- Investigadores del INMA y la Universidad de Zaragoza desarrollan membranas basadas en materiales MOF para captura directa de CO₂ del aire.
- La tecnología DAC propuesta permite instalar plantas en casi cualquier ubicación, aprovechando energías renovables y sin depender de focos industriales.
- Las membranas MOF logran separar CO₂ en concentraciones muy bajas (0,04 %) con alta precisión y flujo de aire, reduciendo riesgos frente a métodos con aminas.
- El avance sitúa a Aragón y al sistema científico español en primera línea internacional en soluciones tecnológicas para mitigar el cambio climático.
Una línea de investigación desarrollada en Aragón está dando pasos firmes hacia una nueva forma de capturar dióxido de carbono directamente del aire. Un equipo del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA) y de la Universidad de Zaragoza ha diseñado unas membranas avanzadas que permiten extraer CO₂ de la atmósfera incluso cuando su concentración es muy baja, como ocurre en las condiciones ambientales habituales.
Este desarrollo se enmarca en la llamada captura directa de CO₂ del aire (DAC, por sus siglas en inglés), una de las tecnologías emergentes que más interés despiertan en la lucha contra el cambio climático. A diferencia de los sistemas tradicionales, que se centran en frenar las emisiones en chimeneas industriales o centrales térmicas, esta propuesta persigue retirar parte del CO₂ que ya está acumulado en la atmósfera.
Un avance desde Aragón en la captura directa de CO₂
El trabajo ha sido realizado por investigadores del INMA, centro mixto del CSIC y la Universidad de Zaragoza, integrados en el Grupo de Membranas y Catálisis con Materiales Nanoestructurados (MECANOS). Su investigación describe por primera vez la aplicación de determinadas membranas ultrafinas basadas en materiales MOF para captura directa de CO₂ del aire ambiente.
Estos resultados se han publicado en una revista científica de alto impacto en el ámbito de los materiales avanzados, lo que refuerza la relevancia internacional del hallazgo. El proyecto sitúa tanto a la Universidad de Zaragoza como al sistema científico aragonés en una posición destacada en uno de los campos tecnológicos considerados clave para mitigar el calentamiento global.
El equipo subraya que este tipo de soluciones no se limita a disminuir emisiones futuras, sino que apunta a gestionar parte del CO₂ que ya se encuentra disperso en la atmósfera. Esa diferencia de enfoque es lo que hace de la DAC una herramienta complementaria a las políticas de reducción de emisiones y a otras medidas de descarbonización.
En el contexto europeo, donde los compromisos de reducción de gases de efecto invernadero son cada vez más exigentes, este tipo de avances científicos ofrece a España oportunidades de liderazgo tecnológico y de transferencia al tejido industrial. Investigaciones como esta pueden servir de base para futuras plantas piloto y proyectos demostradores en colaboración con empresas energéticas y ambientales.
Membranas con materiales MOF: la base de la nueva tecnología
El núcleo de la innovación reside en el empleo de materiales MOF (metal-organic frameworks), unas estructuras metal-orgánicas porosas que permiten diseñar redes extremadamente ordenadas a escala nanométrica. Estos materiales se consideran una de las grandes revoluciones recientes en química de materiales y han sido reconocidos con un Premio Nobel de Química en fechas recientes.
Las membranas desarrolladas en Zaragoza combinan un soporte polimérico con una versión modificada de un MOF conocido como ZIF-8. A través de una técnica de intercambio secuencial de ligandos, diseñada específicamente en el INMA, los investigadores han logrado mejorar de forma notable la afinidad del material por las moléculas de CO₂, incrementando su capacidad de captura.
Esta configuración híbrida permite que el gas atraviese la membrana de forma selectiva: el CO₂ se separa del resto de componentes del aire gracias a las interacciones específicas con los poros del material MOF, mientras que otros gases pasan con menor facilidad. Todo ello se consigue manteniendo un flujo de aire elevado, algo especialmente complicado cuando la concentración de dióxido de carbono es tan baja como la del aire atmosférico (en torno al 0,04 %).
Desde el punto de vista conceptual, el enfoque combina ventajas típicas de las membranas poliméricas (flexibilidad, facilidad de procesado, coste relativamente bajo) con las propiedades de selectividad y alta superficie interna de los MOF. Esta sinergia es la que permite plantear dispositivos más eficientes que otras alternativas disponibles en la actualidad.
Los responsables del proyecto destacan que se trata de una tecnología aún en fase de laboratorio, pero con un potencial considerable para escalarse en aplicaciones reales. El siguiente paso pasa por validar el comportamiento de estas membranas en condiciones más próximas a las industriales y evaluar su estabilidad a largo plazo.
Tecnología DAC frente a los métodos tradicionales de captura
Las estrategias más habituales de captura de CO₂ se concentran en puntos de emisión donde el gas aparece en altas concentraciones, como instalaciones de generación eléctrica, plantas de cemento o determinadas industrias químicas. En estos escenarios, el proceso de separación suele ser más sencillo desde un punto de vista técnico, aunque requiere grandes dispositivos y un consumo energético elevado.
En contraste, la captura directa del aire se enfrenta al reto de trabajar con concentraciones de CO₂ extremadamente bajas. Extraer moléculas de dióxido de carbono de una mezcla en la que apenas representan una fracción mínima del total implica diseñar materiales muy selectivos y sistemas capaces de procesar grandes volúmenes de aire de manera continua.
El investigador principal del proyecto, Joaquín Coronas, ha insistido en que la clave no está solo en que la DAC ya se conoce como concepto, sino en mejorar su eficacia, facilitar su implementación y reducir costes energéticos. En ese sentido, las membranas basadas en MOF proponen una alternativa a tecnologías que utilizan disoluciones químicas —como las aminas—, que pueden plantear riesgos ambientales en caso de fugas o mala gestión.
Este tipo de membranas evita el uso de compuestos líquidos potencialmente contaminantes y, al mismo tiempo, abre la puerta a dispositivos más compactos y modulables. Esta combinación resulta especialmente interesante para plantear sistemas que puedan integrarse de forma gradual en distintas infraestructuras o proyectos de mitigación climática.
Desde un punto de vista regulatorio, el desarrollo de soluciones DAC más seguras y manejables puede facilitar su encaje en las políticas europeas de neutralidad climática, que requieren no solo reducir las emisiones, sino también impulsar tecnologías de captura y almacenamiento o reutilización de carbono.
Ventajas de un sistema modular y ubicable en casi cualquier lugar
Una de las características destacadas de este desarrollo es su carácter modular. En lugar de depender de grandes plantas integradas, el sistema puede diseñarse a partir de unidades relativamente pequeñas que se conectan entre sí para alcanzar la capacidad deseada de captura de CO₂.
Esta modularidad ofrece varias ventajas prácticas. Por un lado, facilita la adaptación del sistema a diferentes escalas, desde instalaciones de menor tamaño pensadas para proyectos piloto o usos específicos, hasta configuraciones más complejas formadas por múltiples módulos trabajando en paralelo.
Por otro lado, al no requerir una conexión directa con focos concretos de emisión, las futuras plantas basadas en esta tecnología podrían instalarse en emplazamientos donde abunden recursos de energía renovable. Zonas con alta irradiación solar, potencial eólico o recursos geotérmicos resultarían especialmente adecuadas para alimentar los equipos de captura con un menor impacto ambiental.
Esta flexibilidad geográfica es uno de los factores que hace de la DAC un complemento atractivo a otras estrategias climáticas. Permitirá, si se consolida, repartir la capacidad de captura en distintos territorios, aprovechando mejor la disponibilidad de energías limpias y reduciendo la dependencia de unas pocas plantas de gran tamaño.
En el caso concreto de España, regiones como Aragón, con un notable desarrollo de parques eólicos y solares, podrían convertirse en entornos idóneos para probar instalaciones de este tipo. Además, la proximidad entre los centros de investigación y los posibles emplazamientos facilitaría la colaboración entre el ámbito académico y el industrial.
Aplicaciones potenciales del CO₂ capturado y retos pendientes
Aunque la prioridad de estas tecnologías es disminuir la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, el dióxido de carbono capturado no tiene por qué destinarse únicamente al almacenamiento geológico o a su confinamiento permanente.
Entre las opciones que se barajan, una parte del CO₂ podría emplearse en la producción de combustibles sintéticos, combinándolo con hidrógeno renovable para generar carburantes de baja huella de carbono. Otra línea de trabajo se orienta a la síntesis de determinados materiales plásticos u otros productos químicos para la industria.
También se contempla su uso en sectores como la agricultura intensiva, aumentando la concentración de CO₂ en invernaderos para favorecer el crecimiento de las plantas. De este modo, el gas extraído del aire encontraría una segunda vida útil antes de volver al ciclo atmosférico, manteniendo un cierto equilibrio entre capturas y emisiones.
Pese a estas posibilidades, los investigadores recuerdan que la tecnología aún debe recorrer un camino importante. Es necesario mejorar la durabilidad de las membranas, optimizar los costes de fabricación y asegurar que el balance energético global resulte competitivo frente a otras alternativas de mitigación climática.
Igualmente, el despliegue a gran escala de soluciones DAC requerirá marcos regulatorios claros, modelos de negocio viables y mecanismos de apoyo que permitan a las empresas asumir la inversión inicial. La experiencia europea con otras tecnologías limpias indica que el respaldo público y la colaboración con el sector privado serán elementos determinantes.
Conciencia social, ciencia y papel de España en la carrera climática
Más allá del aspecto puramente técnico, este proyecto refleja un cambio de fondo en la percepción social de la crisis climática. Desde el ámbito universitario se observa un aumento de la sensibilidad, especialmente entre los estudiantes y los jóvenes investigadores, hacia la necesidad de encontrar fórmulas para frenar el deterioro ambiental y gestionar mejor los recursos.
Los avances logrados en Zaragoza sirven también para mostrar que la investigación desarrollada en España puede ocupar espacios de liderazgo internacional en áreas consideradas estratégicas. Contar con grupos especializados en materiales MOF y en tecnologías de separación de gases refuerza la capacidad del sistema científico nacional para aportar soluciones concretas a desafíos globales.
En un escenario en el que la Unión Europea impulsa objetivos de neutralidad climática a medio plazo, disponer de proyectos punteros en captura directa de CO₂ abre la puerta a futuras colaboraciones con otros centros europeos, así como a la participación en consorcios y programas de financiación específicos.
Al mismo tiempo, el trabajo del INMA y de la Universidad de Zaragoza puede contribuir a nutrir el ecosistema de startups y empresas tecnológicas vinculadas a la transición energética. A medida que las soluciones salten del laboratorio al mercado, se generarán nuevas oportunidades de empleo cualificado y de innovación en cadenas de valor emergentes.
Todo este esfuerzo converge en una idea compartida por la comunidad científica: sin una combinación de reducción de emisiones, eficiencia energética y tecnologías de captura de carbono, será muy difícil alcanzar los compromisos climáticos internacionales. La propuesta de membranas MOF para capturar CO₂ directamente del aire se suma así a un catálogo creciente de herramientas con las que intentar contener el avance del calentamiento global.
La investigación desarrollada en Aragón muestra cómo la aplicación de materiales nanoestructurados de última generación puede traducirse en soluciones prácticas frente al cambio climático. Las membranas basadas en MOF diseñadas para la captura directa de CO₂ del aire representan un paso relevante hacia sistemas más eficientes, modulares y aprovechables en entornos con energías renovables, reforzando el papel de España y de Europa en la búsqueda de tecnologías que permitan reducir la concentración de gases de efecto invernadero y avanzar hacia un modelo más sostenible.
