Las bases de datos de patentes desempeñan una doble función, en primer lugar, son un vector de difusión de conocimientos técnicos relacionados con las tecnologías climáticas; y, en segundo lugar, son un poderoso instrumento para medir la innovación, arrojando luz sobre las tendencias de la tecnología y sus participantes, y contribuyendo, en última instancia, en la toma de decisiones de la esfera política ambiental.
Ya en 2010 la Oficina Europea de Patentes (EPO) junto con la Oficina Estadunidense de Patente (USPTO) puso en marcha un esquema de clasificación específico para las tecnologías de mitigación del cambio climático que está plenamente integrado en la Clasificación Cooperativa de Patentes (CPC). El esquema Y02 está dirigido a las tecnologías que, en el sentido más amplio, pueden contrarrestar los efectos del cambio climático, es decir, tecnologías que pueden disminuir la emisión de gases de efecto invernadero o eliminar y/o almacenar dichos gases de la atmósfera. El esquema abarca todos los ámbitos técnicos en los que puede identificarse la mitigación del cambio climático y se divide en las siguientes subclases: la subclase Y0B relativa a edificios, la subclase Y02C relativa a la captura, el almacenamiento y la eliminación de gases de efecto invernadero, la subclase Y02E relativa a la energía, la subclase Y02P relativa a la industria y la agricultura, la subclase Y02T relativa al transporte y la subclase Y02W relativa al tratamiento de aguas residuales y la gestión de residuos.
Los nanomateriales, como piedra angular de la nanotecnología, se han dado a conocer en la sociedad por contribuir extraordinariamente en el desarrollo de productos para la generación, la transmisión, el almacenamiento y consumo de energía, en particular para el desarrollo de productos de energías renovables y tecnologías energéticas limpias. Invenciones tales como células solares, pilas de combustible, baterías y dispositivos para la producción de energía eólica están relacionadas directamente con tecnologías de mitigación del cambio climático y clasificadas dentro del subgrupo Y02E.
Empresas, universidades y centros de investigación de todo el mundo ha dirigido sus esfuerzos para el desarrollo de tecnologías de mitigación del cambio climático; las empresas, universidades e instituciones de investigación españolas no se han quedado atrás. Curiosamente, los países europeos más especializados en tecnologías de mitigación del cambio climático son Alemania, Grecia, Portugal y España, según el análisis de la información proporcionado en https://www.epo.org/mobile/news-events/in-focus/sustainable-technologies/clean-energy/europe.html. Alemania aparece como líder indiscutible en tecnologías de mitigación del cambio climático, aunque otros países intentan alcanzarlo; España es uno de ellos. En este estudio, la Oficina Europea de Patentes (EPO) resalta la actividad inventiva de las invenciones relacionadas con las tecnologías de mitigación del cambio climático provenientes de España. En el contexto al que se hace referencia, una invención tiene actividad inventiva si a la vista del estado de la técnica, no resulta obvia para un experto en la materia.
Concretamente España tiene una buena posición en energía eólica, solar térmica y en energías marinas (https://www.oepm.es/es/sobre_oepm/actividades_estadisticas/Estudios_Estadisticos/EstudioEstadisticoMitigaCambioClima/index.html). Evidentemente España está lejos de los gigantes tecnológicos habituales como son EEUU (US), Alemania (DE), Japón (JP) o Dinamarca con su fuerte sector eólico (DK), pero destaca si la comparamos con países de entornos económicos y niveles tecnológicos próximos o superiores como por ejemplo Francia (FR), Italia (IT), Países Bajos (NL), Canadá (CA), Corea (KR) y Australia (AU). El número total de solicitudes publicadas de invenciones en el periodo del 2006 al 2019 de los sectores correspondientes a tecnologías de mitigación del cambio climático ha sido de 3.217, despuntando el sector correspondiente a energía solar térmica con un 31,2 % del número total de solicitudes, seguido del sector energía eólica con un 23,8 % del cómputo total.
Por otro lado, otro tipo de invenciones basadas en nanotecnología están jugando un papel importante como parte de tecnologías de mitigación del cambio climático. En las bases de datos de patentes se pueden encontrar una gran diversidad de nanomateriales relacionados con invenciones clasificadas dentro de la subclase Y2OW referentes a la separación y la purificación de contaminantes ambientales de los medios acuáticos. La viabilidad económica del uso de nanomateriales adsorbentes como aquellos basados en alúmina, hidróxidos dobles laminares, nanopartículas magnéticas, dióxido de titanio, grafeno, estructuras orgánicas metálicas y materiales compuestos basados en grafeno para la eliminación contaminantes ambientales de medios acuosos depende de su capacidad de regeneración durante múltiples ciclos de adsorción/desorción. Así pues, se han concentrado los esfuerzos de investigación para reciclar los nanosorbentes utilizados para concentrar el adsorbente, regenerar dicho nanosorbente y reutilizar dichos nanoadsorbentes regenerados como parte del desarrollo de nuevas tecnologías de tratamiento del agua.
Por ejemplo, algunas nanopartículas magnéticas son un adsorbente eficaz para la eliminación de metales como los iones de Pb(II) y patógenos bacterianos de los medios acuáticos, ya que exhiben una alta capacidad de adsorción, cinéticas rápidas de adsorción y facilidad de regeneración. Debido a su naturaleza magnética, las nanopartículas magnéticas son fácilmente separables del medio acuoso con la ayuda de un campo magnético externo, lo que ayuda a reducir costes y operativos en aplicaciones industriales.
Otro ejemplo son los nanocompuestos magnéticos basados en grafeno que están resultado ser los más adecuados para la eliminación de contaminantes ambientales de medios acuosos. El grafeno o el óxido de grafeno per se muestran una baja capacidad para la eliminación de contaminantes como los fenoles, clorofenoles, bencenos, productos farmacéuticos, tintes, iones metálicos y metaloides de los medios acuáticos, sin embargo, la funcionalización del grafeno y el óxido de grafeno con dopantes orgánicos o inorgánicos mejora enormemente su capacidad de adsorción y reduce el tiempo de contacto.
La subclase Y02W engloba también tecnologías de mitigación del cambio climático relativas a la gestión de residuos, concretamente relativas a la recogida, el tratamiento y la eliminación de residuos. El consumidor del siglo XXI tiene claro que pequeñas acciones como la separación de los residuos que se generan en el hogar tiene un efecto directo en la mitigación del cambio climático. Lejos queda ya la antigua visión de que los productos obtenidos a partir de residuos tienen un aspecto desgastado y exhiben unas propiedades inferiores cuando se comparan con el producto obtenido por materias primas, mayormente materias primas críticas.
La Comisión Europea anunció junto con el nuevo Plan de Acción de Economía Circular (nCEAP) de marzo de 2020 una iniciativa legislativa de política de productos sostenibles que se ha hecho publica el 14 de septiembre de 2020. La iniciativa pretende revisar la Directiva sobre diseño ecológico para proponer medidas legislativas adicionales cuya finalidad es lograr que los productos comercializados en la UE sean más sostenibles: unos productos más duraderos, reutilizables, reparables, reciclables y eficientes desde el punto de vista energético redundarán en beneficio de los consumidores, el medio ambiente y el clima. (https://ec.europa.eu/info/law/better-regulation/have-your-say/initiatives/12567-Sustainable-Products-Initiative).
Las bases de patentes muestran un movimiento claro hacia la valorización de residuos y la economía circular. El enorme esfuerzo en innovación que se está produciendo en el campo de la valorización de residuos por parte de empresas, universidades, centros de investigación e inventores particulares de todo el mundo está ampliamente reflejado en las bases de datos de patentes bajo la subclase Y02W, donde se pueden localizar numerosas patentes concedidas dirigidas a productos nuevos obtenidos a partir de residuos, de lo más variopinto y consecuencia de una actividad inventiva extraordinaria.
Una caracterización completa de los nuevos productos obtenidos a partir de residuos es fundamental para la extracción de las características técnicas esenciales reivindicables de los mismos. Al igual que ocurre con las invenciones nanotecnológicas, para las invenciones relacionadas con productos nuevos obtenidos a partir de residuos son aconsejables descripciones claras, concisas y detalladas de su procedimiento de obtención, para superar el requisito de patentabilidad de suficiencia descriptiva. Para este tipo de invenciones, además, la incorporación de datos comparativos en las solicitudes de patentes que demuestren una ventaja con respecto a los productos que se encuentran en el estado de la técnica presta mayor relevancia.
Los resultados de los estudios dirigidos a la valorización de residuos son un nicho de I+D+i protegible mediante patente con buenas expectativas a corto y largo plazo. Se trata de una innovación disruptiva que genera valor poniendo en el mercado productos competitivos que el consumidor del XXI no va a dudar en consumir y la industria en utilizar como parte de su compromiso con el medio ambiente.
María Jadraque |Consultora Técnica y Doctora en Química |Departamento de Patentes.
