Crear catalizadores de última generación en el espacio y trasladar sus beneficios a la Tierra es el objetivo de un proyecto liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), que ha resultado ganador de una de las convocatorias de investigación más prestigiosas de la Agencia Espacial Europea (ESA).
Esta investigación estudiará cómo la microgravedad puede transformar el crecimiento de cristales de zeolita, materiales avanzados utilizados como catalizadores en la industria química y en procesos relacionados con la producción de energía limpia. La iniciativa es, además, el único proyecto español que ha llegado a la fase final del certamen en 2026.
“Al sintetizar estos cristales en el espacio, buscamos alcanzar niveles de precisión estructural sin precedentes, creando catalizadores más eficientes que los producidos en la Tierra”, explica Luis Gómez-Hortigüela, investigador del CSIC en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP) y líder del proyecto junto con Joaquín Pérez Pariente. En la iniciativa también participan Jaime Jurado y Ramón de la Serna, investigadores del mismo instituto. “Los podríamos usar como ‘siembras’ para replicar sus propiedades mejoradas a escala industrial en nuestro planeta”, añade Gómez-Hortigüela.
Zeolitas creadas en microgravedad para mejorar los catalizadores
Las zeolitas son materiales cristalinos con una estructura interna muy ordenada y porosa que tienen numerosas aplicaciones como catalizadores. Sus propiedades permiten acelerar determinadas reacciones químicas y hacen que sean materiales de gran interés para sectores como la industria química, la producción de combustibles y la fabricación de medicamentos.
El equipo del CSIC investigará si los cristales de zeolita sintetizados en el espacio pueden aportar avances en dos áreas consideradas estratégicas. La primera está relacionada con la producción de catalizadores enantiopuros destinados a la fabricación de fármacos quirales, mientras que la segunda busca desarrollar catalizadores mejorados para transformar metanol en combustibles y productos químicos de alto valor añadido.
La hipótesis del proyecto parte de que las condiciones de microgravedad podrían permitir controlar mejor la formación de estos cristales y obtener estructuras con características difíciles de conseguir mediante los procedimientos convencionales utilizados en la Tierra.
“Súperzeolitas” espaciales con menos defectos
En la Tierra, la gravedad influye en los procesos de crecimiento cristalino. En un entorno espacial, donde sus efectos se reducen de forma drástica, la cristalización puede desarrollarse de otra manera.
La ausencia o reducción de fenómenos como la sedimentación y las corrientes de convección naturales puede favorecer un crecimiento más uniforme y ordenado de los cristales, con un menor número de defectos. El proyecto pretende comprobar si estas condiciones pueden utilizarse para obtener zeolitas con propiedades superiores a las producidas mediante métodos convencionales.
Pero el objetivo no es fabricar grandes cantidades de estos materiales directamente en el espacio. “Nuestro objetivo no es fabricar zeolitas en el espacio a gran escala, lo cual resultaría insostenible en la actualidad. Lo verdaderamente innovador del proyecto es explorar si pequeñas cantidades de cristales obtenidos en condiciones de microgravedad podrían utilizarse posteriormente como “siembras” para reproducir sus propiedades en la Tierra”, señala Gómez-Hortigüela.
La estrategia se basa en utilizar esos cristales espaciales como semillas de crecimiento cristalino. De esta manera, una pequeña cantidad de material obtenido en microgravedad podría servir para generar posteriormente cantidades mucho mayores en la Tierra, tratando de conservar sus propiedades.
“Esto permitiría utilizar una pequeña muestra original para generar grandes cantidades del mismo material conservando sus características más valiosas por un efecto de multiplicación basado en una memoria cristalina heredada”, añade el investigador.
Cómo se crearán los catalizadores en el espacio
Para comprobar esta hipótesis, el equipo enviaría al espacio distintos sistemas de síntesis de zeolitas. El objetivo será estudiar cómo modifica la microgravedad los procesos que intervienen en la formación de estos cristales.
Una vez obtenidas las muestras, los investigadores tratarán de reproducir los materiales en el laboratorio terrestre mediante procesos de crecimiento cristalino asistidos por semillas. Posteriormente, analizarán sus características y evaluarán su comportamiento como catalizadores en procesos industriales de especial relevancia.
El proyecto plantea así una estrategia de investigación que conecta directamente la ciencia espacial con la química y la ingeniería de materiales: utilizar las condiciones únicas del espacio para desarrollar pequeñas muestras de materiales avanzados y estudiar después cómo trasladar sus propiedades a procesos que puedan desarrollarse a gran escala en la Tierra.
La microgravedad como nueva herramienta para diseñar catalizadores
Diversos estudios han demostrado que la microgravedad modifica los fenómenos que intervienen en el crecimiento de los cristales. Al reducirse efectos como la sedimentación o las corrientes de convección naturales, las partículas pueden interactuar en condiciones diferentes a las que se producen bajo la gravedad terrestre.
El proyecto Space Crystals for Earth Catalysis pretende determinar si estas condiciones pueden convertirse en una nueva herramienta para diseñar catalizadores más selectivos, eficientes y sostenibles.
La propuesta supone llevar al entorno espacial una línea de investigación consolidada y con un importante potencial industrial. La cuestión central es si los cristales obtenidos bajo microgravedad presentan características que puedan ser reproducidas posteriormente mediante técnicas de síntesis terrestre.
Si la estrategia funciona, una pequeña cantidad de material producido en el espacio podría actuar como semilla para fabricar grandes cantidades en la Tierra, abriendo una vía alternativa para el desarrollo de catalizadores avanzados sin necesidad de producir industrialmente estos materiales fuera del planeta.
