La gestión de los residuos es uno de los principales retos a los que se debe enfrentar la sociedad actual, dada su generación creciente y su gran impacto ambiental, social y económico. Representan una importante pérdida de recursos, tanto materiales como energéticos.
El proyecto ATRIC 4.0 «Acelerando la TRansición hacia una Industria 4.0 sostenible, digital y Circular, con nuevas tecnologías de proceso, IA y simbiosis industrial para maximizar la valorización de residuos de combustión en el sector de infraestructuras y reducir CO2 emitido” proporcionará soluciones para la transición de la industria de procesos a través del uso de residuos industriales y corrientes gaseosas para la obtención de productos de alto valor añadido en la construcción e industria. Desde un enfoque circular y digital, abordará el problema dual de aumento en la producción de residuos y de la disminución de los recursos disponibles para el desarrollo, conservación y mejora de infraestructuras, incentivando a los actores de la cadena de valor, potenciando a su vez la transparencia y fidelidad de los datos para lograr la máxima eficiencia en el empleo de recursos.
El proyecto alinea sus objetivos para afrontar la MISIÓN 3. Impulsar la industria española en la revolución industrial del siglo XXI. Su objetivo general consiste en Sentar las bases de conocimiento de soluciones innovadoras inteligentes y circulares orientadas a conseguir: a) una mayor tasa de circularidad (45%) de nuevas materias primas secundarias de alto valor contenidas en residuos de combustión; b) nuevos procesos para obtener materiales base cemento con menor huella de Carbono (factor clínker~60%) aplicados en infraestructuras; c) una reducción de las emisiones de CO2 (20%) capturándolo y valorizándolo como vector energético de origen renovable (CH4) e incorporando el uso de energías renovables y d) una materia prima secundaria (CaCO3) para la producción de materiales base cemento con menor huella de Carbono y la carbonatación acelerada de productos en base cemento (morteros y hormigones). Todo ello, atendiendo a enfoques holísticos de cierre efectivo de ciclos productivos y de materiales.
Para ello, se empleará una aproximación interdisciplinar que contribuya a superar las barreras actuales de circularidad y en torno a las áreas de conocimiento de: ciencia y tecnología ambiental, tecnologías digitales y ciencia de los materiales. Con ello se persigue la generación del siguiente nuevo conocimiento:
- Nuevas tecnologías avanzadas y tratamientos para la obtención de materias primas secundarias que garanticen una mayor circularidad en aplicaciones de mayor valor añadido, asegurando la minimización de riesgos ambientales.
- Las fracciones minerales más reactivas se circularán hacia la producción de nuevos cementos de menor huella de carbono, mientras que los metales se purificarán para su extracción y la reducción del impacto ambiental de determinados residuos de combustión.
- Tecnologías digitales basadas en sensórica avanzada, Inteligencia Artificial (IA) y cadena de bloques (Blockchain) al servicio depara garantizar la generación y transferencia de mayor volumen de información de calidad de los recursos recuperados, persiguiendo inducir mayor confianza de uso, y una predicción más rápida y eficiente de efectos prestacionales en aplicaciones objetivo.
- Nuevas formulaciones de materiales base cemento eco-diseñados y formulados bajo nuevos criterios de circularidad y nuevas formulaciones para la aplicación de escorias de biomasa y RSU tratadas para su uso en aplicaciones de alto valor añadido en obra civil.
- Nuevos procesos de captura y valorización de CO2 a través de una novedosa integración de procesos de Calcium-Looping (CaL), energías renovables y metanación en corrientes gaseosas de combustión de RSU y biomasa y procesos de carbonatación acelerada en la producción de materiales base cemento.
Como medida del éxito del proyecto se han desarrollado tres indicadores cuantitativos que pretenden evaluar la contribución al ámbito de mejora y al reto indicado mediante: La reducción de las emisiones, del consumo de energía, de los recursos y el uso de materias primas vírgenes asociado al indicador de reducción de contenido de clínker (RC). El aumento de la circularidad y de la sostenibilidad ambiental mediante el incremento de la tasa de uso de material circular (UMC). El incremento del control de la información para la mejora de la calidad a través de la fiabilidad de la información digital (Φ𝑘).
El plan de trabajo de ATRIC 4.0 se ha estructurado en cinco actividades bien diferenciadas que, en su totalidad, engloban todas las tareas de investigación industrial necesarias para la realización del proyecto:
A1: Investigación del potencial de recuperación y valorización de recursos materiales y corrientes gaseosas procedentes de procesos de combustión.
A2: Diseño de un sistema de trazabilidad y control de calidad de los procesos y materiales desarrollados basados en tecnologías digitales.
A3: Investigación de nuevas tecnologías de tratamiento de residuos sólidos y de recuperación de especies procedentes de procesos de combustión.
A4: Investigación de nuevas formulaciones de materiales de construcción sostenibles base cemento incorporando materias primas secundarias procedentes de residuos de combustión.
A5: Investigación para la integración de energías renovables en la captura y valorización de CO2 de las corrientes gaseosas procedentes de procesos de combustión.
El presupuesto total del proyecto asciende a la cantidad de 7.273.734 € repartidos en 5 actividades durante 37 meses. El reparto es homogéneo tanto en actividades, como en las diferentes anualidades, considerando que arranca en diciembre de 2021. Es un presupuesto equilibrado donde ninguna de las empresas supera el 50% del presupuesto elegible tal y como establecen las bases de la convocatoria. Así mismo, las subcontrataciones (realizándose de acuerdo con los criterios de eficiencia y economía, pero también de idoneidad respecto a su capacidad tecnológica) ascienden al 22,5% de dicho presupuesto.
El Consorcio formado para el desarrollo del proyecto de investigación industrial ATRIC 4.0, tiene carácter multidisciplinar, multisectorial e interregional, agrupando a empresas con capacidad de desarrollar las líneas de investigación planteadas en esta memoria y permitiendo incrementar el valor de los productos y servicios actuales. Dicho Consorcio está constituido por 8 empresas, de las cuales, cuatro: Acciona Construcción, Acciona Generación Renovable, Acciona Industrial y Tirme tienen categoría de gran empresa, dos: Cementos la Cruz y Semantic Systems son medianas empresas, y dos: Ceinnmat y Lenz Instruments son pymes tecnológicas. Además, se integran nueve organismos de investigación de primer nivel que darán soporte a las empresas. Así, el Consorcio engloba la capacidad necesaria para la creación de conocimiento científico y tecnológico y generación de futuras líneas de desarrollo sostenible industrial en mercados potenciales como construcción, ingeniería, energía y digital (industria 4.0).
Como valor añadido para ATRIC 4.0, se han solicitado la colaboración de organizaciones y agrupaciones de diversa índole pioneras todas ellas en el ámbito del proyecto como son NATURGY, que pone al servicio del proyecto uno de sus vertederos para el desarrollo de las investigaciones. También, la Plataforma Tecnológica Española de Construcción (PTEC), y Acciona Servicios Urbanos apoyan el proyecto mediante carta de interés.
Además, se han identificado por parte de las entidades participantes 26 potenciales resultados concretos explotables de forma individual, más todos los posibles resultados conjuntos a nivel de Consorcio. En la memoria se resume la estrategia en materia de propiedad intelectual e industrial que se detalla de forma más extensa en el Acuerdo de Consorcio firmado por todos los participantes.
El Consorcio presenta una gran trayectoria previa en cooperación tecnológica y el proyecto supondrá una nueva oportunidad en este aspecto para las empresas que lo componen. Además, podrá ser el punto de partida de futuras actuaciones I+D que puedan surgir para dar continuidad a las investigaciones propuestas más allá de ATRIC 4.0, con vistas a la transformación del conocimiento generado en el marco del proyecto en productos finales que puedan ser validados y comercializados contribuyendo al desarrollo tecnológico y competitivo de dichas empresas según sus estrategias.
El impacto potencial socioeconómico y medioambiental del proyecto es de gran envergadura tal y como se detalla en el apartado tres de esta memoria.
Respecto al impacto medioambiental, ATRIC 4.0 planea diversas estrategias para una contribución de alrededor del 45% a la sostenibilidad de sus procesos respecto a la situación actual a través de una mejora de la tasa de uso de material circular en un 45% evitando el empleo de 580 mil toneladas de nuevos recursos naturales al año y mediante una reducción de combustibles para la producción de energía de 211.816 Kcal/t de cemento.
Para ello, ATRIC 4.0 investigará en soluciones de gestión sostenible de los residuos en la economía circular y simbiosis industrial, que contribuirá a la mejora del mercado de materias primas secundarias, así como una mejora en la eficiencia de los procesos para la generación de éstas.
Así mismo, para abordar el impacto potencial socioeconómico, el proyecto establece diversos planes de continuidad definiendo actividades de difusión, comunicación, creación de empleo, inversiones privadas movilizadas, medidas orientadas a igualdad de género e inclusión social, así como un análisis del impacto de este en la competitividad de cada empresa del Consorcio.
ATRIC4.0 está basado en el concepto de Simbiosis industrial: fomentando un nuevo uso para de los recursos infrautilizados de otros sectores, con el fin de mantener su empleo en uso productivo lo máximo posible. Entre sus objetivos esrá el establecimiento de relaciones entre actores industriales para la optimización de recursos y la conversión de residuos en materias primas secundarias.
