Investigadores de UJI crean una plataforma robótica con IA para acelerar la transición a la industria sostenible

CASTELLÓ 14 Oct. (EUROPA PRESS) - -

Un equipo de la Universitat Jaume I ha desarrollado una innovadora plataforma robótica, controlada por inteligencia artificial (IA), que promete revolucionar el diseño de procesos químicos sostenibles. El sistema, bautizado como Reac-Discovery, permite optimizar en cuestión de días lo que hasta ahora podía requerir meses o incluso años de trabajo en un laboratorio tradicional, dado el alto grado de integración y automatización desarrollado.

La química y la sostenibilidad avanzan de la mano. Reducir el impacto ambiental y, al mismo tiempo, mantener la productividad industrial es uno de los grandes retos de nuestro tiempo. Ejemplos claros son el uso de dióxido de carbono -uno de los principales gases responsables del cambio climático- como materia prima para producir polímeros, medicamentos o materiales de alto valor añadido. Convertir un contaminante en recurso útil ayudaría a disminuir emisiones y a reducir la dependencia de los combustibles fósiles.

En este contexto, el Instituto de Materiales Avanzados de la UJI ha creado Reac-Discovery, una plataforma digital y semiautomática que integra el diseño, la fabricación mediante impresión 3D y la evaluación rápida de reactores catalíticos. Gracias a los algoritmos de aprendizaje automático y a su capacidad de autooptimización, el sistema es capaz de analizar y ajustar en tiempo real múltiples parámetros de reacción, reduciendo drásticamente el uso de recursos y generando datos de gran valor científico e industrial.

Lo que antes tardaba meses o años en lograrse con métodos de laboratorio tradicionales, ahora se puede conseguir en solo semanas. Esto se debe a que, en los métodos convencionales, los experimentos son diseñados, ejecutados y analizados manualmente por seres humanos, un proceso que requiere mucho tiempo, numerosas repeticiones, registro manual de datos e interpretación individual de los resultados.

El funcionamiento de la plataforma se organiza en tres módulos conectados entre sí. Así, Reac-Gen diseña digitalmente las estructuras de los reactores, Reac-Fab las fabrica en alta resolución con impresión 3D y Reac-Eval es un laboratorio autónomo que evalúa simultáneamente el rendimiento y la productividad de los reactores producidos en Reac-Fab y ajusta las condiciones de reacción mediante inteligencia artificial. Esto permite un aumento significativo en la productividad.

GEOMETRÍAS ESPECIALES

Las estructuras impresas en 3D presentan geometrías especiales: celdas abiertas con poros interconectados que superan notablemente a los reactores tradicionales. Esta característica las convierte en herramientas muy prometedoras para la industria química 5.0, que combina digitalización con sostenibilidad.

Los resultados más recientes de este desarrollo se han publicado en la prestigiosa revista Nature Communications, en un artículo titulado 'Reac-Discovery: an artificial intelligence-driven platform for continuous-flow catalytic reactor discovery and optimization'. Entre los casos de estudio presentados, destaca la hidrogenación de acetofenona, una reacción clave en la producción de fármacos y productos de química fina, y la transformación de CO2 en carbonatos cíclicos con aplicaciones como electrolitos o precursores de polímeros como policarbonatos.

Con este avance, la UJI se sitúa en la vanguardia internacional de la investigación en química sostenible, mostrando cómo la unión de inteligencia artificial, robótica e impresión 3D puede acelerar la transición hacia procesos más eficientes y respetuosos con el medio ambiente.