24 de octubre, Día Internacional contra el Cambio Climático

24 octubre 2024

El 24 de octubre se celebra el Día Internacional Contra el Cambio Climático. Veamos qué campos de la tecnología son los más significativos en la lucha contra este fenómeno y como las patentes están relacionadas con ellos.

Cada 24 de octubre se celebra el Día Internacional contra el Cambio Climático, un evento creado con el objetivo de concienciar a empresas, gobiernos y ciudadanos de los efectos devastadores del calentamiento del planeta.

Las patentes juegan un papel crucial en la protección de tecnologías que pueden ayudar a mitigar el impacto ambiental y promover el uso de energías renovables, además de incentivar la investigación en estas tecnologías.

Estas patentes son esenciales para promover la innovación en áreas como la energía solar, eólica, biotecnología verde, reciclaje y tecnologías para la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Al proteger los derechos de propiedad industrial e intelectual, las patentes fomentan la inversión en investigación y desarrollo (I+D), permitiendo a las empresas recuperar sus inversiones en nuevas tecnologías sostenibles.

En los últimos años, ha habido un aumento significativo en la presentación de solicitudes de patentes relacionadas con el medio ambiente y las energías renovables en las cinco oficinas de patentes más importantes del mundo (Estados Unidos, Europa, Japón, Corea del Sur y China), conocidas como IP5. Este aumento refleja un interés creciente en las tecnologías verdes, impulsado por la preocupación por el cambio climático y las políticas gubernamentales que apoyan la transición hacia una economía más sostenible.

Mientras que Estados Unidos y Europa lideraron inicialmente en patentes ambientales, más recientemente China y Corea del Sur han mostrado un crecimiento rápido en la presentación de estas solicitudes, reflejando sus estrategias nacionales para liderar en la innovación tecnológica verde.

Algunas de las tecnologías más punteras en este campo, especialmente aquellas que han mostrado un notable avance y un incremento en patentes durante los últimos cinco años son las siguientes:

• Captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS): la tecnología CCUS implica capturar el dióxido de carbono (CO2) directamente de fuentes industriales o del aire, y luego almacenarlo de forma segura bajo tierra o reutilizarlo en procesos industriales. En los últimos años, ha habido un notable aumento en las patentes relacionadas con la captura directa de aire (DAC), que es una subcategoría de CCUS. Empresas como Climeworks y Carbon Engineering han liderado avances en esta área, desarrollando sistemas más eficientes y menos costosos.
• Energías renovables avanzadas: este campo incluye tecnologías solares, eólicas y de almacenamiento energético, enfocadas en aumentar la eficiencia y reducir costes. La energía solar fotovoltaica ha visto un desarrollo acelerado gracias a las nuevas células solares de perovskita que prometen mayores eficiencias y menores gastos de producción. En energía eólica, las turbinas flotantes han ganado terreno, permitiendo la generación de energía en zonas más profundas del océano. La energía nuclear sigue siendo una buena fuente para complementar a la eólica y solar donde es preciso. Los nuevos desarrollos en reactores modulares pequeños (SMR) y la investigación sobre energía de fusión buscan ofrecer opciones nucleares más seguras y eficientes.
• Hidrógeno verde: se produce mediante la electrólisis del agua utilizando electricidad proveniente de fuentes renovables. Este hidrógeno puede ser usado como combustible para vehículos o en procesos industriales reduciendo las emisiones de CO2. Ha habido un fuerte aumento en las patentes de electrolizadores, dispositivos clave para la producción de hidrógeno verde. Empresas como Siemens y ITM Power están a la vanguardia de estas innovaciones.
• Agricultura y silvicultura regenerativa: estas técnicas buscan restaurar la salud de los suelos y capturar carbono mediante prácticas agrícolas y forestales sostenibles, como el uso de “biochar” (bio carbón), la agroforestería y la rotación de cultivos. La agricultura de precisión, que incluye el uso de drones y sensores IoT para optimizar el uso de recursos son usadas cada vez más a menudo. Las tecnologías relacionadas con el biochar también han ganado popularidad, siendo patentadas por su capacidad para secuestrar carbono y mejorar la fertilidad del suelo.
• Baterías de nueva generación y almacenamiento de energía: el desarrollo de baterías avanzadas es crucial para la transición energética, permitiendo el almacenamiento eficiente de energía renovable y su uso cuando la demanda es alta. Las baterías de estado sólido y las baterías de flujo redox han sido áreas clave de innovación. Empresas como QuantumScape y CATL han liderado el camino en la mejora de la densidad energética y la seguridad de las baterías.
• Electrificación del transporte: la electrificación de vehículos y la infraestructura asociada, incluyendo cargadores rápidos y redes inteligentes, son fundamentales para reducir las emisiones del sector transporte. Las patentes relacionadas con vehículos eléctricos (EV) han crecido exponencialmente, especialmente en tecnologías de baterías, sistemas de carga ultrarrápida y materiales ligeros para la construcción de vehículos. Lamentablemente, España está todavía a la cola en lo que se refiere a estaciones de carga.
• Tecnologías de inteligencia artificial y modelado climático: la IA se está utilizando para mejorar la precisión de los modelos climáticos, optimizar redes energéticas y predecir el impacto del cambio climático en zonas determinadas. Los algoritmos de aprendizaje de máquina aplicados a la gestión de redes eléctricas y a la predicción climática son cada vez más numerosos.
• Materiales sostenibles y bioplásticos: el desarrollo de nuevos materiales cuya fabricación no implique altas emisiones de CO2 y uso de carbono y que tengan propiedades parecidas a los plásticos tradicionales está en auge. Los bioplásticos y el grafeno y otros nanomateriales han visto un aumento en las patentes debido a sus aplicaciones en múltiples sectores como los envases y la construcción.

Los documentos de patente describen las tecnologías con mayor precisión y detalle que casi cualquier otro tipo de literatura. Por lo tanto, identificado un problema técnico, no hay mejor manera de averiguar qué soluciones existen que consultando patentes relacionadas.

En el 2020, ya existían en las bases de datos de la oficina de patentes europea más de tres millones de documentos relacionados con las tecnologías comentadas. Así, se ha creado incluso una clasificación de patentes específica para las tecnologías relacionadas con el cambio climático, la clasificación Y02: Espacenet – patent classification.

Uno de los campos en los que menos se piensa cuando se trata de cambio climático es el de la construcción. En particular, las industrias globales del hierro y del acero fueron responsables de aproximadamente el 8% de las emisiones de CO2 a nivel mundial en 2020 (fuente: European Patent Office). Tradicionalmente, el proceso de refinamiento del mineral de hierro requiere que este se combine con un reductor que contenga carbono en un gran alto horno. Esto da lugar a la emisión de alrededor de dos toneladas de dióxido de carbono por cada tonelada de hierro que se produce. Posteriormente, gran parte de este hierro se procesa aún más para fabricar los distintos tipos de acero que se encuentran en todo, desde electrodomésticos, automóviles, trenes, barcos y aviones, hasta maquinaria pesada, edificios e infraestructura.

Afortunadamente, tanto la industria del acero como las instituciones de investigación están dedicando grandes esfuerzos a desarrollar métodos más eficientes, limpios y sostenibles.

Un aspecto clave en la transición ecológica de este sector surgió hace varias décadas, cuando se empezaron a investigar alternativas para calentar los altos hornos, con el objetivo de reducir la dependencia de los hidrocarburos. Un ejemplo de esto son los hornos de arco eléctrico, que pueden alimentarse parcialmente con fuentes de energía renovables, como la energía eólica, solar o hidráulica.

Un proceso prometedor para la producción de acero, que evita el uso de combustibles fósiles y aprovecha tecnologías industriales ya existentes es la reducción directa con hidrógeno. En lugar de utilizar reductores basados en carbono, se emplea hidrógeno, el cual puede generarse mediante electrólisis impulsada por energía renovable. A diferencia de los reductores convencionales que generan grandes volúmenes de CO2, el uso de hidrógeno emite principalmente vapor de agua.

Finalmente, los fabricantes de hierro y acero están buscando formas más eficientes de aprovechar la energía térmica que generan en sus procesos actuales. Combinado con la captura y el almacenamiento de dióxido de carbono cuando sea viable, los beneficios pueden ser significativos. También está en aumento el reciclaje de hierro y acero viejos, especialmente a medida que disminuye la energía necesaria para dichos procesos de reciclaje. Sin embargo, aún es necesario producir hierro nuevo para satisfacer las demandas de sectores como la construcción y la industria automotriz, entre otros

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