El Informe Nacional de Clima de EE.UU. (NAC)

 

Patricia Malo de Molina.

Directora de Comunicación de Abengoa.

Recientemente, ha sido publicado el tercer informe nacional sobre clima de Estados Unidos (NCA, por sus siglas en inglés). Este documento ha sido elaborado por un equipo de más de 300 expertos, que a su vez han sido guiados por 60 miembros del Comité Asesor de Evaluación del Clima Nacional y el Desarrollo, conformando el equipo más grande y diversificado de la historia para producir una evaluación del clima de EE.UU.

Los datos de este informe son, cuando menos, reveladores. Reveladores porque vuelven a incidir en la importancia de varios asuntos sobre los que los ciudadanos de EE.UU. ya está al tanto y reveladores porque achacan todos estos fenómenos a la propia actividad humana de los habitantes de este país. El informe comunica los efectos del cambio climático por región geográfica dentro de los Estados Unidos y por sectores económicos y sociales (agricultura, energía y salud). Además, según confirma este documento, el cambio climático se posiciona como una de las más potentes amenazas para la salud humana y para el bienestar: eventos climáticos más extremos, incendios forestales, disminución de la calidad del aire y propagación de enfermedades transmitidas por insectos, alimentos y agua.

Por ello, el informe NAC prevé que el cambio climático, inducido por la actividad humana, continuará y se acelerará de forma significativa si las emisiones globales de gases de efecto invernadero siguen aumentando como hasta el momento. Los impactos relacionados con el cambio climático son ya más que evidentes en muchos sectores y se espera que tengan un efecto cada vez más perturbador en el siglo XXI.

El comité asesor, formado por personal de varias universidades (Florida, Louisiana, Alaska, Michigan, Washington), institutos de investigación (Hawai Institute of Marine Biology, Georgia Institute of Technology), ONGs (The Nature Conservancy) y compañías (ConocoPhillips, WestLand Resources, Inc., Monsanto Company), basa este documento en un gran volumen de investigaciones científicas revisadas por expertos, informes técnicos, así como otras fuentes públicas disponibles, informes y publicaciones científicas, como informaciones del IPCC.

El informe, que ha sido revisado por expertos de la Academia Nacional de Ciencias, las 13 agencias federales del Programa de Investigación del Cambio Global de EE.UU y el Comité Federal de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Sostenibilidad, se divide fundamentalmente en dos partes: tendencias climáticas y efecto regional del cambio climático. En lo referente a tendencias climáticas, el NCA lleva a cabo un análisis de la evolución de los patrones climáticos desde mediados del siglo XX, así como de sus efectos sobre la población, la economía, los recursos naturales y la infraestructura. Del mismo modo, se analizan los efectos del cambio climático a nivel regional con la distribución que se especifica en el mapa siguiente (obtenido del informe)

Tras este análisis exhaustivo, se deriva como ya hemos comentado anteriormente la conclusión fundamental de que el calentamiento global de los últimos 50 años se debe principalmente a las actividades humanas. De hecho, la temperatura media de EE.UU. ha aumentado en 1,3 °F a 1,9 °F desde 1895; la mayor parte de este incremento se ha producido a partir de 1970.

Del mismo modo, algunos fenómenos meteorológicos extremos han aumentado en las últimas décadas, y la evidencia es nueva y más fuerte. Durante los últimos 50 años, gran parte de Estados Unidos ha visto un aumento de los períodos prolongados de temperaturas excesivamente altas, lluvias torrenciales, y en algunas regiones, han experimentado las sequías más severas de los últimos años. De hecho, la capacidad de los ecosistemas para amortiguar los impactos de eventos extremos como incendios, inundaciones y tormentas severas está viéndose mermada por los efectos del cambio climático sobre estos.

En relación al recurso hídrico, el NAC destaca que la infraestructura está siendo dañada por la subida del nivel del mar, las lluvias torrenciales y el calor extremo; daños que se acentuarán en el futuro a corto y medio plazo. Los océanos se están volviendo cada vez más cálidos y ácidos, hecho que afecta a las corrientes oceánicas, las propiedades químicas y a la vida marina. Mientras la calidad del agua y la fiabilidad de suministro se ponen en peligro, afectando de múltiples formas a todos los ecosistemas y a la actividad humana, como por ejemplo a la agricultura, tan afectada por las alteraciones climáticas.

La planificación para la adaptación y mitigación del cambio climático es cada vez más generalizada y está más presente en nuestras actividades, sin embargo, los esfuerzos actuales son insuficientes para evitar las consecuencias sociales, ambientales y económicas, que son cada vez más negativas.

Efectos regionales del Cambio Climático (expresados en una tabla del documento):

En última instancia, este documento destaca positivamente la California´s Global Warning Solutions Act, que tiene como objetivo fijar un límite en las emisiones de gases de efecto invernadero de 2020 a los niveles de 1990. El programa estatal limita las emisiones, utiliza un sistema basado en el comercio de créditos de carbono y limita la producción de electricidad a partir de carbón y petróleo.

El informe NAC concluye con una propuesta de algunas iniciativas que ayudarían a mitigar los efectos y paliar los daños del cambio climático. En este sentido, propone realizar esfuerzos para una mejora en la gestión de las lluvias torrenciales, la adaptación y mitigación en las ciudades, la puesta en marcha de proyectos de cap-and-trade de emisiones, tales como la impulsada en los estados del noreste; el fomento de las energías renovables (eólica, solar y geotérmica) en el suroeste y la consolidación de la transformación del sistema de generación eléctrica desarrollado por cinco de los seis estados del suroeste. 

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“Almacenamiento térmico: retos, desarrollo y evolución”

Cristina Prieto Ríos.

Responsable de I+D del área solar de Abengoa.

Hoy en día, el dióxido de carbono es responsable de más del 50 % de las emisiones de gases de efecto invernadero, siendo el factor que más contribuye al cambio climático. Como consecuencia, este cambio climático se ha convertido en una amenaza real y la incertidumbre respecto al suministro energético en décadas venideras se acrecienta.

Las emisiones de gas de la UE superaron en 2010 en un 2 % el nivel de 1990 y se estima que lo harán en un 5 % en 2030. Igualmente, la dependencia de la UE de la energía importada aumentará desde el actual 50 % al 65 % en 2030.

Por tanto, el impulso definitivo de las energías renovables se torna esencial tanto para conseguir los objetivos establecidos bajo la política de Energía y Clima, como para asegurar la competitividad futura de los distintos países en el mercado energético global. Para el año 2050 y en adelante, debe darse un cambio en cuanto a la producción, distribución y uso de la energía, con un consumo general de energía en gran parte proveniente de tecnologías de carácter renovable.  Las tecnologías energéticas limpias tales como solar, eólica, mareomotriz… se presentan, por tanto, como actores principales para la consecución de estos objetivos. La energía solar debe, por consiguiente, ser uno de los pilares básicos sobre el que apoyarse para la consecución de estos objetivos.

Aunque la tecnología solar de concentración tiene un enorme potencial a futuro, el esfuerzo debe centrarse en acortar estos plazos, haciendo que sea competitiva en pocos años respecto al resto de tecnologías y más atractiva para el mercado de masas. En este sentido, esta tecnología debe verse apoyada por un programa de investigación para reducir costes, incrementar la eficiencia en la conversión solar-eléctrica e incrementar la distribución con el fin de mejorar el rendimiento y la eficiencia del almacenamiento térmico.

El mercado eléctrico mundial ya empieza a no concebir instalaciones termosolares sin gestionabilidad. Sin embargo, obviando el aspecto de la gestionabilidad, aún no está claro qué tecnología predominará en años venideros. Este hecho provoca que los retos respecto al almacenamiento térmico sean cada vez crecientes. Entre estos retos cabe citar:

  • La necesidad de aumentar la gestionabilidad del sistema reduciendo los picos de generación de energía
  • La necesidad de incrementar la capacidad de generación. Probablemente, el beneficio más importante de la energía termosolar es el aumento de capacidad de generación. Esto significa que la demanda de energía rara vez es constante en el tiempo y que el exceso de generación disponible durante los períodos de baja demanda se puede utilizar para cargar un sistema de almacenamiento con el fin de aumentar la capacidad de generación durante los periodos de fuerte demanda. El resultado es una mayor utilización de las plantas, ayudando a generar energía de una manera más estable.

  • La reducción de los costes de la generación: la demanda de energía en los sectores comerciales, industriales y residenciales varía en bases diarias, semanales y estacionales. Estas demandas se pueden combinar con la ayuda de los sistemas de almacenamiento que operan de manera sinérgica. Este objetivo de reducción de costes, junto con el potencial del almacenamiento térmico, debe focalizarse en encontrar soluciones para plantas termosolares a alta temperatura, lo que incrementará las eficiencias de los ciclos asociados a estas plantas solares.

Cabe reseñar que el potencial de almacenar energía térmica para proporcionar electricidad en los periodos de mayor demanda es una de la ventaja más importante de la energía termosolar en comparación con la fotovoltaica. Mejorar esta función con el menor coste posible es esencial para aumentar la proporción de energía termosolar en el futuro.

Desarrollo y evolución del almacenamiento térmico para una termosolar más competitiva

Actualmente, las tecnologías de almacenamiento térmico comerciales se dividen entre almacenamiento directo e indirecto de sales fundidas, y acumuladores de vapor.

Entendemos por almacenamiento directo aquel en el que el propio fluido caloportador que intercambia su energía térmica con el fluido que va a turbina, es el que almacena energía en forma de calor. Este es el caso de la tecnología de torre de receptor central de sales fundidas con plantas como la de Cerro Dominador que Abengoa construye en el desierto de Atacama. En el caso de almacenamiento indirecto de sales fundidas, el fluido caloportador suele ser un aceite térmico que intercambia calor con las sales fundidas. Ejemplos de plantas con almacenamiento indirecto de sales fundidas son Solana en Arizona (Estados Unidos), así como la planta de Kaxu que actualmente está en construcción.

En el caso de la tecnología de sales fundidas, actualmente se está trabajando con temperaturas de 400 ºC en el caso de la tecnología de cilindroparabólicos y de 550 ºC en el caso de la tecnología de torre.

Por otra parte, en plantas de generación directa de vapor, se tienen los acumuladores de vapor, utilizados en las plantas de PS10 y PS20, ambas de Abengoa Solar, y que permiten almacenar vapor en condiciones de saturación.

En el caso de los acumuladores de vapor, las temperaturas de trabajo se sitúan en torno a los 250 ºC para PS10 y PS20 y de 330 ºC para el caso de la planta de Khi Solar One que Abengoa Solar está terminando de construir en Sudáfrica.

Sin embargo, para poder cumplir las estimaciones de reducción de costes de la tecnología, los desarrollos e investigaciones que se están llevando a cabo por organismos y centros de investigación así como por empresas del sector pasan por desarrollar nuevos sistemas de almacenamiento a mayor temperatura. Esta reducción busca situar el coste del almacenamiento térmico en unos 20-30 €/kWhth.

El concepto de sales fundidas de dos tanques está probado y es fiable. Sin embargo, debido a la estabilidad de sal, la temperatura máxima se limita a 550 °C aproximadamente. Se busca por tanto desarrollar almacenamientos térmicos con nuevos materiales y/o nuevos conceptos que permitan obtener soluciones técnica y económicamente viables para temperaturas por encima de los 600 ºC.

A corto plazo, estas líneas de investigación y desarrollo buscan obtener nuevas sales que permitan alcanzar temperaturas de operación de 600 ºC, así como nuevos conceptos de almacenamientos térmicos que permitan utilizar la tecnología de receptores de aire a temperaturas de unos 800 ºC de aquí a 2015.

Más a medio plazo, se busca aumentar esta temperatura en receptores de aire por encima de los 1000 ºC en torno al año 2020.

Pero no todos los desarrollos se focalizan en aumentar su temperatura de funcionamiento. Se está trabajando activamente en encontrar soluciones de almacenamientos con mayor densidad energética a los almacenamientos sensibles como los utilizados hasta ahora, como son por ejemplo los almacenamientos térmicos en materiales de cambio de fase o PCM (por sus siglas en inglés). Esta tecnología está enfocada especialmente para la generación directa de vapor.

Estos sistemas buscan utilizar el calor latente mediante el cambio de estado de un material de fase líquida a fase sólida y viceversa. Sin embargo los retos técnicos que presentan estos sistema hacen que los esfuerzos en I+D deban ser consecuentes para llevar esta tecnología a una escala comercial.

Más a largo plazo, se considera el almacenamiento termoquímico como una opción viable debido a los valores elevados de densidad energética y el fuerte potencial de reducción de costes que podría ofrecer. Sin embargo, las líneas de investigación para comercializar esta tecnología deben abarcar desde los ciclos termodinámicos, receptores, sistemas de almacenamiento y problemáticas asociadas a las reacciones químicas.

El reto que se plantea, o mejor dicho, que ya está en curso, deberá servir para aumentar la competitividad de la tecnología termosolar mediante la reducción de costes, entre otros, de la parte relativa al almacenamiento térmico, mitigando la incertidumbre respecto a la problemática del suministro energético en las décadas venideras.

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Innovación tecnológica: la clave para un mundo más sostenible

Patricia Malo de Molina.
Directora del departamento de comunicación.

El mundo entero está entrando en una nueva era de innovación, basada en avances tecnológicos que se llevan a cabo para mitigar nuestro impacto sobre el medio ambiente y reducir el coste energético.

A mediados de este siglo, se prevé que la población mundial sea de 9.000 millones de habitantes. Este incremento de la población conducirá a una mayor demanda de recursos como el agua o los combustibles fósiles, al tiempo que aumentarán los residuos industriales y urbanos. El crecimiento de la población también planteará grande retos medioambientales como la adaptación a un rápido cambio climático, el agotamiento de los recursos naturales y la contaminación de la biosfera.

Por estas razones, estamos en una época en la que la innovación tecnológica está, más que nunca, integrada y enfocada al desarrollo de un mundo más sostenible.

En la industria de la bioenergía, la energía solar y la desalación, técnicos de todo el mundo están desarrollando tecnologías que reducen el coste energético y el impacto sobre los recursos naturales.

Hace apenas unos años, un equipo de investigadores universitarios centrados en el biocombustible, inventaron el primer fotobiorreactor medioambiental, que puede simular el entorno en el crecen las algas. Usando este fotobiorreactor, los científicos pueden crear y probar cepas de algas que generan biocombustible. Una vez que éstas se crean con éxito, pueden ser cultivadas a gran escala. Este nuevo proceso para el cultivo de nuevas variedades de algas y su traslado al mercado como fuente de biocombustible, no solo es más rentable, sino que, además, plantea una nueva alternativa comercialmente viable a los combustibles fósiles tradicionales.

Por su parte, Abengoa invirtió 5,9 MUSD en investigación y desarrollo de nuevas tecnologías en el año 2013. Ejemplo de ello es la planta de energía que se está desarrollando en Hugoton, Kansas, y que convierte de manera eficiente los residuos agrícolas en etanol celulósico. La planta está a punto de ser finalizada y producirá 25 de galones de biocombustible al año.

También se están desarrollando importantes innovaciones tecnológicas en la industria solar. La Marina de los EE.UU. está investigando cómo instalar placas solares en el espacio. Los paneles absorberían la energía solar durante todo el día -algo imposible para las placas solares terrestres- y transferirían esa energía solar a través de las ondas de radio para proporcionar energía a instalaciones militares, barcos en el mar y tropas en el campo. Abengoa también está trabajando para mejorar el almacenamiento de la energía renovable a través de un sistema pionero de almacenamiento de energía en sales fundidas para Solana, la mayor planta de colectores cilindroparabólicos del mundo. Este nuevo sistema de almacenamiento permite que Solana alimente con energía solar a los hogares de Arizona durante todo el día y toda la noche.

Además, la industria de la energía renovable está constantemente innovando para hacer frente a la escasez de los recursos hídricos e impulsar las tecnologías de desalación. En este esfuerzo, Abengoa ha desarrollado métodos para reducir la cantidad de energía consumida por ósmosis inversa, minimizar el impacto ambiental de la salmuera y crear nuevas tecnologías de desalación, incluyendo las que mejoran las condiciones de funcionamiento de las membranas de filtración, que son esenciales para los niveles altos de pureza y calidad en el agua tratada. Desde 2005, esfuerzos similares en empresas de Israel han permitido que ese país, con escasez de agua, obtenga un 40 % de su suministro de agua por la desalación en poco menos de una década. El país se encuentra en proceso de creación de un excedente de agua y está experimentando una transformación de recursos.

Innovaciones como las desarrolladas en el campo de la energía solar, la desalación y los biocombustibles desempeñarán un papel crucial en el futuro. Como la población mundial crece y ejerce más presión sobre los recursos naturales, estamos convencidos de que la inversión en innovación tecnológica es una manera comprobada de dirigirnos hacia un mundo más sostenible.

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Thirsty Energy (Energía sedienta)


Izaskun Artucha,
Directora de Desarrollo estratégico de Abengoa.

Todos los años, los directores de los principales negocios de Abengoa pasan un día con el Consejo de Administración a fin de proporcionarles información actualizada sobre rendimiento y estrategia. Siempre resulta útil contar con un punto de vista exterior que apoye lo que ya sabemos en Abengoa: que los sectores de la energía y del agua son fundamentales para el desarrollo económico y que proporcionarán un crecimiento significativo e importantes oportunidades a medio y largo plazo. Durante la sesión de marzo de este año, hablamos sobre “Thirsty Energy”.

¿Qué es la “Thirsty Energy?

Thirsty Energy es una iniciativa del Banco Mundial que se puso en marcha en el año 2013 y que se dedica a promover y apoyar los esfuerzos de los países para hacer frente a los desafíos relacionados con la gestión de la energía y del agua de una forma proactiva.

Es evidente que los sectores del agua y de la energía son interdependientes:

- Se requieren importantes cantidades de agua para la generación de energía: refrigeración de centrales térmicas, extracción y procesamiento de combustible, etc.

- La energía es necesaria a lo largo de la cadena de valor del agua: producción, procesamiento y transporte.

Esta interdependencia se hace más evidente si aportamos algunas cifras. De acuerdo con las Naciones Unidas (ONU), el 80 % del agua empleada con fines industriales va a parar a centrales de energía térmica. Del mismo modo, las estimaciones de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) indican que en 2010, el 15 % del total de las extracciones de agua se utilizaba para la producción de energía.

La consecuencia lógica parece ser que los desafíos a los que se enfrenta el sector de la energía tendrán un impacto sobre el sector del agua y viceversa.

El desafío

En el año 2012, de la población total de 7 mil millones de personas a nivel mundial:

- el 36 % tenía un acceso poco fiable o no tenía ningún acceso a electricidad,

- el 40 % vivía en zonas con escasez grave de agua, y

- el 11 % no disponía de acceso a agua potable.

El crecimiento de la población previsto para los próximos 20 años hace que el desafío sea aún mayor. En el año 2035, según la AIE, se prevé que el consumo de energía aumente un 35 % y, como consecuencia, que el de agua —es decir, el agua extraída y no devuelta a su fuente— lo haga en un 85 % en el sector de la energía, incrementándose así la presión sobre los recursos hídricos finitos.

¿Cuáles son las consecuencias para el sector de la energía?

El mayor impacto que la escasez de agua podría tener en las empresas energéticas es el riesgo de tener que reducir la producción o incluso cerrar plantas. Sin embargo, mientras que una crisis mundial del agua es una posibilidad en el futuro, el desafío energético es una realidad hoy para muchas empresas del sector de la energía.

De acuerdo con un informe sobre el agua llevado a cabo en el marco del Carbon Disclosure Project (CDP), el 82 % de las empresas energéticas y el 73 % de las empresas de servicios públicos de energía identifican el agua como un riesgo importante para sus operaciones comerciales. Además, el 59 % de las empresas energéticas y el 67 % de las empresas de servicios de electricidad ya han sufrido los efectos en los negocios relacionados con el agua durante los últimos cinco años.

A pesar de estas preocupaciones reales, la planificación y la producción energética actual se hacen a menudo sin tener en cuenta las limitaciones de agua existentes y futuras, lo que ya está provocando que las empresas de servicios reduzcan su producción o interrumpan posibles planes de expansión, y que algunas de las regiones menos desarrolladas estén sufriendo apagones y racionamiento de energía. La ausencia de una planificación integrada entre estos dos sectores es socio-económicamente insostenible.

¿Qué se puede hacer?

Hasta ahora, el sector de la energía se ha considerado una gran oportunidad de negocio y ha recibido una gran atención por parte de la industria, de la clase política y de los inversores. Sin embargo, a medida que se extiende la sensibilización con respecto a la importancia de la industria del agua, habrá de adoptar un papel sumamente pertinente en el desarrollo económico de las regiones.

Así, Thirsty Energy ha propuesto una serie de iniciativas como posibles soluciones para el reto energía-agua que pueden agruparse atendiendo a tres grandes temas:

- Integración de la planificación energética y del agua.

- Reducción de la dependencia del agua.

- Mejora de la eficiencia de los procesos de producción de energía.

Abengoa ha desarrollado negocios y capacidades que resultan esenciales para las soluciones propuestas por la iniciativa Thirsty Energy:

Éstos son solo algunos ejemplos de las oportunidades que aguardan a Abengoa, no solo en lo que se refiere al sector del agua sino también en relación con el resto de nuestros negocios principales; y las formas en las que Abengoa puede contribuir a hacer frente al reto energía-agua pueden influir de manera decisiva sobre el desarrollo económico de los próximos años y décadas

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Nuevos mercados potenciales para el mercado del desarrollo de agua: desalación y reuso.

Arancha Mencía
Vicepresidenta Desarrollo de Negocio de Abengoa Water



Nuevos mercados potenciales para el mercado del desarrollo de agua: desalación y reuso.

En los últimos años, se ha producido un indiscutible aumento en la demanda de nuevas fuentes de agua debido a diferentes factores como el crecimiento de la población -principalmente en países emergentes-, el aumento del consumo per cápita y, por lo tanto, de la demanda de alimentos y de agua para la agricultura e industria; y, por último, la disminución de los recursos disponibles. Esta disminución viene originada por la sobre explotación, la contaminación de los recursos habituales o, directamente, por el impacto del cambio climático, que está originando grandes periodos de sequías seguidos de inundaciones que impiden el uso de los recursos hídricos tradicionales.


Fuente: Global Water Market 2014, Global Water Intelligence

Todos estos factores, unidos a las nuevas tecnologías, han derivado en un increíble crecimiento y desarrollo de dos nuevos mercados potenciales dentro del mercado del agua: la desalación y el reuso.

Desde hace ya más de una década, el mercado de la desalación se ha consolidado como uno de los principales mercados en el sector del agua. El crecimiento en este sector, de alguna manera, ha mermado el crecimiento en el reuso.

Sin embargo, el avance en nuevas tecnologías, como la ultrafiltración, la ósmosis inversa y la radiación ultravioleta han alcanzado tal nivel que, hoy por hoy, el cliente final tiene absoluta certeza de los niveles de calidad y seguridad que se alcanzan en los procesos de reuso de agua para llegar a estándares de agua potable de forma directa o indirecta.

Principales potenciales mercados en estos sectores:


Fuente: Global Water Market 2014, Global Water Intelligence

Caso de estudio “Oriente Medio”

Desde los años 70, Oriente Medio ha sido el principal impulsor de proyectos de desalación en el mundo, debido a la falta de otras fuentes de recursos hídricos en su geografía. Sin embargo, en los últimos años, la tendencia en este mercado ha cambiado y, de usar predominantemente una tecnología térmica para desalar agua de mar, se está implantando el uso de tecnología de ósmosis inversa, que implica un consumo mucho menor de energía y, por tanto, un menor consumo de combustibles fósiles, los cuales pueden ser más rentables si se venden que si se desperdician en el proceso térmico de desalación de agua.

Siguiendo en esta línea de ahorro energético y disminución de la dependencia del petróleo, son los países de esta zona los que están liderando los proyectos de investigación y desarrollo sobre la posibilidad de combinar el uso de energías renovables con la desalación de agua de mar para uso industrial y/o potable. En este aspecto, la energía solar es la que lleva, por el momento, la delantera en la zona aunque, en otras geografías, también se están consiguiendo resultados esperanzadores con el uso de energía eólica en plantas desaladoras.

Proyectos como los de Masdar en los Emiratos Árabes o Kacare en Arabia Saudí, han potenciado el avance del mercado en este sector, y se espera que en los próximos dos o tres años pueda comenzarse la construcción a gran escala de este tipo de plantas.

Todos estos mercados, además, se han visto acompañados de nuevos esquemas financieros que permiten abordar proyectos que de otra forma no serían asumibles. Esta tendencia que se inició en Oriente Medio se ha extendido por todas las áreas geográficas con demanda de nuevos recursos de agua. Proyectos de inversión privada con esquemas IWP (Independent Water Projects), IWPP (Independent Water and Power Projects), BOT (Build, Own and Transfer) o PPP (Public Private Partnership) han conseguido que la financiación, que no era posible por parte de los Estados, llegue de la mano de inversores internacionales, multilaterales y empresas expertas en estos tipos de proyectos en otras áreas del sector de la infraestructura (energía, principalmente).

Como resumen de lo expuesto anteriormente, no existen dudas de que el mercado del agua es un mercado en expansión, debido al aumento de la demanda y a la disminución de los recursos tradicionales disponibles. Es por ello que las tecnologías que ofrecen nuevas fuente de agua potable, desalación y reuso principalmente, se han hecho más competitivas gracias a su desarrollo tecnológico, a nuevas fórmulas financieras y al aumento de la seguridad en la calidad del agua, viéndose incrementado el mercado a nivel mundial.

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Explorando nuevas fronteras








Ken Salazar.
Abogado de Wilmer Cutler Pickering Hale and Dorr LLP, despacho miembro del Consejo Asesor Internacional de Abengoa.





Ubicada en la histórica ciudad de Sevilla, Abengoa tiene sus raíces en el mundo explorador que llevó a la ciudad a ser la puerta de Europa hacia las Américas. Hace más de cuatrocientos años, Sevilla se convirtió en el principal nexo entre Europa y el Nuevo Mundo. Hoy, Abengoa se ha convertido en el conector entre el mundo antiguo y las tecnologías emergentes que están definiendo el futuro de nuestro planeta.

Durante siglos, las naciones han investigado la energía del sol preguntándose cómo se podría producir electricidad para abastecer comunidades en todo el mundo mientras la humanidad ha luchado para conseguir suministros fiables de agua potable, especialmente en épocas de sequía.

Desde el comienzo del movimiento ecologista, las comunidades internacionales han luchado para hacer frente a la enorme cantidad de residuos generados por la actividad humana y que se depositan en vertederos de todo el mundo.

Ahora, Abengoa está dando soluciones a estos importantes retos.

Un ejemplo de ello son los proyectos de energía solar que está desarrollando en diferentes partes del planeta y que están consiguiendo que aquellos escépticos pasen a convertirse en importantes defensores de este tipo de iniciativas solares a escala comercial. Actualmente, las plantas de energía solar a escala comercial de Abengoa se encuentran ya generando electricidad en la red de Estados Unidos, Abu Dhabi, Argelia y España. Además, la empresa está construyendo nuevas plantas de energía solar en Chile, Estados Unidos y Sudáfrica.

Hasta hace pocos años, Estados Unidos contaba con una producción de energía solar a escala comercial muy limitada. Ahora, Abengoa gestiona algunas de las mayores plantas solares comerciales del mundo en los desiertos de California y Arizona. Concretamente la planta termosolar de Arizona, de 280 megavatios, cuenta con tecnología punta en materia de almacenamiento térmico y proporciona electricidad suficiente para satisfacer la demanda de 70.000 hogares de Arizona, incluso cuando no exista el recurso solar. Esta innovadora tecnología supone un gran paso adelante, ya que continúa abasteciendo electricidad incluso después de la puesta del sol.

Así como Abengoa lidera la revolución de la energía solar, también trata de abordar las necesidades de agua de las comunidades que se enfrentan a desafíos aparentemente insuperables, en cuanto al suministro de agua a sus ciudadanos se refiere. El centro de I+D de agua que Abengoa posee en Sevilla ha desarrollado tecnologías pioneras, dando, así, soluciones a problemas de agua a través de plantas de desalinización; y creando alternativas para el abastecimiento de agua a la comunidad.

He dicho muchas veces que el agua es el elemento vital de los países y las comunidades. A causa de las sequías que se han producido a lo largo de la historia, y que se siguen produciendo en el suroeste de Estados Unidos, las comunidades luchan para hacer frente a la escasez de agua y para planificar su abastecimiento futuro. La actual sequía del río Grande, que se extiende por Colorado, Nuevo México, Texas y México ha ocasionado problemas que amenazan con devastar los suministros municipales, industriales y agrícolas.

Lo mismo le ocurre al río Colorado, cuya escasez de agua afecta a Wyoming, Colorado, Utah, Nuevo México, Arizona, Nevada, California y México. El largo periodo de sequía que experimenta este cauce produce escasez del líquido elemento para los usuarios de las zonas urbanas y agrícolas a lo largo de toda la cuenca fluvial. En California, el gobernador Jerry Brown ya ha declarado el estado de emergencia debido a la falta de agua.

En opinión de la comunidad científica y de los organismos gestores de este recurso, la causa de estas sequías es el cambio climático. Además, el crecimiento de la población en el suroeste del país y el aumento de la demanda de agua hacen que muchas comunidades estén en estado de alerta.

Estados Unidos no es el único país que sufre periodos de sequía. También se están produciendo en Latinoamérica, África, Asia y en muchos otros lugares de todo el mundo. La tecnología y los proyectos de abastecimiento de agua de Abengoa están ayudando a dar soluciones a muchas de esas comunidades. La compañía ha construido plantas en todo el globo, incluyendo Ghana, Argelia y México.

Como parte de estos esfuerzos precursores, Abengoa está preparada para hacer frente a los retos creados por nuestros vertederos en el mundo. Desde sus instalaciones en Salamanca, España, la empresa ha desarrollado la tecnología necesaria para convertir los residuos sólidos urbanos en energía. Como se espera que la población mundial crezca hasta sobrepasar los siete mil millones de personas, la cantidad de basura que se genere crecerá exponencialmente. El despliegue de la tecnología de creación de energía a partir de residuos sólidos urbanos de Abengoa ayudará a abordar el problema de tratamiento de desechos al que se enfrenta el mundo y, al mismo tiempo, ayudará a desarrollar nuevas alternativas de suministros de energía fiable.

Al tiempo que explora las fronteras de la energía, la empresa está a la cabeza de los biocombustibles celulósicos avanzados. Los proyectos de Abengoa están ya creando bioetanol y biodiesel. En Estados Unidos, la planta de celulosa ubicada en Hugoton, Kansas convertirá paja y otros materiales en biocombustibles en un breve plazo.

En conclusión, el mundo se enfrenta a grandes desafíos a causa del cambio climático y del crecimiento demográfico. Las tecnologías de Abengoa ayudarán a la humanidad a hacer frente a los retos que presenta esta realidad.

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Un futuro brillante para la CSP en el almacenamiento de energía térmica

Patricia Malo de Molina.

Directora de Comunicación de Abengoa.

El año pasado fue un año clave para la industria de la energía solar por concentración (CSP), según hemos visto en la realización de varios importantes proyectos, entre ellos la planta de Solana de Abengoa, ubicada en Gila Bend, Arizona. Sin embargo, persisten las dudas en cuanto a si la CSP es una forma viable y rentable de producción de energía renovable para el futuro. Las dudas se centran en el impacto ambiental que las plantas CSP a gran escala pueden tener en los ecosistemas de los desiertos, los niveles de consumo de agua y en cómo pueden destacar en comparación con el coste significativamente menor de las plantas fotovoltaicas (PV) y las de gas natural. No obstante, la CSP resuelve el mayor desafío al que se han enfrentado las energías renovables: la intermitencia. La CSP tiene un futuro sólido, especialmente en el mercado de la energía de EE.UU. como resultado de su capacidad de almacenamiento energético.

Desde que la energía renovable entró por primera vez en el mercado, una de las mayores críticas que recibió fue precisamente la que hace referencia a su naturaleza intermitente, por lo que se dudaba de la fiabilidad de sus fuentes. A veces, las nubes cubren el sol, el viento no sopla, o las olas no rompen. Dada esa imprevisibilidad, los costes subirían y las fuentes de energía tradicionales seguirían teniendo que intervenir cuando las fuentes de energías renovables no estuviesen disponibles. La CSP evita esos problemas con su capacidad de almacenamiento de energía térmica. En comparación con otras energías renovables, ofrece la posibilidad de almacenar energía de forma eficiente que luego puede ser canalizada, lo que permite que una planta siga funcionando cuando haya nubes o después de la puesta del sol. Esta capacidad permite la generación de electricidad en los momentos de máxima demanda, por ejemplo, durante las tardes cuando los consumidores regresan a casa del trabajo.

La CSP será un componente crítico a la hora de satisfacer las necesidades de energía del mundo, a la vez que equilibrará los efectos del cambio climático. Según la Administración de la Información sobre la Energía de EE.UU., para el año 2040 habrá una demanda global de 820 billones de BTU, un aumento del 56 % en 30 años. Al mismo tiempo, durante ese mismo período, las emisiones totales de CO2 de Estados Unidos en materia de energía en 2040 serán igual a 5,599 millones de toneladas métricas. Por lo tanto, habrá una necesidad continuada de fuentes de energía fiables y que, además, tengan la capacidad de crecer a la vez que reducen las emisiones de CO2. La CSP satisface estas necesidades a la perfección, suministrando energía sostenible a niveles de escala comercial para satisfacer las demandas de energía en cualquier momento.

Para afrontar estos retos, los estados y territorios de Estados Unidos están empezando a exigir que las energías renovables puedan almacenarse. En 2013, California estableció un requisito para la compra de 1.325 megavatios de almacenamiento de energía para el año 2020. Puerto Rico también ha ordenado que todas las nuevas energías renovables incluyan la posibilidad de almacenamiento y Nueva York está considerando requisitos de almacenamiento similares. La CSP con almacenamiento es una tecnología que los gobiernos locales pueden tener en cuenta a la hora de cumplir con estos requisitos de almacenamiento de energía.

Solana de Abengoa, que comenzó a operar de forma completa a finales de 2013, es la prueba de que esta tecnología es viable, rentable y está preparada para cumplir con la demanda de los consumidores. Con 280 megavatios y con seis horas de almacenamiento de energía térmica, Solana es la planta de CSP más grande en el mundo que utiliza la tecnología de colectores cilindro-parabólicos. Puede satisfacer la demanda máxima de la región en las tardes de finales del verano y por las noches.

Solana funciona utilizando colectores cilindro- parabólicos con espejos. Las estructuras siguen el movimiento del sol, concentrando la radiación solar sobre un tubo receptor que contiene un fluido de transferencia de calor que absorbe el calor, alcanzando altas temperaturas. A continuación, la energía térmica de este fluido, convierte el agua en vapor, que, a su vez, acciona una turbina para generar electricidad. Con el almacenamiento de energía térmica, Solana es capaz de suministrar energía limpia a unos 70.000 hogares, evitando la emisión de cerca de medio millón de toneladas de CO2 cada año.

El almacenamiento térmico es el avance que la industria solar ha estado esperando mucho tiempo. Con él, las plantas pueden ofrecer horas de energía después de la puesta del sol, cuando la luna ha salido o en un día nublado y lluvioso. Este tipo de tecnología es un diferenciador único, dando ventaja a la CSP sobre otras tecnologías de energía renovable que no tienen capacidad de almacenamiento y proporcionando a los consumidores una energía renovable, sin contaminación y asequible cuando la necesitan.

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Desalación Sostenible.

Arturo Buenaventura

Director de Estrategia y Desarrollo Corporativo de Abengoa Water

La Tierra es una desaladora natural de agua de mar. Gracias a la energía del sol, el agua de los océanos se evapora generando nubes que descargan su agua en forma de lluvia, cayendo parte de ésta sobre la corteza terrestre, realimentando así los ríos, lagos y las reservas de aguas subterráneas que, de una forma u otra, vuelven a los mares.

La Tierra es conocida como el planeta azul. Sin embargo, el volumen total de agua que hay en ella, contando la de los ríos, lagos, aguas subterráneas, océanos y los casquetes polares, es de 1.386 millones de km3. Este volumen representa una esfera de agua de 1.385 km de diámetro. Para hacernos una idea de lo que esto representa, si la Tierra fuese equivalente en tamaño a una pelota de baloncesto, toda el agua del planeta cabría en una pelota de pingpong. Y ésta es toda el agua que sigue ese ciclo natural en la Tierra, la única de la que disponemos y la que hemos usado una y otra vez desde el origen de los tiempos.

Sólo un 3 % del agua del planeta es agua dulce. De este porcentaje, solamente se encuentra disponible un 0,3 % en los ríos y un 0,6 % en  aguas subterráneas, perteneciendo el resto a los casquetes polares. En consecuencia, la mayor parte no es de fácil acceso o es agua de mar.

Además, nos encontramos con la problemática de que ni el agua dulce de la que disponemos ni la población está uniformemente distribuida. Aunque la población tiende a concentrarse en zonas de fácil acceso al agua dulce, este acceso es cada vez más difícil de asegurar, ya que cada vez son más comunes las aglomeraciones en ciudades cada vez más grandes.

El agua es un elemento indispensable para la vida y es considerado un derecho de todos y cada uno de los habitantes del planeta. Sin embargo, cerca de una tercera parte de la población vive en zonas que sufren un estrés hídrico (desequilibro entre la oferta y la demanda de agua) entre moderado y alto, y alrededor del 20 % de la población mundial no tiene una fuente segura de agua potable. Necesitamos, por tanto, ayudar al ciclo natural de agua en la Tierra, generando recursos adicionales de agua dulce en aquellas regiones que sufren escasez.

La desalación es una solución a estos problemas en aquellas zonas geográficas que cuentan con acceso a agua de mar o a fuentes de agua salobre. Y es por ello que Abengoa ha invertido, desde hace años, en el desarrollo de la tecnología de desalación por ósmosis inversa, debido a su menor consumo energético respecto a otras tecnologías de desalación disponibles. Así, las plantas desaladoras de Abengoa incluyen los últimos avances tecnológicos al tiempo que hemos desarrollado herramientas innovadoras que permiten un diseño optimizado y más sostenible de las mismas. Dentro de estas mejoras, se encuentra el uso de intercambiadores de presión de última generación, la minimización de la utilización de compuestos químicos, la disminución del volumen de salmueras de rechazo, así como la mejora de la conversión, membranas de ósmosis inversa de última generación, bombeo de alta eficiencia, membranas de ultrafiltración para el pretratamiento y tecnología propia en el proceso de remineralización del agua desalada, entre otras.

Además, en Abengoa seguimos invirtiendo en el desarrollo de avances tecnológicos que permitan desalar agua de una manera más eficiente, a un menor coste y de forma más sostenible. Como ejemplo de estos avances, Abengoa dispone a día de hoy de soluciones de desalación a partir de energías renovables, las cuales permiten generar recursos alternativos de agua minimizando la huella de carbono del proceso.

Esta semana celebramos el Día Mundial del Agua, con la temática Agua y Energía, oportunidad que aprovechamos para reafirmar nuestro compromiso de continuar invirtiendo y trabajando para seguir ofreciendo soluciones sostenibles a los problemas del agua en el mundo.

Fotografía: Jack Cook del Woods Hole Oceanographic Institution

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Informe del Presidente

Felipe Benjumea Llorente
Presidente ejecutivo de Abengoa

El año 2013 ha sido mejor de lo esperado vislumbrándose unas posibilidades de crecimiento que permitirán dejar atrás la crisis financiera. Sin embargo, el cambio climático sigue estando en el centro de los problemas a los que se enfrenta la humanidad. El Panel Intergubernamental sobre cambio climático de Naciones Unidas alerta de que la temperatura media del planeta aumenta al tiempo que los glaciares se deshielan, se eleva el nivel del mar y crecen las emisiones de CO2. Todo ello se atribuye al ser humano en un 95 % de la responsabilidad. El Informe Stern constata que todavía no hay una tendencia hacia la reducción de las emisiones, por lo que el calentamiento global continuará y obligará a que en el año 2100, cientos de millones de personas abandonen los lugares donde hoy viven.

La encrucijada que vive el mundo obliga, como señala el World Energy Outlook de 2013, a otorgar una renovada importancia a la eficiencia energética. Nuestro sector desempeñará un papel fundamental para que los objetivos de contención del cambio climático se consigan o no. La tendencia actual nos lleva hacia un aumento de la temperatura global de 3,5 ºC a largo plazo, y para evitarlo es imprescindible acelerar el ritmo de crecimiento de las energías renovables, que actualmente, se sitúa en un 2,5 % anual.

Nuestra compañía tiene soluciones viables a estos retos. La creación de conocimiento y la apuesta por la tecnología son la base de nuestra ventaja competitiva en los sectores de energía y medioambiente. Ello ha permitido que Abengoa sea un referente científico y tecnológico en nuestras áreas de actividad y un espacio privilegiado para la formación de profesionales en I+D e innovación.
El instituto de investigación puesto en marcha en 2011, Abengoa Research (AR), está obteniendo avances muy significativos en la producción y el almacenamiento de energía solar a precios competitivos, la transformación de residuos sólidos urbanos en bioetanol (W2B), el impulso de vectores energéticos como el hidrógeno o el bioetanol de segunda generación, la desalinización o la reutilización de aguas industriales y de otras procedencias, y los desarrollos enzimáticos y biomásicos.

Asimismo, Abengoa ha incrementado el número de sus patentes tecnológicas hasta alcanzar la cifra de 261 y es reconocida como la primera compañía española en el ranking de solicitud de patentes internacionales. Estos logros son el fruto del esfuerzo desplegado por el equipo de los 781 investigadores de la compañía y de la inversión realizada en proyectos de I+D e innovación, que ha ascendido a un total de 426 M€ este año.

Estamos cumpliendo con las inversiones previstas en nuestro plan estratégico, cerrando las financiaciones de los proyectos correspondientes y consiguiendo los socios que nos permitan hacer sostenible nuestra inversión. El mapa de proyectos de Abengoa se ha extendido a lo largo de este año a países como Israel, Sri Lanka, Ucrania o Angola, y hemos consolidado nuestra posición de liderazgo en países como Brasil, EE.UU., Sudáfrica, Chile, México, Perú o Uruguay.

La presencia global de Abengoa nos permite aprovechar las oportunidades de crecimiento. Este año las ventas han crecido un 17 % respecto a 2012, alcanzando los 7.356 M€. Y este dinamismo se refleja en nuestros resultados que alcanzan un ebitda de 1.365 M€, que supone un incremento del 44 %.En el plano financiero, este año, hemos completado con éxito la admisión a cotización en el mercado de valores Nasdaq de Estados Unidos mediante ampliación de capital por 517,5 M€, y cinco emisiones de bonos por un importe de 1.280 M€, además de desinversiones por 804 M€, lo que nos ha permitido atender las necesidades de financiación de la compañía de forma anticipada para el ejercicio 2014, reducir la dependencia del mercado bancario tras la cancelación parcial del préstamo sindicado y alargar el perfil de vencimiento de deuda.La deuda neta corporativa al cierre de 2013 es 2,2 veces el ebitda corporativo, alcanzando los 2.124 M€. Terminamos el año con una posición de tesorería de 3.878 M€ que nos permite afrontar los compromisos de inversiones y deuda previstos en 2014.Pensamos que, en el año 2014, Abengoa seguirá creciendo, al tiempo que reforzando su estructura financiera y consolidando una estructura de rotación de activos sostenible.

Ingeniería y construcción
Las ventas han crecido un 27 % y ascienden a 4.808 M€. La cartera de proyectos al terminar el año alcanza 6.796 M€. En EE.UU., hemos puesto en operación la mayor planta termosolar del mundo, Solana, en Arizona, que cuenta con un sistema pionero de seis horas de almacenamiento de energía para cuando no hay sol; y también continúa la construcción de la planta termosolar de igual potencia en California. Además, la empresa eléctrica estadounidense Portland General Electric (PGE) ha confiado en Abengoa para llevar a cabo una planta de ciclo combinado de 440 MW.

También hemos sido seleccionados para construir la mayor planta de ciclo combinado de Polonia, líneas de transmisión en Europa, Latinoamérica, África y Australia, y nuevas desaladoras en Oriente Medio y norte de África.

Infraestructuras de tipo concesional
A lo largo de 2013 hemos generado más de 5.700 GWh en las plantas solares, híbridas y de cogeneración, y puesto en funcionamiento tres nuevas plantas: en Abu Dhabi, Shams 1; en EE.UU., Solana; y en España, la Plataforma Extremadura, con una potencia instalada total de 480 MW. Además, hemos producido 102,1 ML de agua desalada.

La potencia total instalada y en construcción en nuestras plantas energéticas de EE.UU., Abu Dhabi, Sudáfrica, Argelia, Israel, México, Brasil, Uruguay, España, India y Holanda alcanza los 2.912 MW.
Actualmente, estamos desarrollando nuevas desaladoras en Argelia y Ghana, y líneas de transmisión de energía en Brasil, Perú y Chile.

Producción industrial
La construcción en Hugoton, Kansas, de la primera planta industrial para producir etanol de segunda generación con tecnología propia de Abengoa, y el desarrollo, en Salamanca, de la primera planta piloto de Waste to Biofuels son dos proyectos que hacen realidad nuestros esfuerzos en investigación e innovación de los últimos años.

Crecimiento y diversificación
El modelo de crecimiento se basa en la gestión simultánea de negocios con perfiles y características diferentes. Los flujos de caja de nuestras actividades tradicionales se reinvierten en el crecimiento de negocios emergentes. La rotación de las inversiones forma parte de nuestro modelo de negocio y disponemos de numerosas opciones de futuro que evolucionarán hasta su madurez. Cabe destacar Abengoa Hidrógeno y Abengoa Energy Crops, junto a otras opciones tecnológicas que Abengoa Research y los grupos de negocio obtienen de su investigación.

La actividad internacional de la compañía representa el 84 % de las ventas totales, entre los que destacan EE.UU. con el 28 %, Latinoamérica con un 29 %, Asia con 4 %, Europa con 12 % y África con 11 %.

Capital humano, empleo y seguridad
En Abengoa sabemos que el futuro depende de la creatividad del presente y éste, de la formación y de la entrega de quienes formamos parte de la compañía. Conscientes de ello cuidamos muy especialmente su desarrollo profesional y preparación. En 2013 hemos realizado más de 1,8 M de horas de formación, muchas en colaboración con algunas prestigiosas universidades del mundo.
También es importante destacar, dentro de nuestra cultura corporativa, la preocupación constante por la seguridad de nuestros equipos y nuestras operaciones en todo el mundo, lo que se traduce en un exigente sistema de calidad, prevención y control de riesgos laborales en todos los niveles de la organización.

Auditoría
Siguiendo nuestro compromiso con la transparencia y el rigor, hemos sometido el sistema de control interno a un proceso de evaluación independiente, conforme a las normas de auditoría del PCAOB. El Informe Anual incorpora cinco informes de verificación independiente sobre las siguientes áreas: cuentas anuales, sistema del control interno SOX (Sarbanes Oxley), Informe de Responsabilidad Social Corporativa, Informe de Gobierno Corporativo y diseño y aplicación del Sistema de Gestión de Riesgos de la compañía conforme a las especificaciones de la ISO 31000.

La responsabilidad social corporativa y el desarrollo sostenible

Penny Mathews

En un futuro marcado por la innovación y los retos asociados al desarrollo sostenible, Abengoa apuesta por una gestión responsable que reduzca los impactos negativos de su actividad, contribuya al desarrollo de las comunidades donde estamos presentes y construya relaciones de confianza con los grupos de interés. Fruto de este compromiso, Abengoa diseñó en 2008 un plan estratégico de Responsabilidad Social Corporativa (RSC) y hemos invertido en 2013 más de 9,1 M€ en acción social a través de la Fundación Focus-Abengoa.

 

Durante 2013 hemos intensificado la colaboración con los proveedores para reducir los impactos y mejorar las operaciones en la totalidad de la cadena de valor.

Un año más, a través del Informe de Responsabilidad Social Corporativa, elaborado de acuerdo a los principios del Global Reporting Initiative (GRI) y de la norma de aseguramiento de la sostenibilidad AA1000, comunicamos nuestro desempeño social, medioambiental y económico durante 2013 y los objetivos, retos y áreas de mejora para los próximos años.

Con estas intenciones ponemos a su disposición el buzón de Responsabilidad Social Corporativa (rsc@abengoa.com), nuestra página web (www.abengoa.com), nuestro perfil en Twitter y Linkedin, y nuestro blog corporativo (blog.abengoa.com).

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Diseñando los materiales del mañana

Francisco Montero Chacón (Investigador de Abengoa Research) y Manuel Doblaré Castellano (Director general de Abengoa Research).

Fue el discurso del a la postre premio Nobel, Richard P. Feynman, “Hay bastante espacio al fondo” el que inspiró en 1959 a toda una generación de investigadores para desarrollar lo que hoy conocemos como nanotecnología. “¿Por qué no –se preguntaba- escribir los 24 volúmenes de la Enciclopedia Británica en la punta de un alfiler?”. El discurso de Feynman resultó tan asombroso como desafiante. De hecho, no solo introducía la idea de ordenar directamente los átomos de la forma deseada sino que además, y lo que resulta hoy día más valioso, esbozaba la infraestructura necesaria para ello. Hemos necesitado casi medio siglo para certificar que esta idea, considerada en su momento como ciencia ficción, es posible y aunque todavía no hayamos llegado a ese punto, indudablemente nos encontramos más cerca.

La dificultad principal es cómo manipular algo tan minúsculo como los átomos y, por otro lado, cómo poder controlar los efectos de tal manipulación para conseguir unas determinadas propiedades en el material. Los científicos han demostrado que ya podemos trabajar en las escalas más pequeñas (como la atómica) así como en las más grandes (como la escala del continuo). El nuevo reto, por tanto, se centra en trabajar en ese puente entre las dos caras de un mismo mundo o, en otras palabras, unir los átomos a las estructuras. En este sentido, una de las cuestiones principales que se plantean es cómo conducir la información a través de ese puente. Por ejemplo, el paso del nivel atómico, en el que se define la energía de activación de un material, al nivel macroscópico de muchos procesos termoquímicos cubre alrededor de diez órdenes de magnitud en las escalas de longitud y tiempo. Por consiguiente, el flujo de información tiene que ser cuidadosamente seleccionado para obtener resultados representativos.

La naturaleza en sí misma es multiescala. De hecho, si miramos la escala humana –empleando el ejemplo que empleó Feynman en su discurso- toda la información de un ser humano se almacena en una pequeña fracción de una célula en forma de moléculas de ADN de aproximadamente 50 átomos por bit de información. Pero al mismo tiempo los seres humanos somos pequeños individuos en nuestro planeta, el cual es una fracción del sistema solar que, a su vez, es un pequeño punto en el universo. Esta fascinante separación de las escalas de la naturaleza quedó bien reflejada en el libro “Powers of ten”.

La idea es, por consiguiente, es la siguiente: tal y como los humanos somos capaces de inducir importantes cambios en el medio ambiente o como las células a su vez pueden influir en el ser humano; podríamos manipular la estructura de un material a diferentes escalas y obtener así unas propiedades específicas. Por ejemplo, podríamos manipular materiales microporosos para capturar CO2, funcionalizar y activar la superficie de una membrana para mejorar dispositivos para la filtración de agua, o crear un nuevo tipo de materiales estructurados para el almacenamiento de la energía térmica en plantas solares de concentración. Esto también podría aplicarse a los procesos de fabricación de dichos materiales, controlando importantes variables del proceso (como el consumo de energía o las emisiones) manteniéndose así favorable con el medioambiente.

Diseño multiescala de los materiales: desde los átomos a las estructuras.

Algunos de los ejemplos anteriores no son solamente ilustrativos, sino que algunas de estas aplicaciones están siendo llevadas a cabo por Abengoa bajo el proyecto Plataforma para el Diseño Virtual de Materiales. El objetivo principal de este proyecto es proporcionar a nuestros científicos un laboratorio virtual de vanguardia en el que se puedan caracterizar materiales innovadores con unas propiedades determinadas. Este enfoque virtual tiene importantes ventajas respecto al enfoque tradicional en cuanto a la reducción del número de costosos ensayos experimentales, reduciendo los costes de desarrollo y, lo que es más importante, facilitando la creación de valor.

Esto es ahora posible gracias a los avances desarrollados en las últimas décadas en el campo de la Ciencia de Materiales Computacional. De hecho, hoy en día es posible estudiar la materia desde la escala electrónica más fundamental hasta sistemas estructurales a escala real, con el objetivo de medir y optimizar las propiedades de los materiales para una aplicación concreta. La forma en la que los científicos unen estas escalas se conoce como multiescala, y no solo supone unir diferentes escalas de longitud y tiempo, sino también la interacción multidisciplinar entre los científicos.

Esto es algo esencial ya que este reto no puede ser afrontando por expertos individuales sino por verdaderos equipos multidisciplinares de físicos, químicos, biólogos e ingenieros que permitirán el diseño de materiales multiusos y optimizados. Éstos serán los equipos que desarrollen los materiales del mañana con propiedades que aunque eran impensables hace solo unos años (autorreparación, adaptación al entorno, autoensamblado y reorganización) no están muy lejos de nuestro alcance.

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