Eliminar residuos, recuperar materiales valiosos y regenerar la naturaleza es esencial para la sostenibilidad del planeta. En la UPC, una treintena de grupos de investigación trabajan para aportar soluciones de economía circular en sectores como la construcción, el textil, el agroalimentario, el químico o el energético.
26/05/2025
En 2005, la regatista inglesa Ellen MacArthur se convirtió en la navegante en solitario más rápida en circunnavegar el mundo. Recorrió más de 26.000 millas en 71 días, sin escalas ni asistencia. Al vivir sola en el mar durante tanto tiempo, tomó conciencia de lo que significa disponer de recursos limitados y decidió dar un cambio de rumbo a su vida: creó una fundación para promover la sostenibilidad del planeta a través de la economía circular. Ellen MacArthur está considerada hoy día una de las grandes impulsoras de este modelo, que ya habían teorizado los economistas David W. Pearce y Kerry Turner en 1989.
La economía circular es un modelo de producción y consumo que se basa en tres principios: eliminar residuos y disminuir la contaminación; mantener la circulación de productos y materiales, y regenerar los sistemas naturales. Tres preceptos clave para abordar los retos del cambio climático, la gestión de los residuos, la contaminación y la pérdida de biodiversidad.
En Cataluña, más de 600 empresas se dedican a ofrecer soluciones en este ámbito con diferentes estrategias, como el diseño circular —soluciones que permiten cambiar los recursos y los procesos de un producto o servicio—, la optimización del uso —innovaciones para alargar el ciclo de vida de un producto— o la recuperación de valor —soluciones para recuperar un producto al final de su vida útil. Se trata de un sector en crecimiento que factura más de 11.000 millones de euros y genera cerca de 33.000 puestos de trabajo.
La investigación en economía circular es uno de los ámbitos destacados de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC), con una treintena de grupos de trabajo y cerca de 500 investigadores e investigadoras que crean soluciones tecnológicas orientadas a la reutilización de recursos, la reducción de residuos y la optimización de procesos industriales para avanzar hacia una sociedad más sostenible.
Tecnologías para una nueva circularidad industrial
Una de las claves de la economía circular es la revalorización de materiales considerados residuos, como los materiales de los aparatos electrónicos en desuso. Un ejemplo son los imanes de neodimio-hierro-boro (NdFeB), que se utilizan en aplicaciones de alta tecnología por sus propiedades magnéticas únicas. Sin embargo, estos imanes representan un reto de reciclaje. Se calcula que se producen 150.000 toneladas métricas de imanes NdFeB en el mundo cada año, buena parte de los cuales se acumula en las plantas de reciclaje o en los vertederos, con los riesgos ambientales que esto conlleva.
En el proyecto europeo UPCycling of NdFeB magnets in the EU for green Applications (NEO-CYCLE) se desarrollan tecnologías para reciclar estos imanes y convertirlos en materiales de calidad para producir fármacos contra el cáncer, fertilizantes o materiales plásticos, entre otros. Participan el grupo de investigación Resource Recovery and Environmental Management (R2EM), el Centro de Investigación en Ciencia e Ingenieria Multiescala de Barcelona (BRCMSE) y el Centro Específico de Investigación del Hidrogeno (CER-H2) de la UPC.
En otra aplicación directa a la industria, el proyecto Hidrógeno a partir de efluentes residuales: circularidad energética y del agua en la industria textil (WhATTer) se enfoca en el tratamiento de aguas residuales textiles. De hecho, el sector textil es el cuarto en consumo de agua y el quinto en emisión de gases de efecto invernadero en la Unión Europea. Además, los procesos de fabricación arrastran materiales no biodegradables, que deben eliminarse antes de verter al efluente.
En este contexto, un equipo del grupo de investigación de Ingenieria del Medio Ambiente (EMMA), vinculado al Instituto de investigación Téxtil y Cooperación Industrial de Terrassa (INTEXTER) y al CER-H2, ha construido un reactor electroquímico para el tratamiento de las aguas residuales que, además, es capaz de generar hidrógeno verde para aprovecharlo como fuente de calor. En el sistema, el ánodo y el cátodo están separados y tienen funciones diferenciadas: en el ánodo se depuran las aguas residuales industriales, oxidando compuestos orgánicos que no se eliminan bien en las depuradoras urbanas; mientras que en otro compartimento, en el cátodo, se genera hidrógeno puro por reducción del agua. Este hidrógeno se puede aprovechar inyectándolo directamente en una tubería de gas natural, que la misma industria podría consumir para calentar el agua necesaria en los procesos húmedos de fabricación.
La misma filosofía de transformación de deshechos ambientales en recursos útiles se aplica en el ámbito agroalimentario con el proyecto Reutilización de efluentes agroalimentarios para la producción de microalgas y su aplicación en agricultura circular para el territorio (REAL-MAC), coordinado por el Grupo de Ingeniería y Microbiología del Medio Ambiente (GEMMA). En concreto, se obtienen productos para el sector agrícola a través de microalgas que se alimentan de los nutrientes presentes en las aguas residuales de la industria cervecera. A partir de la biomasa algal, se consiguen productos como fertilizantes, bioestimulantes y fungicidas. Se trata de una solución circular que, además de recuperar nutrientes y eliminar materia orgánica y patógenos de las aguas residuales, contribuye a mitigar los efectos del cambio climático.
Minerales del mar: circularidad tecnológica avanzada
La desalinización del agua marina es una de las soluciones tecnológicas que se plantean ante la escasez de agua en el actual contexto de crisis climática. Aun así, esta alternativa todavía presenta algunos retos, como la elevada concentración en la corriente de rechazo (salmueras) que se genera en el proceso y su impacto en el medio. Sin embargo, las salmueras resultantes del proceso de desalinización contienen metales y minerales tan valiosos como el litio, el magnesio o el boro.
Recuperar estos materiales es el objetivo de los proyectos europeos Development of radical innovations to recover minerals and metals from seawater desalination Brines (SEA4VALUE) y SEARCULARMINE, en los que participan diferentes equipos de los grupos de investigación BRCMSE, R2EM, CER-H2 y en los que colaboran también investigadores del grupo de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Fluidos (GRECEF).
El objetivo es abrir la puerta a una nueva fuente de materias primas, que actualmente son devueltas al mar con un coste energético y ambiental. El proyecto propone soluciones que incluyen la tecnología de membranas selectivas, adsorbentes impresos en 3D o soluciones hidrometalúrgicas avanzadas. El impacto de este proyecto reducirá la presión sobre los recursos terrestres necesarios para nuestra economía, a la vez que se da un uso circular a una corriente residual con un alto coste económico y ambiental.
Recuperación de materiales de construcción
El sector de la construcción es responsable de casi el 40 % de las emisiones de gases de efecto invernadero en el mundo y uno de los sectores que consume más recursos y que produce mayor cantidad de residuos. Para minimizar este impacto, el proyecto europeo Digital, autonomous, Intelligent and Synchronous system for Continuous identification, Optimization and Value Extraction of Resources from the end-of-use built environment (DISCOVER) se centra en el desarrollo de un sistema autónomo e inteligente para identificar y clasificar materiales en edificios al finalizar su vida útil.
Gracias a la robótica avanzada, la inteligencia artificial y el modelado de información de construcción, este sistema facilita una desconstrucción eficiente de los edificios orientada al reciclaje. El objetivo es convertir los edificios en bancos de materiales y evitar que terminen en los vertederos. Así, se contribuye a la sostenibilidad ambiental y se ofrecen nuevas oportunidades económicas para la industria de la construcción y el reciclaje. El proyecto está liderado por el Centro de Diseño de Equipos Industriales (CDEI) de la UPC.
Drenaje sostenible en el entorno urbano
La expansión del territorio urbano a lo largo de las últimas décadas está causando importantes modificaciones en el ciclo hidrológico natural. Por un lado, ha aumentado la impermeabilidad del suelo, lo que dificulta la infiltración natural del agua de lluvia en el subsuelo, y, por otro, el uso del suelo urbano ha reducido la densidad de la vegetación natural, disminuyendo, por lo tanto, la capacidad de evapotranspiración de las aguas pluviales. Todo esto provoca un mayor riesgo de inundaciones, una situación que se agrava por el aumento de episodios de precipitaciones torrenciales a consecuencia del cambio climático y para la cual no son suficientes los sistemas tradicionales de drenaje urbano.
Para aportar nuevas soluciones en este campo, los grupos de investigación Dinámica Fluvial e Ingeniería Hidrológica (FLUMEN) y Materiales de Construcción y Carreteras (MATCAR) y la empresa Sorigué están trabajando en el proyecto Mezclas bituminosas porosas para el drenaje sostenible en entornos urbanos (BITSDRAIN). El objetivo es estudiar nuevas soluciones para el drenaje sostenible en las ciudades a partir de mezclas porosas que permiten almacenar el agua de lluvia, canalizarla y reducir la velocidad del flujo. Con esto se consigue reducir los caudales de agua y disminuir el riesgo de inundaciones en caso de episodios de precipitación frecuentes con intensidades bajas a moderadas.
Conexión con el tejido productivo
El actual contexto de crisis climática plantea retos complejos en sectores clave como la construcción, el textil, el agroalimentario, el químico o el energético. La Universidad aporta soluciones en todos estos ámbitos, con un modelo de investigación aplicada, colaborativa y orientada a resultados, trabajando conjuntamente con empresas, administraciones y entidades sociales. Con los estudios de grado, máster y doctorado, así como los diferentes programas de formación permanente, la UPC forma a los profesionales que deben liderar esta transición hacia un futuro más sostenible y resiliente.
