Aymen Jemni Zammouri, CEO y cofundador de AiQUOS: “Desarrollamos una sonda autónoma para monitorizar el agua en lugares de difícil acceso, con el apoyo del CDTI Innovación”
Medir la calidad del agua de forma continua sigue siendo difícil en determinados entornos, donde los equipos convencionales suelen ser costosos, requieren mantenimiento y no siempre permiten controlar suficientes parámetros de forma permanente. Para responder a estas limitaciones, AiQUOS, spin-off del CSIC y la Universität Zürich fundada en 2024, desarrolla microchips miniaturizados que integran microelectrónica, sensórica electroquímica e inteligencia artificial neuromórfica para monitorizar este recurso de forma autónoma y predictiva en ámbitos como la acuicultura. El proyecto cuenta con el respaldo del CDTI Innovación a través del programa NEOTEC, en línea con la prioridad del Centro de impulsar la cooperación tecnológica internacional de las empresas españolas y la sostenibilidad de sectores que utilizan agua en sus procesos
La semilla de AiQUOS comenzó a gestarse varios años antes de que la empresa viera la luz. En 2013, Josep Maria Margarit, actual presidente y CTO de la compañía, realizaba su tesis doctoral en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM) del CSIC. Su paso previo por el Institute of Neuroinformatics (INI) de Zúrich, donde se formó en ingeniería neuromórfica, le llevó a plantearse cómo aplicar esta tecnología a un campo distinto, el análisis de líquidos mediante sensores químicos.
La otra pieza estaba en el propio IMB-CNM, donde Cecilia Jiménez, hoy asesora científica principal de AiQUOS, llevaba décadas desarrollando microsensores químicos fabricados con tecnología microelectrónica para analizar agua y bebidas. La colaboración entre ambos institutos comenzó en 2017, a partir de una propuesta de Margarit financiada por una beca Marie Skłodowska-Curie de la Comisión Europea, con Aigües de Barcelona como primer socio industrial.
El objetivo era trasladar esos desarrollos científicos a un problema concreto del tratamiento del agua. “El agua es un medio crítico en la industria, acuicultura, agricultura y ciclo urbano, pero se mide su calidad con equipos caros, limitados a pocos parámetros y que exigen mantenimiento frecuente. En muchos entornos no se mide, o se mide tarde”, explica Aymen Jemni Zammouri, cofundador y CEO de la compañía.
El avance de la investigación permitió dar el salto del laboratorio a la empresa. Así nació AiQUOS en marzo de 2024, como spin-off del IMB-CNM y del Institute of Neuroinformatics (INI), con sede en el Parc de Recerca de la UAB.
Un laboratorio dentro de la sonda
AiQUOS integra en una sonda sumergible un microchip que permite analizar la calidad del agua directamente en el punto de medición. “El chip funciona como una lengua electrónica: decenas de microsensores que, como papilas gustativas, detectan iones y otras especies químicas y las traducen en señales eléctricas”, detalla el CEO de la compañía.
El microchip integra microsensores y procesamiento inteligente en milímetros
Primero, unas neuronas sensoriales artificiales filtran las interferencias y reducen la cantidad de datos que debe transmitirse. Después, una red neuronal inspirada en el funcionamiento del sistema nervioso procesa esos resultados para generar predicciones y alarmas, sin necesidad de enviar los datos a un ordenador o a la nube. La compañía denomina a esta arquitectura lab-in-a-microchip neuromórfico, porque concentra en un espacio muy reducido la captación de información y parte de su análisis.
El resultado es un dispositivo de bajo consumo que puede compensar las desviaciones de los sensores y adaptar su configuración a distintos parámetros sin sustituir el hardware. Actualmente, permite medir directamente ocho parámetros del agua e inferir decenas más. “Imagínate un laboratorio analítico más pequeño que un grano de arroz, fijado a una sonda sumergida en el agua. Ese es el corazón de AiQUOS”, explica.
Medir sin estar conectado
Sin embargo, el reto no acaba con la instalación de un sensor, ya que una sonda convencional requiere de visitas periódicas para limpiarla y recalibrarla. Este procedimiento es sencillo en instalaciones accesibles, pero encarecen el mantenimiento cuando el equipo se encuentra en lugares remotos.
La autonomía de AiQUOS permite mantener una monitorización continua en lugares donde esas intervenciones son difíciles, como una piscifactoría en mar abierto, un pozo profundo o una planta industrial aislada. Además, al procesar parte de los datos dentro del propio dispositivo, la sonda reduce la información que necesita transmitir y puede funcionar sin depender de una conexión permanente con la nube.
Para el usuario, esto abre la posibilidad de controlar la calidad del agua durante periodos prolongados y en lugares donde hasta ahora no resultaba viable medirla de forma continua. “En definitiva, hace posible monitorizar el agua de forma continua allí donde importa, sin las limitaciones estructurales de la sensórica tradicional”, añade.
La primera aplicación llega a la acuicultura
AiQUOS ha elegido la acuicultura como primer campo de aplicación porque reúne varias de las condiciones en las que su tecnología puede resultar más útil. La calidad del agua influye directamente en el estado de los animales y, en muchas instalaciones, las tareas de mantenimiento tienen un coste elevado, especialmente cuando se encuentran en lugares remotos.
Esta necesidad es especialmente visible en los sistemas de acuicultura de recirculación, conocidos como RAS, en los que el agua se reutiliza y debe mantenerse bajo control de forma permanente. Disponer de mediciones constantes permite detectar cambios a tiempo y ajustar las condiciones de cultivo antes de que afecten a los animales.
El piloto que está desarrollando AiQUOS junto al IRTA en el Delta del Ebro permite probar la tecnología en condiciones reales de producción. La compañía se encuentra actualmente en fase de validación a TRL 6 y utiliza este entorno para comprobar cómo responde la sonda fuera del laboratorio.
Más allá de este campo, esta tecnología se puede aplicar al tratamiento de aguas industriales, la hidroponía, las aguas termales, el suministro potable o los procesos alimentarios en los que este recurso constituye una materia prima esencial. “Empezamos por acuicultura porque nos permite validar en un entorno técnicamente exigente y con clientes muy sofisticados; desde ahí, la expansión a otros verticales es progresiva y natural”, señala el CEO.
Además de facilitar el seguimiento de la calidad del agua, la detección temprana de cambios puede ayudar a ajustar el consumo energético, los tratamientos químicos y la alimentación en las instalaciones acuícolas, así como a anticipar situaciones que comprometan la producción.
Dos centros, un objetivo común
La tecnología de la compañía catalana combina años de investigación de dos centros especializados. El IMB-CNM del CSIC aporta su experiencia en microsensores electroquímicos integrados en silicio, circuitos electrónicos y micro y nanofabricación, mientras que el INI de Zúrich contribuye con sus avances en computación neuromórfica y sensórica bioinspirada.
Josep Maria Margarit Taulé, Cecilia Jiménez Jorquera y Aymen Jemni Zammouri, fundadores de AiQUOS
La transferencia de estos desarrollos a AiQUOS se ha articulado mediante un contrato de licencia exclusiva de patentes. La compañía cuenta con tres familias de patentes internacionalizadas en Europa, Estados Unidos y China, y el CSIC participa en su accionariado. Con esta base científica y tecnológica, la empresa trabaja para trasladar los avances de la investigación a aplicaciones industriales.
El impulso del CDTI Innovación
Desarrollar hardware exige plazos largos y una inversión elevada, difíciles de asumir para una empresa que todavía no genera suficiente volumen de negocio. El programa NEOTEC del CDTI Innovación ha permitido a AiQUOS financiar esta etapa, consolidar el equipo, avanzar en las sucesivas iteraciones del chip y completar las primeras validaciones industriales.
"NEOTEC ha sido un catalizador fundamental. En un proyecto deep tech como el nuestro, donde los ciclos de desarrollo son largos y el capital privado tiende a llegar más tarde, contar con financiación pública de calidad, es decir no dilutiva y adaptada al perfil de I+D, marca la diferencia entre poder avanzar con la tecnología o quedarse esperando", afirma Zammouri.
Más allá de los recursos económicos, el programa también aporta un respaldo que ayuda a acreditar el proyecto ante inversores, clientes y socios industriales. Así lo destaca su CEO, para quien este reconocimiento resulta especialmente relevante en una empresa surgida de la investigación pública.
Hacia una nueva forma de gestionar el agua
La siguiente etapa pasa por completar la validación de la tecnología y elevar progresivamente su nivel de madurez. AiQUOS trabaja con el objetivo de alcanzar TRL 8 en 2028, como mínimo en dos sectores industriales diferentes, y entregar una solución comercial al mercado durante 2029. La acuicultura es el primer paso, pero la compañía ya trabaja para adaptar su tecnología a otros ámbitos como el tratamiento industrial, la agricultura de precisión y los procesos alimentarios.
En paralelo, la empresa catalana deberá consolidar los pilotos actuales, desarrollar una nueva generación del chip con más funciones integradas y menor consumo energético y ampliar su base de clientes industriales. Otro de los retos será industrializar la producción de las sondas y reducir su coste unitario.
Todo ello se enmarca en un contexto en el que escasez de agua, cambio climático, regulación y digitalización industrial están aumentando la necesidad de conocer con mayor precisión qué ocurre en los sistemas acuáticos. “El reto colectivo es escalar ese modelo y convertir la investigación pública en tejido industrial exportable. Estamos convencidos de que el momento es ahora”.
CDTI Innovación
El Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación, CDTI E.P.E. es la agencia de innovación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, cuyo objetivo es la promoción de la innovación tecnológica en el ámbito empresarial. La misión del CDTI es conseguir que el tejido empresarial español genere y transforme el conocimiento científico-técnico en crecimiento globalmente competitivo, sostenible e inclusivo.
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