Fabricar un fertilizante en el mismo campo donde se va a usar, sin depender de grandes plantas industriales y con energía renovable, es la idea que el proyecto europeo CONFETI ha llevado de la teoría a la práctica. Su sistema piloto, instalado en un entorno agrícola de Viladecans (Barcelona), produce urea, uno de los fertilizantes nitrogenados más utilizados en agricultura, a partir de dióxido de carbono (CO₂) y nitratos.
El prototipo está funcionando desde el verano y los investigadores siguen estudiando su rendimiento en condiciones reales. El proyecto está coordinado por la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y ha reunido durante tres años a un consorcio internacional y multidisciplinar de universidades, centros de investigación y empresas especializadas en química, catálisis, procesos electroquímicos y fotoquímicos, electrónica y energías renovables.
No se trata todavía de un producto listo para el mercado, sino de una demostración tecnológica. Su valor está en que ha sacado del laboratorio un conjunto de dispositivos que hasta ahora solo se habían validado en condiciones controladas y los ha expuesto al sol, a la lluvia y a las particularidades de un campo de cultivo.
El problema de partida: un fertilizante con un coste energético alto
La urea se obtiene habitualmente mediante procesos industriales convencionales que requieren un elevado consumo energético y tienen un alto impacto medioambiental. Además, el fertilizante producido en grandes instalaciones debe almacenarse y transportarse hasta las explotaciones donde se aplica.
CONFETI propone una vía alternativa. En lugar de partir de procesos que exigen mucha energía, el sistema utiliza materiales que suelen considerarse un problema, como el CO₂ y los nitratos, y los transforma en un producto de valor añadido con energías verdes. Así lo resume Gonzalo Guirado, profesor del Departamento de Química de la UAB y coordinador del proyecto:
«Lo que queremos demostrar con CONFETI es que hay otra manera de producir fertilizantes, que utiliza materiales contaminantes como el CO₂ y los nitratos y los transforma en productos de valor añadido utilizando energías verdes.»
Gonzalo Guirado, profesor del Departamento de Química de la UAB y coordinador del proyecto
La tecnología está orientada, además, a aprovechar los nitratos que los cultivos no absorben. En lugar de perderse, esos nitratos se recuperarían para volver a utilizarlos como fertilizantes, cerrando un ciclo dentro de la propia explotación.
Cómo funciona: tres piezas integradas en una sola instalación
El sistema CONFETI combina tres desarrollos tecnológicos complementarios, que se han integrado en una única instalación.
La primera pieza es un reactor electroquímico, que produce la urea a partir de CO₂ y nitratos. Un reactor electroquímico es un dispositivo en el que la electricidad impulsa reacciones químicas que de otro modo no se darían por sí solas. Aquí, la corriente eléctrica sirve para combinar el carbono y el nitrógeno en una molécula de urea.
La segunda pieza es el sistema de generación de energía que alimenta ese reactor. Combina biobaterías y paneles solares, y un sistema electrónico gestiona la electricidad de ambas fuentes. Las biobaterías aprovechan la actividad de los microorganismos y la materia orgánica presentes en el suelo para generar electricidad. Los dos sistemas de generación están en funcionamiento en la instalación piloto.
La tercera pieza es un reactor fotoquímico, que obtiene amoníaco, compuesto básico para la producción de urea. Lo hace aprovechando la luz solar: transforma los nitratos presentes en el agua en amoníaco mediante un fotocatalizador, un material que acelera la reacción química al recibir luz sin consumirse en el proceso. El mismo proceso permite separar y recuperar el material para reutilizarlo.
CONFETI en cifras
- Tres años de investigación del proyecto.
- Cerca de cuatro millones de euros de financiación procedente de fondos europeos.
- Tres desarrollos tecnológicos complementarios integrados en un mismo sistema: reactor electroquímico, generación de energía con biobaterías y paneles solares, y reactor fotoquímico.
Cómo se ha llegado hasta aquí
El sistema es el resultado de tres años de investigación del proyecto europeo CONFETI. Durante ese periodo, los dispositivos se desarrollaron y se validaron primero en el laboratorio, donde las condiciones están controladas, y solo después se trasladaron a un entorno agrícola real.
El proyecto ha reunido a un consorcio internacional y multidisciplinar que abarca química, catálisis, procesos electroquímicos y fotoquímicos, electrónica y energías renovables. Esa diversidad de disciplinas responde a la propia arquitectura del sistema, que necesita que cada pieza funcione por separado y, al mismo tiempo, se conecte con las demás.
El reto de salir del laboratorio
Llevar los dispositivos al campo supone enfrentarse a un entorno que no se puede ajustar a voluntad. Guirado lo reconoce sin rodeos:
«El principal reto ha sido trasladar el dispositivo del laboratorio a un entorno agrícola. Ha sido una de las tareas más difíciles.»
Gonzalo Guirado, profesor del Departamento de Química de la UAB y coordinador del proyecto
A diferencia de lo que ocurre en el laboratorio, el sistema piloto está expuesto a las condiciones meteorológicas y a las particularidades del entorno. Eso es precisamente lo que interesa al proyecto: permite estudiar su funcionamiento en circunstancias más próximas a una futura aplicación real.
La integración de todos los dispositivos en una instalación agrícola ha sido uno de los principales retos del proyecto. Su puesta en funcionamiento se considera uno de sus hitos más importantes, porque ha trasladado al campo tecnologías desarrolladas a lo largo de la investigación. El coordinador atribuye el logro al trabajo del equipo:
«Gracias al esfuerzo del equipo ha sido posible validar los dispositivos y sus componentes en el laboratorio y llegar hasta aquí para probarlos en un entorno real.»
Gonzalo Guirado, profesor del Departamento de Química de la UAB y coordinador del proyecto
Qué funciona hoy en Viladecans
El resultado concreto es un sistema piloto en funcionamiento en Viladecans, con sus dos fuentes de energía operativas y con los reactores integrados en la instalación. Las pruebas que se realizan permiten caracterizar tanto los componentes por separado como el sistema integrado, es decir, medir cómo se comporta cada pieza y cómo funcionan todas juntas.
Esas pruebas tienen además una segunda utilidad: sirven para identificar las cuestiones técnicas que habrá que abordar en las siguientes fases de desarrollo. El prototipo, por tanto, no solo produce urea, sino que genera el conocimiento necesario para mejorar el sistema.
Según los responsables del proyecto, los resultados establecen una base tecnológica para seguir explorando alternativas de producción de fertilizantes basadas en el aprovechamiento del carbono y el nitrógeno y en el uso de fuentes de energía renovables.
Qué significa la producción local
La promesa de fondo es la producción en el propio entorno. Guirado plantea la posibilidad de desarrollar en el futuro sistemas que aprovechen los recursos disponibles en la explotación agrícola. Su argumento es que la tecnología de CONFETI permite producir los fertilizantes en el mismo lugar donde se van a utilizar, de forma sostenible, y suministrarlos según la demanda:
«Además, nuestra tecnología permite producir los fertilizantes en el mismo lugar donde se van a utilizar, de forma sostenible, y suministrarlos según la demanda, de modo que no sea necesario almacenarlos.»
Gonzalo Guirado, profesor del Departamento de Química de la UAB y coordinador del proyecto
Producir bajo demanda evitaría tener que almacenar el fertilizante. Y reutilizar los nitratos que las plantas no absorben permitiría aprovechar un recurso que, de otro modo, acaba perdido.
En qué punto está
Es un sistema piloto, no un producto comercial. Los dispositivos se validaron antes en laboratorio y ahora se prueban en un entorno agrícola real, el de Viladecans, donde el prototipo funciona desde el verano. Su rendimiento en esas condiciones todavía se está estudiando, y aún hay que determinar su viabilidad técnica, ambiental y económica antes de plantear una aplicación comercial.
Qué viene ahora
Queda mucho camino por recorrer. Será necesario continuar investigando para determinar la viabilidad técnica, ambiental y económica de una aplicación comercial. De momento se sigue estudiando el rendimiento del prototipo en condiciones reales, y sus resultados marcarán qué aspectos hay que resolver en las próximas fases de desarrollo.
Las pruebas en curso son, por tanto, el paso inmediato. Caracterizar cada componente y el conjunto integrado indicará qué cuestiones técnicas deben abordarse antes de pasar a las siguientes fases, y de ellas dependerá que el sistema avance hacia una aplicación práctica.
Por la redacción de GUAY.news.
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