscuridad separándose. Si se manipula su actividad, se pueden controlar los genes de las células y los microorganismos. Y llega la magia. Las posibilidades que ofrece este método son infinitas y trascienden los límites convencionales de la biofabricación.
Sectores como la energía fotovoltaica buscan nuevos materiales para sustituir a los que utilizan hoy, pero también para hacer la transición hacia tecnologías completamente alternativas. Las perovskitas son la eterna promesa en el sector, si se resuelve el desafío de su vida útil. Un problema similar afronta la fotovoltaica orgánica, una tecnología emergente que acumula ya una treintena de patentes.
Se busca eliminar la dependencia de las baterías en los dispositivos de internet de las cosas (IoT) utilizando tecnologías fotovoltaicas orgánicas con las que se puede aprovechar la luz ambiental en interiores.
En concreto, se busca eliminar la dependencia de las baterías en los dispositivos de internet de las cosas (IoT) utilizando tecnologías fotovoltaicas orgánicas con las que se puede aprovechar la luz ambiental en interiores para alimentar equipos de bajo consumo durante más de 10 años. La startup detrás de esta innovación ya la aplica en termostatos inteligentes y sensores de presencia y sistemas de localización de productos en comercios, almacenes, fábricas y cadenas de suministro.
Esta carrera tecnológica puede impulsar una gestión más eficiente del agua. Cada vez son más habituales las tecnologías para transformar los residuos agrícolas y agroindustriales en recursos circulares estratégicos, como fertilizantes orgánicos de alto valor y agua limpia reciclada. Sorprende encontrarse también en París con propuestas para abordar la escasez de agua dulce en la agricultura con perlas orgánicas, polímeros en definitiva, que reducen la evaporación del suelo y disminuyen las necesidades de riego hasta en un 50 %.
La nueva solución para infraestructuras recrea el fenómeno natural del enfriamiento radiativo, mediante el cual se libera calor al espacio en forma de radiación infrarroja.
En pleno debate en Europa sobre el uso del aire acondicionado, una pequeña empresa ha presentado un sistema de refrigeración radiativa, incluida este año entre las “10 Tecnologías Emergentes” del Foro Económico Mundial, para reducir el calor sin electricidad. Está pensada para edificios, infraestructuras y plantas industrias y recrea el fenómeno natural del enfriamiento radiativo, mediante el cual se libera calor al espacio en forma de radiación infrarroja.
La energía sale de la Tierra dentro del rango de longitud de onda de lo que se conoce como “ventana atmosférica”, y se transfiere al frío espacio exterior a -270 °C. Es un fenómeno de lo más cotidiano, si se piensa bien, el mismo por el que la energía lumínica del sol calienta la superficie terrestre. Esta innovación se implementó en varias carpas con enfriamiento radiativo en el Mundial de Atletismo de Tokio 2025 y demostró que podía mejorar los entornos deportivos al aire libre y a reducir el riesgo de insolación, incluso durante el verano.
Hasta el CO2 se utiliza como fuente de nuevos materiales. Una alternativa atractiva para eliminarlo en espacios donde se emite en grandes cantidades es la fermentación de gas. Con ella genera productos inteligentes de carbono como fragancias, solventes y combustibles. Estas soluciones se aplican ya a escala mundial en sectores tan diversos como el acero, el refino de petróleo, la alimentación, la aviación comercial, la moda y la cosmética.
La industria química es una de las más grandes del mundo, con unos ingresos anuales de alrededor de 4,3 billones de euros (muy cerca del PIB de Alemania) y más de 15 millones de trabajadores. El 25% de la economía de Estados Unidos depende de ella y está presente en el 96% de los bienes manufacturados. Un corte de suministro de productos químicos intermedios básicos, como el amoníaco o el metanol, puede afectar directamente a casi todos los aspectos de la economía mundial
Más allá de las startups, las grandes corporaciones se adentraron hace tiempo en el arte de obtener nuevos materiales de fuentes insospechadas. Por ejemplo, el PDO es un compuesto químico base que se puede utilizar para producir polímeros a escala industrial. Mediante un bioproceso se puede utilizar para la fabricación de un polímero que se emplea en telas, alfombras y diversos materiales plásticos.
La IA está permitiendo dar un salto fundamental en la búsqueda de nuevos materiales. Mejorará, por un lado, las predicciones de la biología sintética y la ingeniería metabólica, lo que ayudará a obtener cepas microbianas más adecuadas para la fermentación en los procesos de biofabricación.
La IA se ha convertido en sí misma en una nueva fuente de compuestos inéditos.
Por otro lado, la IA se ha convertido en sí misma en una nueva fuente de compuestos inéditos. Empresas tecnológicas estadounidenses se unieron a varios laboratorios federales para desarrollar un nuevo material para reducir el contenido de litio en las baterías en un 70%.
Una de estas líneas de investigación utiliza modelos de IA para acelerar el descubrimiento científico. Tras analizar digitalmente más de 32 millones de materiales potenciales, ha identificado más de 500.000 candidatos estables para desarrollar un nuevo electrolito destinado a baterías de estado sólido. Otro proyecto, por su parte, ha descubierto más de 2,2 millones de estructuras estables, que podrían ampliar de forma considerable la Base de Datos de Estructuras Cristalinas Inorgánicas.
En París una empresa de software francesa presentó una tercera vía para aprovechar la IA: las soluciones basadas en la simulación matemática del comportamiento de las plantas. Después de años de investigación, han conseguido construir un gemelo digital del mundo vegetal que proporciona a los responsables operativos y estratégicos de sus clientes soluciones para anticipar el desarrollo de cultivos y bosques y analizar su crecimiento.
En una ocasión, en la cafetería de un tren camino de Valencia, el Premio Princesa de Asturias Avelino Corma me hizo reflexionar acerca del hecho de que la química es la única área de conocimiento capaz de crear sustancias inexistentes en el mundo. Tenemos el poder de ampliar nuestro entorno gracias la química con la sola herramienta de la inteligencia. Hoy confluyen factores geopolíticos que hacen conveniente que reduzcamos la dependencia de materias primas de otros países, pero por encima de ese imperativo hay un motor más poderoso que impulsa la innovación: superar los retos.
Fuentes:
- “Global Materials Perspective 2025”, McKinsey
- “The Importance of Chemical Research to the U.S. Economy”, National Academies
- https://vivatech.com/
- “Planet Positive Chemicals”, Center for Global Commons
- “2025 Chemical Industry Outlook”, Deloitte
- “Global Critical Minerals Outlook 2025”, IEA
Eugenio Mallol es un periodista especializado en innovación tecnológica, creador del suplemento INNOVADORES en El Mundo y La Razón del que fue director durante 11 años. En la actualidad, es director de estrategia y comunicación en Atlas Tecnológico y analista y coordinador de la Cátedra Ciencia y Sociedad de la Fundación Rafael del Pino. Es columnista de Forbes España y colabora en medios digitales como InnovaSpain y Valencia Plaza, es autor de libros e informes sobre innovación tecnológica y conferenciante.