El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), organismo adscrito al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, lidera dos proyectos europeos para demostrar la eficacia de un concepto innovador para prever y gestionar la sismicidad inducida en procesos geoenergéticos y para desarrollar gemelos digitales (representaciones virtuales de modelos físicos) pioneros en biotecnología y biomedicina, que permitirán analizar en profundidad el comportamiento de células vivas.
Lideradas respectivamente por Víctor Vilarrasa, investigador del CSIC en el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA-CSIC-UIB) y Ángel Goñi, científico del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), las dos iniciativas serán financiadas por el programa ERC (European Research Council) Proof of Concept, cuyo objetivo es verificar el potencial innovador de ideas y resultados previos y convertir, así, ideas de investigación de vanguardia en innovaciones con potencial de impacto.
Hacia una geoenergía sísmicamente segura
Para que las sociedades lleguen a ser climáticamente neutras, se estima que el despliegue de proyectos de energía geotérmica, el almacenamiento geológico de carbono de difícil eliminación y el almacenamiento subterráneo de energía e hidrógeno reducirían el 20% de las emisiones actuales de CO2. “Para ello, sería necesario aumentar la capacidad actual de geoenergías en dos órdenes de magnitud de aquí a 2050. Sin embargo, este despliegue masivo de geoenergías puede verse obstaculizado por los seísmos inducidos. Los conceptos actuales para gestionar la sismicidad inducida han fallado en algunas ocasiones, provocando terremotos percibidos por la población que han acabado en la cancelación de proyectos con pérdidas millonarias”, señala Vilarrasa.
Para evitar estos sismos, el proyecto NOSHAKE propone un cambio de paradigma en la forma de prever y gestionar la sismicidad inducida por la inyección de fluidos en el subsuelo pasando de modelos reactivos, como los actuales, a uno proactivo. “Hasta el momento el método se basaba en esperar que se produjeran los terremotos de una cierta magnitud para tomar medidas, pero los temblores no siempre avisan con precursores de menor magnitud”, indica el investigador
Sin embargo, la metodología proactiva propuesta por NOSHAKE permitiría anticiparse a los terremotos a partir de la caracterización previa del subsuelo y de la estimación de los efectos de la inyección basadas en las propiedades y el estado tensional de las rocas. “No obstante, la previsión de la sismicidad inducida es un gran reto que entraña grandes riesgos. En particular, el concepto puede no ser eficaz para todas las aplicaciones geoenergéticas. Para ello, se introducirán mejoras en el concepto propuesto a fin de aumentar su eficacia, añadiendo efectos térmicos y/o la inyección de fluidos en un medio poroso en lugar de en una falla”, explica Vilarrasa.
Procesos celulares en profundidad
El proyecto NEWTON del CNB creará réplicas computacionales que reproducen con precisión el funcionamiento de los equipos utilizados para caracterizar muestras celulares, así como los protocolos experimentales que se aplican en los laboratorios. “Con estos gemelos digitales es posible analizar en profundidad el comportamiento de células vivas, algo que antes resultaba mucho más complicado”, resalta Goñi.
La iniciativa da solución a un importante problema previo: la falta de herramientas computacionales que puedan manejar el creciente volumen y la complejidad de los datos que generan los laboratorios. Además, el proyecto no solo crea gemelos digitales de los equipos, sino que también replica los procedimientos experimentales, un enfoque poco común hasta ahora. “Estos gemelos digitales no pretenden sustituir las herramientas existentes, sino complementarlas y potenciarlas, abriendo la puerta a predicciones y análisis que antes eran imposibles”, destaca el investigador.
Este proyecto parte de investigaciones previas que, por ejemplo, han desarrollado un gemelo digital de un citómetro de flujo, un equipo clave en el análisis celular, que permitió estudiar fenotipos bacterianos de manera novedosa y transformó la forma en que se analizan estos datos. Esta prueba, realizada dentro del laboratorio del propio proyecto, confirmó el gran potencial que tienen los gemelos digitales para extraer información inédita a partir de datos experimentales. NEWTON escalará estas investigaciones previas hacia aplicaciones en diversos campos de la biotecnología y biomedicina.
