Autor: Ana María Abraham

El estudio está enfocado en la extracción del guaiacol, molécula presente en el bio-oil, a través de solventes polares.

Un inédito estudio realizado por el Ingeniero Civil Químico Matías Campos en su tesis del Magister en Ciencias de la Ingeniería de la UC, obtuvo significativos resultados que permiten entender y modelar el proceso de extracción del guaiacol desde compuestos orgánicos con solventes polares, abriendo nuevas perspectivas en la obtención de compuestos de alto valor a partir del bio-oil.

Uno de los aspectos más destacados de este estudio es que se trata del primero que se realiza sobre las extracciones del guaiacol a partir de compuestos alifáticos, hidrocarburos de cadena larga presentes en el bio-oil (en este caso el hexadecano y dodecano) con solventes polares. “Uno de los mayores desafíos fue realizar el muestreo e interpretar los resultados sin tener mucho de donde comparar. Personalmente, creo que esta investigación está dando un inicio sobre el estudio de las extracciones de compuestos de alto valor presentes en el bio-oil. Además, abre las puertas a estudiar la extracción de otros compuestos fenólicos y probar otros solventes”, afirmó Matías.

Los solventes utilizados en el estudio en base a sus capacidades de selectividad fueron el metanol, etanol y acetona, los que en una primera etapa se analizaron por separado. Posteriormente, cada uno de estos compuestos se mezclaron con guaiacol para medir su densidad y viscosidad de mezcla.  “Lo interesante de la primera etapa fue que se pudo probar que los solventes interactuaban de excelente forma con el guaiacol y luego, al medir el equilibrio líquido-líquido binario entre el guaiacol y hexadecano o dodecano, se pudo concluir que no existe gran afinidad, por lo que es factible realizar la extracción”, detalló el ingeniero. Finalmente, el estudio incluyó el análisis del equilibrio líquido-líquido ternario, entre el guaiacol y cada uno de los compuestos alifáticos y solventes. En esta etapa se concluyó que “para realizar la extracción del guaiacol desde el hexadecano o dodecano, el mejor solvente es el metanol, ya que presenta altas selectividades y comportamiento idóneo”, agregó Matías.

En la investigación, cuyos resultados fueron presentados el 9 de abril vía remota, dada la contingencia provocada por el Coronavirus, contó con la supervisión de Néstor Escalona y Roberto Canales, ambos investigadores del Núcleo Milenio CSC y académicos de la UC y la participación de César Pazo, estudiante del Doctorado en Química UC experto en análisis de cromatografía. Además, incluyó la colaboración de Rubén Santiago y José Palomar de la Universidad Autónoma de Madrid, quienes participaron en la modelación con COSMO-RS y COSMO-SAC.

Finalizado el Magister a través del cual formó parte del Núcleo Milenio CSC, Matías Campos, concluyó que “durante este año que fui partícipe de este proyecto, me di cuenta de que es muy importante trabajar en equipo, donde cada uno aporta en busca de un objetivo común. Creo que es lo que más agradezco de haber participado en un equipo tan grande y multidisciplinario como este”.

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

Andrés Lancheros retornó a Chile tras trabajar con uno de los grupos de investigación más destacados a nivel mundial en el área de ciencia de los materiales.

El estudiante del Núcleo Milenio en procesos catalíticos hacia la Química Sustentable (Núcleo Milenio CSC), Andrés Lancheros, concluyó su tercer año del Doctorado en Química de la Universidad Católica, desarrollando su investigación sobre la aplicación de nuevos materiales porosos o Metal Organic Framworks (MOFs por su sigla en inglés), usando ligandos de tipo pirazol carboxilato en el laboratorio del Dr. Joseph Hupp en la Northwestern University en Evanston, Estados Unidos.

Andrés Lancheros forma parte del equipo de trabajo del Laboratorio de Materiales y Energía a cargo del investigador del Núcleo Milenio CSC y académico UC, Dr. Eduardo Schott que tiene como objetivo la síntesis de diferentes materiales con aplicaciones en dispositivos de interés energético o generación de energía. Por su parte, la investigación del profesor Hupp está enfocada en materiales moleculares y estructuras supramoleculares, incluyendo el diseño de MOFs para su aplicación en conversión de energía solar, transporte molecular y separaciones químicas, o catálisis selectiva.

Uno de los resultados más importantes obtenidos por Andrés durante su estadía fue la síntesis, caracterización y aplicación de nuevos MOFs en catálisis heterogénea y la adsorción de CO_2. “Los MOFs fueron diseñados desde cero, partiendo por el diseño de los ligandos de tipo pirazol carboxilato y luego la síntesis y caracterización por medio de diferentes técnicas, incluida la difracción de rayos X en polvo y su posterior aplicación en la adsorción de CO_2, lo cual podría contribuir a mitigar las emisiones de este gas de efecto invernadero responsable en gran medida del cambio climático”, comentó el estudiante.

Si bien generar un nuevo material con esta capacidad no formaba parte de la idea original de la investigación, el giro que experimentó se vio ampliamente favorecido por la colaboración con el grupo de la Northwestern University. “Inicialmente iba a trabajar con catálisis, pero con base en los resultados preliminares, a las características de los ligandos y al conocimiento del grupo dirigido por el profesor Hupp nos movimos hacia la utilización de los nuevos MOFs como absorbentes de CO₂. detalló el estudiante.

La experiencia de investigación adquirida en Estados Unidos fue valorada muy positivamente por el estudiante. “Lo más increíble fue no sólo estar en un ambiente donde se desarrolla ciencia de alto impacto, sino que trabajar con personas que están dispuestas a compartir su gran conocimiento y experiencia sobre las diversas aplicaciones de los MOFs, no solamente en adsorción de CO_2, sino que en catálisis, fotocatálisis u otras aplicaciones relacionadas con la bioquímica, es un mundo muy grande, fue una gran experiencia”, señaló.

Dentro de los próximos pasos en su investigación, Andrés considera evaluar ciertos MOFs reportados en la literatura como buenos candidatos para realizar catálisis heterogénea en la transformación de subproductos de la biomasa con el objetivo de generar productos de valor agregado.

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

Su investigación busca valorizar el ácido levulínico, considerada una de las moléculas plataforma más prometedoras de la biomasa.

Una gran noticia recibió el doctorando de la Facultad de Ciencias Químicas UdeC e integrante de Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (CSC), Juan Seguel Rebollledo, al adjudicarse una beca ANID ( ex- Conicyt) que cubre parte del arancel del Programa de Doctorado  e  incluye una manutención anual de $7.800.000, por el tiempo que le queda para finalizar sus estudios ( 2 años).

El proyecto, explicó Seguel,  se llama “Valorización de ácido levulínico sobre catalizadores de Co y Mo en estructuras de tipo perovskita, nitruro y fosfuro“,  lo que significa que en esta investigación se propone sintetizar catalizadores de molibdeno (Mo) y de cobalto (Co) en forma de nitruro (Mo₂N y CoN), de fosfuro (MoP y Co₂P), y de cobalto (Co) en una estructura tipo perovskita sustituida con plata (Ag) (LaCoO₃ y La_1-xAg_xCoO₃; x=0.05, 0.10, 0.20) para estudiar su comportamiento en la valorización de ácido levulínico, una molécula modelo de la biomasa”.

Como Núcleo Milenio (CSC), agrega, “está enfocado en el diseño y la síntesis de nuevos sistemas catalíticos para la producción de productos químicos estratégicos a partir de derivados de la biomasa. Para conseguir este objetivo es importante el estudio de la conversión catalítica de moléculas representativas de la biomasa, en la que el ácido levulínico, considerada una de las moléculas plataforma más prometedoras, es de suma importancia para el Núcleo Milenio CSC”.

De este modo, “la beca es un gran aporte para la investigación que estoy realizando en el Programa de doctorado, ya que me otorga fondos para apoyar mi trabajo de tesis, que en forma indirecta también beneficia al NM CSC”.

En este contexto, “adjudicar esta Beca ANID me hace sentir muy contento, ya que es un reconocimiento al esfuerzo realizado durante el último tiempo. Además, estoy muy agradecido de quienes me apoyaron durante este tiempo que son mis profesores y compañeros  del grupo de investigación y  mis compañeros del doctorado. Finalmente, agradezco al Núcleo Milenio CSC por el apoyo que me ha dado, y a Dios, por todo lo que me ha permitido vivir hasta ahora”, destacó Seguel.

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

El evento organizado por la Sociedad Chilena de Química se realizó entre el 7 y el 10 de enero.

Hasta la ciudad de Puerto Varas en la Región de los Lagos, se  trasladaron integrantes de Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (Núcleo Milenio CSC), para participar en a las XXXIII Jornadas Chilenas de Química.

Como es tradición el encuentro reunió alrededor de 500 participantes pertenecientes al mundo académico, científicos, empresarial, profesionales y estudiantes, más allá del ámbito científico, los que además compartieron en un grato ambiente de camaradería.

Al igual que en versiones anteriores, indicó la Directora Alterna de Núcleo Milenio, Dra. Gina Pecchi, “las jornadas ofrecieron conferencias plenarias, presentaciones orales y de posters al más alto nivel en 12 áreas temáticas principales”.

En ese sentido, “me gustaría destacar la elevada participación de nuestros estudiantes tesistas del Núcleo de pre y post grado, ya que luego de poco más de un año de trabajo de tesis han estado en condiciones de presentar resultados experimentales y teóricos. Este logro representa un compromiso de nuestros estudiantes que nos enorgullece y nos hace sentirnos tranquilos del sentido de responsabilidad de todos ellos”.

Algunas de las presentaciones orales, fueron de los estudiantes de post grado de la UdeC: Edgardo Leal con el trabajo “Conversión de ácido levulínico sobre catalizadores de Ru/BaZrO3 y Ru/SrZrO3”, y Felipe Toledo, con la presentación: “Modelamiento y Síntesis de Perovskita SrTiO3 para la adsorción de derivados de la biomasa”. Por otro lado, representando a los estudiantes de pregrado podemos destacar a Gabriel Bernales, quien presentó: ” Cobaltitas de lantano sustituidas parcialmente por Ca y Sr en el sitio A para ser empleadas como catalizadores en la conversión del ácido succínico”.

Por su parte, en modalidad póster presentaron los estudiantes de postgrado: Juan Díaz, con el trabajo: “Catalizadores tipo Keggin HPMo12-xVxO40 con inclusiones de V para ser empleados en la valorización de lignina”, y Juan Seguel, quien presentó el trabajo: “Valorización de ácido levulínico sobre catalizadores de Co en estructura de tipo perovskita”. Este último estudiante, además obtuvo el primer lugar en modalidad poster y de manera especial la American Chemical Society le otorgó una membresía por el año 2020 en la calidad de estudiante de postgrado.

Durante las jornadas, algunos de los 13 integrantes del Núcleo que acudieron a las Jornadas, también participaron de las reuniónes de diferentes Divisiones de la Sociedad Chilena de Química.

Cabe destacar el compromiso del Núcleo Milenio CSC, que fue auspiciador de estas XXXIII Jornadas Chilenas de Química y su Director, Dr. Néstor Escalona fue presidente del Comité Científico.

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

La competencia organizada por la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC) busca presentar a la comunidad temas de investigación e innovación en un lenguaje ágil y sencillo.

Con el estudio de caracterización de podas de Liquidambar styraciflua para desarrollar precursores químicos de alto valor, la estudiante tesista integrante del Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (CSC), Alexandra Muñoz, dirigida por su profesora Dra. Laura Azócar y apoyada por la Dra Fabiola Valdebenito,  obtuvo el segundo lugar en el concurso universitario PechaKucha 20×20 “Ciencia y Tecnología UCSC: De la Universidad a la Comunidad”, impulsado por la Dirección de Innovación UCSC.

Alexandra es estudiante de la carrera de Química Ambiental de la UCSC y participó en este concurso de su casa de estudios que busca que tanto académicos como estudiantes difundan sus trabajos de investigación e innovación desarrolladas durante el presente año, de una forma ágil y sencilla, utilizando el formato de presentación Pecha Kucha. Este formato consiste en presentar 20 diapositivas por 20 segundos cada una, con un total de 6 minutos y 40 segundos de presentación, con el objetivo de maximizar el intercambio de ideas y al mismo tiempo, mantener la atención del público. En este contexto, la presentación debería incluir contenido creativo, sencillo e informal para atraer y cautivar al público asistente, el cual no necesariamente maneja el tema a exponer.

Mediante este proyecto, explicó Muñoz, “se quiere conocer la composición lignocelulósica de muestras de ramas, hojas y corteza del árbol Liquidambar styracifula y a partir de eso, someter la lignina obtenida a procesos químicos a altas temperaturas para conseguir fenol. También se conocerá la composición química y la obtención de moléculas de fenol de manera directa“.

En ese sentido, Alejandra Muñoz, explicó que el aporte de su trabajo para el Núcleo Milenio CSC es que “esta investigación (tesis de pregrado) se enmarca en la primera etapa del proyecto, es decir, se enfoca en la caracterización química de la biomasa y su utilización de manera directa, sin procesos de fraccionamiento, para la obtención de precursores catalíticos a través de un proceso de pirolisis”.

En este contexto, la estudiante tesista, indicó que “para haber sido mi primera experiencia en esta clase de concursos, fue un gran logro. La temática del proyecto resultó interesante, novedosa para los evaluadores y tiene un componente de difusión importante, esto es acercar la ciencia a la comunidad. En el caso específico de mi investigación fue destacado el que le queramos dar valor a residuos abundantes, disponibles como son las podas de liquidámbar como fuente de obtención de productos químicos de alto valor”, concluyó.

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