Autor: Ana María Abraham

La iniciativa organizada por el Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción estuvo orientada al área científica y público en general.

“Generación de bioenergía a partir del manejo forestal sustentable: proyecto FIC Biobío pellet”, fue el nombre de la Conferencia que la Dra. Laura Azócar, investigadora joven de Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (NM CSC), expuso en el Ciclo de Charlas CB-UDEC 2020: Webinar.

En la ocasión, explicó la Dra. Azócar, “di a conocer los avances del proyecto FIC Biobío pellet, explicando el objetivo general de nuestro proyecto y cómo el trabajo multidisciplinario permite abordar temáticas complejas”.

El ciclo de charlas CB-UDEC, indicó la Dra. Azócar, “es una muy buena iniciativa que responde a una necesidad de mantenernos comunicados a pesar de la Pandemia, dando a conocer proyectos de investigación e innovación que se están desarrollando actualmente. Es también, una oportunidad para dar a conocer avances científicos, no sólo a la academia, sino que a la sociedad en general”.

En ese sentido, “expuse este tema, porque el Núcleo Milenio (CSC) busca dar valor agregado a la biomasa y el proyecto FIC va en esta misma línea, desarrollando procesos innovadores para producir pellet en un contexto sustentable”.

Cabe mencionar que a la fecha, la conferencia dictada por la Dra. Azócar tiene un alcance superior a las 200 reproducciones en Facebook. Puede verla en el siguiente link: https://fb.watch/1A8C0Ywt_0/

Información: Monserrat Chávez, periodista del Núcleo Milenio CSC en Concepción.

El nombramiento fue decidido en el XXVII Congreso Iberoamericano de Catálisis realizado entre el 26 y 28 de octubre desde México.

La Directora Alterna del Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (Núcleo Milenio CSC) y académica de la Universidad de Concepción, Dra. Gina Pecchi, fue elegida Presidenta de la Federación Iberoamericana de Sociedades de Catálisis (FISOCAT) en el marco del XXVII Congreso Iberoamericano de Catálisis que reunió a la comunidad científica entre el 26 y 28 de octubre para el intercambio de ideas y experiencias en torno a la investigación relacionada con el área de catálisis.

Al respecto, la Dra. Pecchi dijo: “la FISOCAT reúne a las Sociedades Nacionales de países Iberoamericanos siendo un motor para la colaboración multinacional en una importante área de investigación científica y técnica como lo es la catálisis, es para mi un honor tener la oportunidad de encabezar sus actividades durante los próximos cuatro años”.

La FISOCAT se constituyó formalmente en 1999 luego de un simposio organizado en Cartagena de Indias, Colombia. Uno de sus objetivos es organizar cada dos años el Congreso Iberoamericano de Catálisis, conocido como CICAT.

La Dra. Pecchi es Doctora en Ciencias con mención en Química de la Universidad de Concepción y se ha especializado en el área de Catálisis Heterogénea y Materiales. Se desempeña como profesora titular de la Facultad de Ciencias Químicas de la UdeC desde 1993, donde también es Directora de los Programas de Postgrado de la Facultad de Ciencias Químicas. En su distinguida carrera como investigadora ha sido miembro de múltiples proyectos FONDECYT, Alfa, Comunidad Europea, RESUDEC, CYTED, CNRS-CONICYT a través de los cuáles ha colaborado con científicos de Italia, España, Francia, Escocia, México, Argentina, Perú, Venezuela, Brasil y Chile. Desde mediados del 2018 es Directora Alterna del Núcleo Milenio CSC, un centro multidisciplinario de investigación y formación de jóvenes científicos integrado por investigadores de la Universidad Católica, Universidad de Concepción, Universidad Autónoma de Chile y Universidad Católica de la Santísima Concepción.

XXVII Congreso Iberoamericano de Catálisis

En el reciente XXVII Congreso Iberoamericano de Catálisis organizado en conjunto por la Academia de Catálisis de México A.C. (ACAT) y la FISOCAT, se reunieron científicos y estudiantes de la región con el objetivo de discutir y dar a conocer sus actividades de investigación en el área de la catálisis.

El evento contó con la participación de los siguientes investigadores del Núcleo Milenio CSC:

Diego Aguirre
Presentación: “Conversión de Guayacol sobre Catalizadores de Cobalto@Sílice Mesoporosa”
Resumen: La obtención de catalizadores con alta actividad y selectividad para la mejora de biopetróleo obtenido de residuos lignocelulósicos es un área de estudio relevante en la transición hacia una industria química más sustentable. En el presente estudio, se analizó el comportamiento de una serie de catalizadores basados en cobalto recubiertos por una cáscara de sílice mesoporosa en la conversión de guayacol a 300 °C y 5 MPa de presión de hidrógeno. Se observó que la selectividad de los catalizadores depende del tratamiento con ácido salicílico así como de la ruta de síntesis empleada, con un rendimiento más elevado de fenol en el caso de los materiales tratados, y de ciclohexanol en los materiales sin modificación. Estos resultados son promisorios, ya que abren una vía de desarrollo de catalizadores capaces de generar productos de alto valor agregado para la industria con base en pequeñas modificaciones de las condiciones de síntesis.

Edgardo Leal
Presentación: “Conversión de ácido levulínico sobre catalizadores de Ru/BaZrO₃ y Ru/SrZrO₃”.
Resumen: La investigación consta de la obtención de productos de mayor valor desde el ácido levulínico, el cual es considerado un subproducto o incluso un desecho de la trata de materias primas ricas en celulosa, a través de catalizadores básicos, los cuales han sido muy poco estudiados en estas reacciones.

Esteban Camu
Poster: “Acetilación De Benzaldehído Catalizada Por Metal Organic Frameworks (UiO-66 y UiO-66F)”.
Resumen: Los Metal Organic Frameworks (MOFs) pueden ser definidas como moléculas híbridas, sintetizadas a partir de iones metálicos y ligandos orgánicos para formar estructuras tridimensionales, que poseen una elevada área específica y alta estabilidad térmica y química. Por otro lado, la acetilación es una de las estrategias más utilizadas para la manufactura de productos químicos de valor agregado, tanto en la industria alimentaria como farmacéutica. En el presente trabajo, la reacción de acetilación de benzaldehído catalizada por los MOFs UiO-66 y UiO-66F, fue llevada a cabo en un reactor del tipo Batch a presión y temperatura ambiente.  Para entender el mecanismo involucrado en la reacción, los resultados experimentales fueron ajustados con los modelos cinéticos de Langmuir-Hinshelwood y Eley-Rideal. Se encontró que el modelo de Eley-Rideal es el que mejor se ajusta a los datos experimentales.

Juan Díaz
Poster: “Síntesis y caracterización de fosfomolibdovanadatos [PV_xM_12-xO₄₀]_(3+x)-; x= 1, 2. Estudio del efecto de la temperatura de calcinación en propiedades estructurales y texturales”.

Carla Herrera
Poster: “Conversión Catalítica Selectiva De Furfural Sobre El Catalizador Ni/CNTox En Emulsiones Pickering”.
Resumen: La conversión catalítica de furfural, molécula derivada de la biomasa, representa una de las rutas más importante para la producción de compuestos químicos de mayor valor agregado dentro de los cuales destaca la ciclopentanona. Sin embargo, hoy en día su conversión está limitada por los métodos de procesamiento y a los costos asociados de los procesos de extracción de los productos claves. Como solución a esta problemática se ha propuesto el desarrollo catalítico en un sistema en emulsión. El presente trabajo se estudió el efecto de la razón de solvente orgánico/acuoso en la actividad catalítica y selectividad hacia ciclopentanona, sobre el catalizador Ni/CNTox en la conversión de furfural. Las medidas de actividad catalítica fueron llevadas a cabo en un reactor batch a 200 °C y 2 MPa de presión de H2. La mayor conversión de furfural (35%) y la alta formación de ciclopentanona (25%) fue alcanzada sobre el catalizador Ni/CNTox, cuando se utilizó la misma razón de solvente dodecano/agua, luego de 1 h de reacción. El aumento de la actividad catalítica fue atribuida a la formación de gotas de emulsiones pequeñas y uniformemente dispersas en la fase continua, proporcionando una mayor estabilidad a la emulsión.

Información: Ana María Abraham, periodista del Núcleo Milenio CSC en Santiago.

Trabajará en la oxidación parcial catalítica de derivados furánicos sobre catalizadores híbridos de perovskitas/carbón (A1-xA’xBO3/carbón).

Expectante y motivada por aportar en la formación de conocimiento, se encuentra la Doctora en Química de la Pontificia Universidad Católica de Chile y ex alumna de la Universidad de Concepción, Carla Herrera Hernández, quien se acaba de sumar como investigadora postdoctoral, al equipo de Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (Núcleo Milenio CSC).

La Dra. Herrera es Químico de profesión, y según indicó, su proyecto postdoctoral consiste en estudiar la oxidación parcial catalítica de derivados furánicos sobre catalizadores híbridos de perovskitas/carbón (A_1-xA’_xBO₃/carbón). “Lo que buscamos en este proyecto es, a partir de moléculas derivadas de la biomasa, obtener productos químicos de mayor valor agregado como ácido succínico, anhídrido maléico, ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA), entre otros, los cuales hoy en día son mayoritariamente obtenidos a partir de compuestos petroquímicos”.

“Mi proyecto postdoctoral tiene vinculación directa con el Núcleo Milenio, ya que apunta hacia la obtención de productos químicos de alto valor agregado, de manera de reemplazar a los que hoy en día son obtenidos a partir de materia prima fósil (petróleo)”, explicó.

En este contexto, “formar parte del núcleo significa para mí una gran oportunidad para poder ser parte de una iniciativa que apunta hacia un desarrollo sustentable mediante procesos catalíticos. Además, al formar parte del NM CSC, podré continuar aportando en la formación de conocimiento en esta área de la ciencia”.

Consultada respecto a sus próximos desafíos, la Dra. Herrera, dijo que postulará al proyecto Fondecyt Postdoctoral a la ANID, bajo el patrocinio de la Dra. Gina Pecchi de la Universidad de Concepción.

Información: Monserrat Chávez, periodista del Núcleo Milenio CSC en Concepción.

El proyecto BIOALL involucra el intercambio entre 9 instituciones asociadas en 7 países pertenecientes a universidades, centros de investigación y empresas.

El proyecto BIOALL integrado por el Director del Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (Núcleo Milenio CSC) y académico de la UC, Néstor Escalona, así como los investigadores Lorena Barrientos y Eduardo Schott, figura entre los 74 nuevos consorcios seleccionados por la Comisión Europea en el marco del llamado a concurso 2020 Research and Innovation Staff Exchange (RISE) que forma parte de las Acciones Marie Sklodowska Curie (MSCA).

Néstor Escalona, explicó que el objetivo del proyecto es la valorización de los derivados de la biomasa y el CO₂ a productos químicos de mayor valor agregado, a través del “diseño de catalizadores, ensayos catalíticos a escala laboratorio y en planta piloto, caracterización de catalizadores y análisis de ciclo de vida. La valorización de los derivados de la biomasa requiere el uso de hidrógeno que no se encuentra en la naturaleza y el 95% todavía se obtiene de combustibles fósiles. Para impulsar el uso de la biomasa como alternativa al reemplazo del petróleo, este consorcio propone utilizar un subproducto de la biomasa, es decir, ácido fórmico (H-COOH), directamente como fuente de hidrógeno para los procesos de hidrogenación catalítica”.

Junto a los investigadores de la Universidad Católica, forman parte de la propuesta un grupo interdisciplinario de científicos e innovadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas-CSIC (España), Leibniz-Institut für Katalyse-LIKAT (Alemania), University of Surrey (Reino Unido), GreenDelta GMBH (Alemania), Elveflow (Francia), Recupac (Chile), Instituto Tecnológico Metropolitano (Colombia) y Beijing Forestry University (China).

Horizonte 2020 es el Programa Marco de Investigación e Innovación de la UE que a través de las Acciones Marie Sklodowska Curie promueve la colaboración internacional intersectorial y transfronteriza en I+D+I mediante intercambios de personal investigador e innovador entre entidades públicas y privadas. La finalidad es poder afrontar mejor los retos mundiales globales por medio del intercambio de conocimiento e ideas que acerquen la investigación básica al mercado.

Información: Ana María Abraham, periodista del Núcleo Milenio CSC en Santiago.

El furfural es una de las moléculas plataforma derivada de la biomasa residual más prometedoras como materia prima alternativa para la fabricación de combustibles y productos químicos.

Uno de los mayores desafíos científicos para el aprovechamiento de la biomasa residual como materia prima para la producción sustentable de combustibles y productos químicos de mayor valor podría estar más cerca de hallar una solución gracias a los resultados obtenidos en la investigación de Carla Herrera como parte de su tesis del Doctorado en Química de la UC.

A pesar de que los derivados de la biomasa han atraído creciente atención como alternativa sustentable al petróleo, científicos de todo el mundo aún enfrentan importantes desafíos para su transformación debido a sus propiedades químicas y fisícoquímicas, en particular la dificultad para separar los productos claves en un medio de reacción.

La investigación de Carla Herrera es el primer trabajo científico que utiliza el concepto de sistemas en emulsión para la transformación de moléculas derivadas de la hemicelulosa, como lo es el furfural y se enfocó en la hidrogenación catalítica de furfural sobre catalizadores nanohíbridos en la interfase de emulsiones water/oil.

Carla Herrera destaca que la investigación demostró “el rol clave que juegan las propiedades humectantes (balance hidrofílico/hidrofóbico de la superficie) de los catalizadores nanohíbridos Ni/CNTox en el aumento de la actividad catalítica en la conversión de furfural y formación de gotas de emulsiones estables”.

Asimismo, la investigadora señala que el estudio reveló que “existe relación directa entre el grado de funcionalización del catalizador híbrido con diversos parámetros de la emulsión (tamaño de las gotas de emulsión, fracción de emulsión y tipo de emulsión). La conversión de furfural sobre estos sistemas catalíticos favoreció la formación de Ciclopentanona, el cual es un intermediario relevante en los procesos de síntesis de elaboración de gomas, pesticidas, fragancias y en la industria farmacéutica. Finalmente, logramos obtener altas concentraciones del producto clave de la reacción y su separación desde el medio reaccionante”.

Para realizar el estudio, los catalizadores fueron preparados mediante impregnación incipiente y caracterizados mediante diferentes técnicas fisicoquímicas, tales como HRTEM, He-TPD/MS, H2-TPR, NH3-TPD/MS, Fisisorción de N2, Quimisorción de CO, XRD, XPS, ángulo de contacto y microscopía óptica/fluorescente. Las reacciones de conversión catalítica fueron llevadas a cabo en un reactor batch, variando la temperatura de reacción (150-250 °C), presión de H2 (2-5 MPa) y razón de solvente orgánico/acuoso.

Durante la investigación Carla Herrera realizó una estadía de 6 meses en The University of Oklahoma en Estados Unidos, donde contó con la colaboración del Professor Daniel Resasco, uno de los más destacados científicos del área de Catálisis Heterogénea. Dicha experiencia señala Carla Herrera, “fortaleció mis conocimientos de síntesis de materiales híbridos y su aplicación en el área de catálisis y procesamiento de moléculas derivadas de la biomasa. Durante este periodo estudiamos la reacción de Hidroalquilación entre m-cresol y ciclopentanona sobre zeolitas hidrofobizadas mediante funcionalización con organosilanos”.

Los principales resultados de la investigación se encuentran en cuatro artículos publicados en las revistas Fuel y Catalysis Communications (Ver sección Publicaciones).

Actualmente, Carla Herrera es investigadora postdoctoral del Núcleo Milenio CSC donde forma parte del equipo del Laboratorio de Nanomateriales dirigido por la Dra. Gina Pecchi en la UdeC.

Información: Ana María Abraham, periodista del Núcleo Milenio CSC en Santiago.