El químico valenciano Avelino Corma ha sido galardonado por la Oficina Europea de Patentes con el premio al Inventor Europeo del Año 2023 a toda la Trayectoria Profesional, una carrera de más de tres décadas durante la que ha sido inventor o coinventor de casi 200 solicitudes de patentes europeas. Desarrolla su trabajo investigador en el Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto de la Universitat Politècnica de València (UPV) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), del que es cofundador.
La especialidad de Corma es el desarrollo de catalizadores sintéticos para mejorar las reacciones químicas, de manera que los procesos realizados en industrias como la energética, cosmética o farmacéutica sean más sostenibles. En concreto, tal y como nos explica en una entrevista para Soziable.es, trabaja principalmente en el desarrollo de zeolitas sintéticas, unos materiales cristalinos compuestos de silicio, aluminio y oxígeno que actúan como una esponja que atrapa pequeñas moléculas para que se produzca una reacción química específica.
- ¿Qué significa para usted recibir el Premio al Inventor Europeo 2023 a Toda la Trayectoria Profesional?
Significa un reconocimiento a la labor que hemos hecho, no solamente generando conocimiento, sino también transfiriendo ese conocimiento al sector productivo, ayudando a solucionar problemas de nuestra sociedad.
- ¿Qué le impulsó a investigar en el desarrollo de procesos químicos y catalizadores más sostenibles?
Por una parte, el desafío científico de intentar comprender, mejorar y controlar la reacciones químicas. Este control lo podemos conseguir mediante el diseño de catalizadores. Por otra parte, si conseguimos controlar y dirigir las reacciones químicas, podemos diseñar procesos más sostenibles y amigables con el medio ambiente.
- ¿Cómo pueden los catalizadores mejorar la eficacia y la limpieza medioambiental de las reacciones químicas?
En primer lugar, dirigiendo la reacción a la formación del producto deseado, evitando la formación de subproductos. En segundo lugar, consiguiendo procesos energéticamente más eficientes. Y, por último, mediante la catálisis conseguimos transformar residuos potencialmente contaminantes en productos inocuos o en productos reutilizables.
“Mediante la catálisis conseguimos transformar residuos potencialmente contaminantes en productos inocuos o en productos reutilizables”
- ¿Cuáles son los principales pasos experimentales, ideas y descubrimientos que le llevaron al desarrollo definitivo de las zeolitas sintéticas?
Las zeolitas sintéticas comenzaron a utilizarse comercialmente a finales de la década de 1960. A mí me motivaba el posible paralelismo con las enzimas, es decir, estaban formadas por cavidades que contenían centros catalíticamente activos, en donde podían ocurrir las reacciones químicas.
Mis investigaciones se dirigieron desde el primer momento a conseguir preparar zeolitas con las dimensiones de poro y cavidades adecuadas, así como los centros activos para llevar a cabo las reacciones químicas de manera selectiva. Las zeolitas, como catalizadores se utilizan en los campos de la petroquímica, en la obtención de precursores de polímeros, para la obtención de combustibles sintéticos, eliminación de gases, contaminantes, captura y transformación de CO2 en productos químicos, transformación de la biomasa en combustibles y productos químicos, como catalizadores en amplio número de procesos en química y química fina.
Hay que destacar también su utilización e interés en la separación de gases y en la captura de CO2.
- ¿Cómo funcionan las zeolitas sintetizadas?, ¿cuáles son sus principales aplicaciones y qué características las hacen más sostenibles?
Funcionan como tamices moleculares seleccionando a las moléculas y que penetran y reaccionan en los poros y cavidades de las zeolitas, por su tamaño y forma.
“Con la cantidad de conocimiento que ya hemos ido acumulando y el desarrollo del Machine Learning, se conseguirán sintetizar nuevas moléculas muy complejas”
- ¿Cuáles son los principales desafíos que enfrenta la investigación en catálisis hoy en día?
La clave sigue siendo cómo activar las moléculas para que se produzca la reacción de manera selectiva al producto deseado. Necesitamos un mayor conocimiento sobre los mecanismos de reacción, y combinando este conocimiento con el diseño de materiales catalizadores y técnicas espectroscópicas capaces de seguir cómo ocurren las reacciones a nivel molecular y con cálculos teóricos potentes, conseguiremos no solamente entender cómo ocurren las reacciones químicas, sino también cómo controlarlas mejor y dirigirlas.
Por último, estoy seguro de que, con la cantidad de conocimiento que ya hemos ido acumulando y el desarrollo del Machine Learning, se conseguirán sintetizar nuevas moléculas muy complejas y en mucho menos tiempo del que se requiere hoy en día.
“La química contribuye produciendo los bienes que necesitamos a partir de reactivos sostenibles, sin la formación de subproductos o si se producen, con la posibilidad de reciclarlos”
- Y la industria química en general ¿a qué desafíos se enfrenta actualmente?
Se podría resumir en conseguir la máxima eficiencia atómica. Esto con lleva un máximo aprovechamiento de las moléculas de partida y una mínima o nula formación de subproductos. Si unimos esto a una máxima eficiencia energética, tendremos procesos químicos más sostenibles.
Hay que decir, sin embargo, que una gran cantidad de los productos que utilizamos contienen carbono e hidrógeno en sus moléculas. Así pues, en un proceso de descarbonización total, nuestras fuentes de carbono e hidrógeno serían el CO2 y el H2O. Resulta evidente que activar y hacer reaccionar eficientemente el CO2 y el H2 es un tema de gran actualidad en investigación química.
- ¿Cómo cree que la química puede contribuir a un futuro más sostenible?
Produciendo los bienes que necesitamos a partir de reactivos sostenibles, sin la formación de subproductos o si se producen, con la posibilidad de reciclarlos.
- ¿Cuáles son sus planes futuros para seguir investigando y desarrollando procesos químicos y catalizadores más sostenibles?
Al final, las moléculas que tenemos que hacer reaccionar, no saben si provienen de hidrocarburos fósiles o son de origen sostenible, los problemas que se plantean son los mismos. Intentamos pues, seguir generando conocimiento en el desarrollo de catalizadores y en su aplicación para conseguir los objetivos que dijimos anteriormente.
En estos momentos intentamos preparar y estabilizar átomos metálicos aislados, así como agrupaciones de pocos átomos metálicos en las cavidades de las zeolitas para combinar los efectos de confinamiento de los reactivos, intermedios, de reacción y productos en las cavidades de las zeolitas, con otros centros metálicos, que pueden ser catalíticamente muy activos. Es un tema relevante en el que empezamos a tener resultados interesantes y con posibilidades de ser aplicados.
“Han sido la ciencia y la tecnología las que ha ido dando soluciones a los problemas generados por el cambio climático”
- En su opinión, ¿qué papel debe desempeñar la ciencia y la tecnología en la lucha contra el cambio climático?
Es cierto que los seres humanos y especialmente desde la primera revolución industrial, hemos ido mejorando nuestras condiciones de vida y al mismo tiempo, generando problemas con nuestro entorno.
Hay que decir que han sido la ciencia y la tecnología las que ha ido dando soluciones a estos problemas. Este es también el procedimiento a seguir con el impacto sobre el cambio climático que está teniendo el ser humano. Sin embargo, en mi opinión, la ciencia y la tecnología no serán suficientes si no nos aplicamos a hacer un uso más racional de los recursos naturales y a conseguir una mejor distribución de la riqueza.
- ¿Qué necesita la investigación científica para ser más eficaz en esa lucha contra el cambio climático?
Necesita de un esfuerzo continuado y de una sociedad consciente del problema al que nos enfrentamos y dispuesta a vivir de acuerdo a nuestras posibilidades planetarias.
- ¿Qué consejos daría a los jóvenes investigadores que quieren seguir sus pasos y apostar por la innovación en sostenibilidad?
La investigación es apasionante. Les diría que piensen que cada día tendrán la oportunidad de enfrentarse a nuevos retos. Hay pocas profesiones en las que uno pueda desarrollarse de esa manera. Aunque la investigación es muy demandante y va a necesitar de ellos una gran dedicación, esfuerzo y constancia, no deben desanimarse. La mayor parte de las veces, las cosas no salen, pero les puedo decir que, cuando se tiene éxito y uno de los problemas que te has planteado se resuelve, la satisfacción es enorme.