Imagine una cocina del futuro en la que cada ingrediente reacciona justo en el momento y lugar exactos, sin desperdicio, sin humo y con una eficiencia asombrosa. Eso, llevado al mundo molecular, es lo que permite la catálisis, una disciplina que actúa como el director de orquesta de las reacciones químicas. Este año, el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Ciencias Básicas ha reconocido a tres auténticos maestros de esta sinfonía invisible: el español Avelino Corma, el estadounidense John F. Hartwig y el alemán Helmut Schwarz.
Sus investigaciones, aparentemente distintas, convergen en un mismo objetivo: entender y optimizar cómo se transforman las moléculas, reduciendo residuos, consumiendo menos energía y haciendo posible una nueva generación de medicamentos, plásticos reciclables y combustibles más limpios. Como si cada uno afinara un instrumento distinto -sólidos porosos, metales líquidos o átomos en fase gaseosa-, juntos han revolucionado los pilares de una química más sostenible y precisa.
El valenciano Avelino Corma ha sido pionero en el desarrollo de catalizadores sólidos a partir de materiales porosos. Su investigación, iniciada hace más de tres décadas en el Instituto de Tecnología Química (UPV-CSIC), ha permitido producir combustibles, cosméticos o alimentos de forma más limpia y eficiente. "Transformamos moléculas en productos dirigiéndolas hacia el compuesto que deseamos, consiguiendo una química más sostenible y aprovechando mejor los recursos naturales", explica.
Corma ha publicado más de 1.400 artículos y es autor de más de 200 patentes, de las cuales más de una veintena se aplican ya en procesos industriales reales. "Más de 22 plantas en todo el mundo producen hoy gasolina de manera más eficiente gracias a un catalizador que desarrollamos en nuestro laboratorio", apunta con orgullo.
Pero sus metas no se detienen en lo ya conseguido. "Confío en que los catalizadores nos van a permitir capturar el CO2 de la atmósfera, o de la biomasa, para seguir avanzando hacia el desarrollo de combustibles y procesos químicos industriales con mucho menor impacto medioambiental", afirma. También señala como reto pendiente el diseño de catalizadores sólidos quirales que permitan diferenciar entre enantiómeros —moléculas especulares con comportamientos biológicos diferentes—, algo crucial en farmacología.
Nuevos medicamentos
En la otra orilla de la catálisis, John Hartwig ha revolucionado la catálisis homogénea, donde catalizador y reactivos comparten fase líquida. Sus catalizadores organometálicos han hecho posible la síntesis de medicamentos contra enfermedades como el cáncer, el VIH, la hepatitis C o la depresión. "Algunas de las reacciones por las que somos más conocidos son las que forman un enlace entre el carbono y el nitrógeno, estructuras que son comunes en productos farmacéuticos, agroquímicos y también en los componentes de dispositivos electrónicos, como los diodos orgánicos emisores de luz u OLED, que se encuentran en los teléfonos móviles o televisores", detalla Hartwig. "Es muy emocionante ver cómo un descubrimiento básico, como la activación de un enlace carbono-hidrógeno, se traduce en reacciones a gran escala, con miles de kilos de moléculas", añade.
En la última década, Hartwig ha comenzado a integrar biocatálisis y catálisis química en lo que denomina procesos "quimioenzimáticos", incorporando enzimas modificadas en microorganismos para fabricar productos artificiales de forma sostenible. "Hay un enorme potencial en crear rutas biosintéticas artificiales que generen compuestos que no existen en la naturaleza", asegura.
'El tubo de ensayo más pequeño'
El enfoque de Helmut Schwarz ha sido, desde sus inicios, profundamente experimental y centrado en las bases fundamentales de la química. Utilizando espectrometría de masas como si fuera el "tubo de ensayo más pequeño del mundo", ha logrado observar reacciones químicas átomo a átomo, revelando qué elementos son realmente responsables de una transformación. "Queríamos encontrar a los 'átomos aristocráticos', los que realmente hacen la reacción", explica. Gracias a esa precisión, su investigación ayudó a una planta industrial alemana a rediseñar un catalizador y evitar la formación de hollín, un ejemplo ilustrativo del impacto de la ciencia básica en problemas reales.
Aunque durante años fue considerado "fuera del circuito principal" por el carácter fundamental de sus estudios, Schwarz reivindica el poder transformador del conocimiento puro: "La investigación básica es el motor silencioso de toda la innovación. Nuestra labor ha sido guiada por la idea de comprender antes que aplicar", reflexiona. Añadiendo que gran parte del trabajo y la gloria no residen en la corriente principal o más conocida de la química y de ahí la importancia de este galardón, ya que podrían contribuir a una mejor comprensión de la química compleja.
Los tres galardonados comparten no solo una trayectoria científica excepcional, sino también una visión ambiciosa y transformadora de su campo. Como resume Corma, "la química tiene el poder de crear nuevas moléculas, y eso no solo es clave para la salud, sino para la sostenibilidad, la energía, el agua o la alimentación. En todos estos ámbitos, la catálisis jugará un papel determinante".