Muchas gracias, Manuel, por hacernos un hueco en tu agenda. Por favor, cuéntanos:

1.-¿Cuándo surge la iniciativa de crear ITQUIMA y con qué propósito se constituye este instituto de investigación?

Este instituto se crea por iniciativa del grupo de investigación TEQUIMA (Grupo de investigación en Tecnologías Química y Medioambiental), que lo integran principalmente profesores de ingeniería química de la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM), el cual propició que la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) incluyese en la convocatoria competitiva FEDER 2000, del Ministerio de Ciencia y Tecnología para la adquisición de Infraestructuras y Equipamiento y Redes de Comunicación, la solicitud para la construcción del Instituto de Tecnologías Química y Medioambiental (ITQUIMA). Dicha solicitud fue avalada por los Curriculum vitae del grupo TEQUIMA, planteando una necesidad de espacio de 2.500m2, equivalente a un presupuesto de 2,26 millones de €, cofinanciados al 30% por la JCCM. La solicitud se concede y se inicia la construcción del edificio en el Campus de Ciudad Real, en Junio de 2002, finalizando en Febrero del 2004, año en el que entra en funcionamiento. La inauguración del instituto tiene lugar dos años después, concretamente el 3 de junio de 2006, en presencia de los por aquel entonces excelentísimo señor Rector de la UCLM (D. Ernesto Martinez Ataz) y consejero de Educación del Gobierno Regional (D. José Valverde Serrano).

El instituto se concibe con la idea de realizar investigación aplicada, realizar transferencia desde la universidad a la empresa o la sociedad, ofreciendo respuestas útiles a los problemas que las empresas e instituciones públicas planteen. Además, de poner al servicio de la sociedad el moderno instrumental y los conocimientos del personal del que dispone para ofrecer asesoramiento y servicios analíticos en temas relacionados con los nuevos materiales, el reciclado de residuos, la descontaminación de suelos o aguas y de protección de la salud de los ciudadanos. Para cubrir este amplio abanico de necesidades de investigación y posibilitar las relaciones con el entorno, el instituto se organiza en distintas unidades temáticas que abarcan los temas de investigación planteados anteriormente.

2.-¿Cuáles son los principales campos o líneas de trabajo en curso?

No se pude decir que el instituto esté encorsetado en unos campos o líneas de investigación determinadas. El instituto se ha divido en distintas unidades temáticas como son: Residuos y suelos; operaciones, procesos y tecnología de polímeros; catálisis y nuevos materiales y tecnología del agua; cuyas temáticas de investigación van cambiando en función de las necesidades de la industria o la sociedad. De esta forma puedo comentar algunos casos en particular:

En la línea de residuos y suelos se está trabajando sobre la eliminación de materia orgánica de suelos contaminados y eliminación de metales de áreas mineras abandonadas.

En la línea de operaciones, procesos y tecnología de polímeros, se está trabajando en líneas tan variopintas como son, la eliminación de la bilirrubina de la sangre de pacientes con fallo hepático, el reciclado de espumas de poliuretano o en el desarrollo de nuevos materiales para el almacenamiento energético.

La línea de catálisis y nuevos materiales se centra en el estudio de procesos termoquímicos (pirólisis, combustión y gasificación) para, a partir de residuos sólidos, obtener energía y subproductos de alto valor añadido como el bio-oil y el biochar.  También trabajan en la síntesis de aerogeles, materiales muy ligeros y con baja conductividad térmica para su aplicación como aislantes térmicos o acústicos en aviones.

Finalmente, en la línea temática del agua, se está trabajando en la producción de energía y en la fijación de CO2 a partir de procesos de depuración de aguas residuales mediante tecnología electroquímica. Otra de las líneas de trabajo, está dirigida a la generación de energía renovable para su empleo en bodegas o para el riego del viñedo, basado procesos de desalinización en celdas electroquímicas utilizando como fuente de energía, energía solar.

Por tanto, como puede verse, las temáticas de investigación son muy variadas y principalmente van enfocadas en dar solución a problemas de la sociedad o la empresa, lo cual es nuestra razón de ser.

3.-Uno de los pilares fundamentales de la Economía Circular es el uso eficiente de los recursos, y ligado a ello, el reciclado de los residuos para obtener materias primas secundarias. Nos gustaría saber si desde el mundo científico se comparte esta visión, y si hay actualmente en marcha algún proyectos o investigaciones en esta área, impulsado por ITQUIMA.

Efectivamente, el mundo científico comparte esta visión y todos estamos comprometidos con evitar el cambio climático que no es una “fake news” sino una realidad que afecta en el presente y que influirá en mayor grado en el futuro cercano, si no se toman medidas de prevención. Por tanto, los gobiernos firmantes (175 países) y los que no se han adherido, deberían cumplir con el acuerdo del cambio del clima firmado en Paris en 2016 de asegurar que el pico máximo de calentamiento global de 1,5 ºC se alcanzará antes 2025 y éste se reducirá mediante un descenso de las emisiones de gases de efecto invernadero del 43% para 2030. Europa está muy involucrada en este desafío y es por ello, que en la Directiva de eficiencia energética 2018/2002/UE se proyecta asegurar una reducción global del 11,7% del consumo de energía en 2030 con respecto a 2020. En este sentido, nuestra región no se queda atrás y en la “Estrategia de Especialización Inteligente (S3) de Castilla-La Mancha (2021-2027)” se pretende que nuestra región afronte y consiga el Desafío 5: “Transición Energética Justa e Inclusiva: Retos de la economía circular”, afianzando sectores económicos principales como “Industria en Transición y Servicios Auxiliares” y  “Salud y Calidad de Vida”, y con una visión de futuro clara y alineada con la línea estratégica de “Sostenibilidad y Economía Circular”. Estos resultados no solo se consiguen con una disminución del consumo de la energía de origen fósil, sino también con el aprovechamiento de energías alternativas como la solar y la eólica, y trabajando paralelamente en la transformación de residuos en productos de valor. Desde este punto de vista, como he comentado anteriormente, la investigación que se realiza en el ITQUIMA está comprometida en la disminución del calentamiento global y principalmente en desarrollar tecnologías que puedan ser implementadas industrialmente basados en los principios de la economía circular.

4.-Sobre la biorremediación en suelos, ¿considera que los sistemas técnicos actuales son capaces de convertir suelos contaminados en nuevos materiales para otros usos de manera que los costes de la biorremediación sean asumibles? ¿Cuáles han sido los principales avances en la materia en los últimos años?

En la actualidad, existen diversas técnicas que sí son capaces de convertir suelos contaminados en nuevos materiales. Durante los últimos años, los principales avances han tenido lugar al conseguir en el acoplamiento de las tecnologías de biorremediación a procesos químicos y electroquímicos. El objeto de este acoplamiento es generar sinergias para facilitar los procesos de eliminación de los contaminantes. El principal coste de este proceso está asociado al consumo de energía eléctrica para la electrólisis y aporte de agua, que podría suplirse con paneles solares instalados en el campo.

En el ITQUIMA se trabaja desde hace años en el tratamiento de suelos contaminados con materia orgánica empleando para ello técnicas de biorremediación vegetal y electrocinética con el objetivo de facilitar la movilización de los contaminantes del suelo. Para solucionar el problema de la eliminación de metales de escombrera y fondos de la balsa, de la zona de San Quintín, se ha estudiado la aplicación de técnicas de fito y electro-fito remediación de los suelos, utilizando plantas autóctonas. Directamente relacionado con la estrategia de la economía circular, el metal de interés que no pudo ser recuperado durante el proceso de explotación por la baja ley del mineral o por el tamaño de éste, es recuperado como parte del tejido celular de la planta, del que se extrae, con lo que se realiza una valorización material del contaminante.  El resto del tejido celular de la planta se valoriza mediante carbonización hidrotermal que permite obtener materiales carbonosos con multitud de aplicaciones en la industria energética y medioambiental. En la actualidad, estas investigaciones son financiadas por proyectos Nacionales y Regionales.

5.-Tenemos entendido que el laboratorio de catálisis y materiales ha iniciado también durante estos años una línea de valorización de biomasa vegetal y animal mediante procesos de pirólisis, combustión y gasificación. En una región como la nuestra, con un sector primario predominante, ¿se han detectado desde el ITQUIMA oportunidades en residuos clave cuyo aprovechamiento se podría potenciar?

Este grupo de investigación lleva trabajando en la valorización de biomasa desde el año 2010 hasta la fecha. Concretamente, en procesos termoquímicos (pirólisis, combustión y gasificación) para la obtención de energía o subproductos de valor añadido como son el bio-oil y el biochar. El objetivo de esta investigación es afrontar los nuevos retos que plantea el cambio climático y ofrecer una solución sostenible de energía verde basada en la economía circular. Esta temática ha sido financiada por la JCCM mediante el proyecto “Pirólisis rápida catalítica y no catalítica de biomasa y residuos de interés regional (PIRBIOCLM) y por la Beca Leonardo a Investigadores y Creadores Culturales Fundación BBVA 2019 con el proyecto “Valorización integral de biomasas olivícolas mediante gasificación para la producción de energía renovable”. Esta investigación ha permitido realizar diversas tesis doctorales y evidentemente se ha encontrado que esta tecnología permite aprovechar residuos agrícolas de la región como son el orujillo de aceituna, cascara de almendra y pistacho, obteniendo bio-oil que puede utilizarse como combustible diésel al reducirse su contenido en oxígeno y el biochar que puede utilizarse como soporte para catalizadores y adsorbente de gases de efecto invernadero.

6.-Vemos que una de las líneas temáticas del ITQUIMA está relacionada con el agua, el cual es hoy día uno de los principales problemas de la sociedad, con el calentamiento global estamos viendo como nuestros embalses cada vez está más secos y los periodos de lluvia son mas cortos, en que se está trabajando para recuperar el agua y volver a darle un nuevo uso.

Con respecto al agua, se está trabajando en dos direcciones, por un lado, la depuración de las aguas y por otro, el evitar la generación de super-bacterias que por el consumo de contaminantes peligrosos (medicamentos), puedan volverse cada vez más resistentes y perjudiciales para los humanos.

En cuanto a la depuración de las aguas, mediante el proceso EDEN® (Energía Descarbonizadora basada en Electroquímica), financiado por los proyectos nacionales EDEN y SetEDEN2DIESEL, se logró almacenar energía y fijar el dióxido de carbono producido en el proceso de depuración al igual que el obtenido de la combustión de motores diésel y posteriormente, transformando este residuo en un producto de valor. Del mismo modo, en el proyecto Ser4Wine financiado por la JCCM se pretende desarrollar un sistema de regulación energética sostenible para bodegas y riego del viñedo. Este concepto está también relacionado con la nueva línea de electrorrefinería sostenible en la cual se pretende utilizar la tecnología electroquímica alimentada exclusivamente por energía solar fotovoltaica para transformar residuos en sustancias aprovechables.

En el proyecto nacional ETECHU, se están desarrollando procesos de tratamiento selectivos basados en procesos de separación por membranas combinadas con procesos foto-electroquímicos. Estas tecnologías permiten prevenir la dispersión de los contaminantes de preocupación emergente y bacterias resistentes a los antimicrobianos/genes de resistencia a los antibióticos dentro del ciclo del agua, reutilizándola como fuente de agua para la producción de alimentos. En este caso particular, se están utilizando aguas residuales procedentes de hospitales conteniendo sustancias difíciles de eliminar por los tratamientos convencionales con un amplio abanico de fármacos y diferentes agentes patógenos (bacterias, hongos, virus, etc.).  

7.-Otro de los problemas de la sociedad es el uso de polímeros, ¿qué aplicaciones se le están dando a los polímeros en el ITQUIMA? ¿Se está estudiando su reutilización?

En la línea temática de polímeros, en el ITQUIMA se ha estado trabajando en el desarrollo de microcápsulas, unas para el almacenamiento de energía y otras para la eliminación de metales tóxicos de aguas contaminadas.

Como he comentado anteriormente, en relación con el cambio climático, las microcápsulas termorreguladoras tienen una amplia gama de aplicaciones tanto en sistemas pasivos como activos de acumulación energética. En esta línea se han publicado tres patentes, una Mundial y una Nacional de propiedad de la UCLM y una europea de propiedad de Acciona infraestructuras. Actualmente, la financiación de esta línea viene dada por el proyecto nacional NanoApplied “NanoFluidos Termoreguladores para tecnologías avanzadas con exigente demanda energética” y el proyecto regional EMERGE “Desarrollo de Materiales de Cambio de Fase Estabilizados para Minimizar el Consumo Energético en Edificios”.

Por otro lado, en el tema del reciclado de espumas de poliuretano procedente de mobiliario y colchones, el ITQUIMA está participando en el proyecto europeo PUresmart en consorcio con empresas tan relevantes como Recticel, Covestro y Redvawe entre otras, con el objeto de valorizar los productos secundarios procedentes del reciclado y reintroducirlos en la cadena productiva, de acuerdo con los postulados de la economía circular.

Por tanto, en general pude decirse que en todas las líneas temáticas que realizan la investigación en el ITQUIMA se está trabajando en tecnologías de vanguardia y cuya implantación final, permitiría contribuir de modo importante a conseguir los objetivos de la transición ecológica, especialmente a la mitigación del cambio climático, el control de la polución y la economía circular.

8.-ITQUIMA dispone de instalaciones de demostración y prototipos de planta piloto, para posteriormente desarrollar dicha tecnología a escala industrial. ¿Cuáles son las ventajas de contar con este tipo de instalaciones? ¿Nos podría contar algún proyecto que ya esté en fase de producción?

En el ITQUIMA disponemos de la Planta Piloto Profesor Antonio de Lucas Martínez en honor a nuestro catedrático más antiguo y que ahora es profesor emérito de la UCLM. En esta planta piloto disponemos de una instalación piloto de Secado por Atomización con capacidad de secado de hasta 10 kg/h, de una planta de recuperación de Residuos de Poliuretano tanto para espumas flexibles como rígidas, una planta piloto de reciclado de espumas de poliestireno, y una planta de reacción química de hasta 1400 L en la que pueden obtenerse nanomateriales. Adicionalmente, disponemos de instalaciones piloto ubicadas en las naves exteriores para ensayos de fitoremediacion, de diversas instalaciones electroquímicas para el tratamiento de aguas y remediación de suelos contaminados, de una planta piloto de liofilización y de una instalación solar híbrida con tecnología PV-T para la producción simultánea de energía solar y térmica.

En general, todas las líneas temáticas del ITQUIMA disponen de su o sus plantas piloto para realizar la transferencia al sector productivo. Entre las principales ventajas está el obtener una mayor cantidad de producto en el caso de ensayos de nuevos materiales, evaluar rendimientos de proceso, consumos energéticos y finalmente, realizar estudios económicos que permitirán tomar la decisión de implantar el proceso a mayor escala. En fase de producción disponemos del laboratorio Alvenpe, que comercializa un extracto liofilizado de ajo Aliben®, el cual ha demostrado tener muy buenas propiedades para mantener los niveles correctos de colesterol, glucosa y favorecer el funcionamiento normal del corazón. En el proyecto europeos OASIS (“Open Access Single entry point for scale-up of Innovative Smart lightweight composite materials and component”) financiado por el Programa Marco Horizonte 2020, se pretende alcanzar el mercado potencial de los compuestos ligeros multifuncionales (aerogeles) integrando nanomateriales de materiales de matriz polimérica y aluminio. Pero hay que decir que no es fácil el llevar una tecnología desde el concepto a la escala industrial.

9.-Has dicho anteriormente que el ITQUIMA ofrece asesoramiento y servicios analíticos, cuéntanos algo acerca de estos servicios.

Efectivamente, el ITQUIMA también cuenta con dos laboratorios con servicios externalizados, el laboratorio de combustibles y el laboratorio de Análisis de Riesgos, Seguridad y Salud Laboral. Los laboratorios tienen certificado su sistema de gestión de calidad según la norma UNE ISO 9001:2015 avalado por AENOR y la acreditación ISO 170025:2017 de ENAC, que establece los requisitos generales para la competencia en los laboratorios de ensayo y calibración. Ambos laboratorios tienen publicadas en la página web de la UCLM el correspondiente catálogo de tarifas y entre las empresas de la región a las cuales se les da servicio, podemos nombrar: Repsol su C.I. de Puertollano, Biorrefinería Clamber, Prevención de Riesgos Laborales de C-LM, el servicio de Prevención Mancomunado de Puertollano, Prevecam.

10.-En los últimos años, desde distintas Administraciones Públicas, se están impulsando numerosas políticas con el objetivo de aumentar el grado de aprovechamiento de los residuos ¿Existe coordinación entre los organismos administrativos encargados de implementar las políticas y el sector investigador? ¿Qué se puede mejorar en este sentido?

Sinceramente, la interrelación con los organismos administrativos encargados de implementar las políticas y el sector investigador es un aspecto por mejorar. Está claro que el instituto tiene mucho que aportar en torno a la recuperación de residuos, los investigadores que trabajan en él conocen las distintas tecnologías o son capaces de generar tecnología de vanguardia, pero está claro que pocos de estos desarrollos llegan a implementarse en la industria. Como ejemplo de esta tecnología de vanguardia, podemos resaltar la colaboración que realizamos con el Hospital de Ciudad Real en proyectos como el de la eliminación de bilirrubina en sangre y el de síntesis de biomateriales porosos para la liberación controlada de fármacos, procesos ambos que hemos demostrado con éxito hasta el nivel de demostración animal. Como puede verse, no solo nos centramos en temas relacionados con el agua, los suelos o los residuos, sino, todos aquellos temas en los que puedan aplicarse los fundamentos de la Ingeniería Química.  

11.-En relación con la financiación del instituto ¿proviene exclusivamente de fondos públicos, o incluye parte de inversión privada? ¿Ha crecido la inversión en materia de economía circular?

La mayor parte de la financiación de la investigación del instituto viene de la financiación publica por proyectos Europeos, Nacionales o Regionales. No obstante, tenemos un gran número de colaboraciones por contratos con empresas como Repsol, Phillip Morris, Emgrisa, Laboratorios Servier, Tecnove, Tecnicas Reunidas, Acciona infraestructuras, etc. y estos trabajos permiten incorporar nuevo personal al instituto o el financiamiento de nuevas tesis doctorales.

Efectivamente la inversión en materia de economía circular ha crecido en el instituto fundamentado en los distintos proyectos que hemos obtenido en las distintas convocatorias públicas y que están muy marcadas en conseguir los objetivos en transición ecológica, especialmente a la mitigación del cambio climático, el control de la polución y la economía circular y por tanto, la mayoría de las investigaciones en curso van en el sentido,  reciclado, utilización de nuevas energías, combinación de generación energética limpia y depuración y el aprovechamiento de residuos.

12.-En cuanto a la coordinación con el tejido empresarial, ¿cómo establecen relaciones con nuevas empresas interesadas en desarrollar nuevas tecnologías, y a través de qué mecanismos establecen acuerdos con estas empresas privadas?

Generalmente las empresas se ponen en contacto con el instituto ya sea porque han visto publicaciones científicas relacionadas con el tema de interés, bien por visitas a nuestra página web, por contacto directo con el investigador, por egresados de Ingeniería Química que nos recomiendan o por el contacto que se establece con el envío de estudiantes de prácticas a las empresas. En cuanto al mecanismo de colaboración entre el instituto y la empresa, éste está perfectamente definido por los denominados artículo 60, habiendo firmado previamente un Convenio Marco de I+D entre la Empresa y la Universidad.

 13.-¿Colabora ITQUIMA con proyectos a nivel internacional?

A nivel internacional, actualmente participamos en diversos proyectos europeos como el FIREFLY relacionado con la sostenibilidad y economía circular en el que participan 16 socios de 7 países diferentes y cuyo objetivo principal el desarrollo de procesos electroquímicos y no electroquímicos para la recuperación de catalizadores metálicos. En el proyecto OASIS (“Open Access Single entry point for scale-up of Innovative Smart lightweight composite materials and component”) firmado por 20 socios y cuyo objetivo se centra en alcanzar el mercado potencial de los compuestos ligeros multifuncionales integrando nanomateriales de materiales de matriz polimérica y aluminio, el proyecto BIOMAT (“Open Innovation Test Bed for Nano-Enabled Bio-Based PUR Foams and Composites”) firmado por 26 socios, que pretende establecer un banco de pruebas de innovación abierta para el beneficio de industrias y PYMES de los sectores del automóvil, mueble y construcción, con el fin de facilitar y acelerar el desarrollo de materiales de aislamiento aditivados, que les confieran propiedades mejoradas. El Proyecto PUReSmart que está firmado por 9 socios y que busca diferentes formas de transición del ciclo de vida lineal actual de los productos poliuretanos a un modelo de economía circular. También estamos trabajando con un proyecto artículo 60 con la empresa Phillip Morris con sede en Suiza para la recuperación y purificación de productos naturales.

 14.-¿Considera que la investigación puede ser un aspecto clave para que se deje de percibir el cuidado ambiental como algo contrapuesto al progreso?

Evidentemente, la investigación es relevante para continuar con el vertiginoso desarrollo tecnológico de la humanidad y por tanto, lo que se tiene que hacer es no poner en peligro la supervivencia del planeta por una sobre explotación sino, minimizar la contaminación, considerando cada subproducto o residuo como nuevas fuentes de materias primas, desarrollando tecnologías de reciclaje de bajo impacto ambiental y en resumen, potenciando la implantación de la regla de las 3R reducir,  reutilizar y reciclar con miras a potenciar la estrategia de “la economía circular”.

15.-En su opinión, como investigador, ¿cuáles son los principales retos ambientales a los que la sociedad se enfrenta, y las mayores oportunidades?

Desde el punto de vista de suplir la demanda energética es necesario disminuir la utilización de combustibles de origen fósil mediante la implantación de nuevas tecnologías de producción de energía renovable. Trabajar en el desarrollo de baterías con mayor capacidad de almacenamiento energético y que puedan recargarse rápidamente.

Desde el punto de vista ambiental, creo que es un reto y a su vez una oportunidad el desarrollar tecnologías que permitan reducir las emisiones de CO2 antropogénico a la atmósfera y transformarlo en un producto de valor. Trabajar en el reciclado de los distintos residuos dándole un nuevo uso y favoreciendo la economía circular. Trabajar en tecnologías de reciclado del agua que es muy probable que termine siendo el bien más preciado y a su vez, el más escaso y finalmente, debería de existir un compromiso ético y medioambiental a nivel mundial y si la forma de explotación de los recursos es contaminante o abusiva con el trabajador, la comunidad internacional debería prohibir las actividades productivas y comerciales de la empresa en cuestión.

Muchas gracias, Manuel por tu tiempo y por la labor y una exposición tan interesante de Itquima.