El proyecto europeo CONFETI, coordinado por la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), ha culminado tres años de investigación con la puesta en marcha de un sistema piloto capaz de producir urea, un fertilizante nitrogenado muy utilizado en agricultura, en el propio campo de cultivo y utilizando energías renovables. Este abono se produce a partir de dióxido de carbono (CO₂) y nitratos mediante un reactor electroquímico alimentado con energía generada por biobaterías y paneles solares. La instalación experimental, situada en un entorno agrícola en Viladecans, integra también un reactor fotoquímico que permite obtener amoníaco, un compuesto básico para la producción de urea, utilizando la luz solar.
La puesta en marcha de este sistema constituye uno de los principales hitos del proyecto, que ha trasladado al campo tecnologías desarrolladas durante el proyecto para explorar alternativas a los procesos convencionales de producción de fertilizantes nitrogenados. El prototipo ha continuado funcionando durante todo el verano y después de los recientes episodios de lluvias intensas, mientras el consorcio continúa estudiando su rendimiento en condiciones reales.
«El principal reto ha sido trasladar el dispositivo del laboratorio a un entorno agrícola. Ha sido una de las tareas más difíciles», explica Gonzalo Guirado, profesor del Departamento de Química de la UAB y coordinador del proyecto. «Gracias al esfuerzo del equipo ha sido posible validar los dispositivos y sus componentes en el laboratorio y llegar hasta aquí para probarlos en un entorno real», añade.
Tecnologías sostenibles
El sistema CONFETI combina tres desarrollos tecnológicos complementarios:
El primero es un reactor electroquímico que produce urea a partir de CO₂ y nitratos. La reacción permite obtener este fertilizante mediante un proceso alternativo a las vías industriales convencionales, que requieren un elevado consumo energético y tienen un alto impacto medioambiental. En este sentido, una de las particularidades del sistema es que el reactor está alimentado por una combinación de biobaterías y paneles solares. Las biobaterías aprovechan la actividad de los microorganismos y la materia orgánica presentes en el suelo para generar electricidad. Un sistema electrónico gestiona esta energía junto con la procedente de los paneles solares para alimentar el reactor electroquímico. Ambos sistemas de generación de energía están en funcionamiento en la instalación piloto y constituyen la segunda innovación
El tercer desarrollo es un reactor fotoquímico que transforma los nitratos presentes en el agua en amoníaco, aprovechando la luz solar y un fotocatalizador. El proceso también permite separar y recuperar este material para reutilizarlo. La tecnología está orientada a aprovechar los nitratos que los cultivos no absorben, con el objetivo de recuperarlos y volver a utilizarlos como fertilizantes.
El reto de pasar del laboratorio al campo
La integración de los diferentes dispositivos en una instalación agrícola ha sido uno de los principales retos del proyecto. A diferencia de las pruebas de laboratorio, el sistema piloto está expuesto a las condiciones meteorológicas y a las particularidades del entorno, lo que permite estudiar su funcionamiento en circunstancias más próximas a las de una futura aplicación.
Las pruebas permiten avanzar en la caracterización de los diferentes componentes y del sistema integrado, así como identificar las cuestiones técnicas que habrá que abordar en las siguientes fases de desarrollo.
«Lo que queremos demostrar con CONFETI es que hay otra manera de producir fertilizantes, que utiliza materiales contaminantes como el CO₂ y los nitratos y los transforma en productos de valor añadido utilizando energías verdes», señala Guirado. «Además, nuestra tecnología permite producir los fertilizantes en el mismo lugar donde se van a utilizar, de forma sostenible, y suministrarlos según la demanda, de modo que no sea necesario almacenarlos», explica.
Esta visión plantea la posibilidad de desarrollar en el futuro sistemas de producción local de fertilizantes que aprovechen los recursos disponibles en el entorno agrícola. Ahora será necesario continuar investigando para determinar la viabilidad técnica, ambiental y económica de una aplicación comercial.
Tres años de investigación europea
CONFETI ha reunido un consorcio internacional y multidisciplinar de universidades, centros de investigación y empresas especializadas en química, catálisis, procesos electroquímicos y fotoquímicos, electrónica y energías renovables.
La iniciativa ha recibido cerca de cuatro millones de euros de financiación del Consejo Europeo de Innovación (EIC), en el marco del programa Horizon Europe.
Los resultados obtenidos establecen una base tecnológica para seguir explorando alternativas de producción de fertilizantes basadas en el aprovechamiento del carbono y el nitrógeno y en el uso de fuentes de energía renovables.