Autor: Néstor Escalona Burgos

Se trata del Doctorando de la Universidad de Concepción, Pedro Rodríguez.

Hasta el Centro de Nanociencia y Nanotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), ubicado en Ensenada -Baja California- se trasladó Pedro José Rodríguez-Sulbarán, estudiante de postgrado del Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (NM CSC).

La pasantía, explicó Rodríguez, “nace de la iniciativa de una de las Investigadoras Principales de NMCSC, mi profesora guía, Dra. Catherine Sepúlveda Muñoz, quien lo planteó como una opción para la caracterización y posible preparación de nanotubos de carbono de pared múltiple (Multi Wall Carbon Nano Tubes, MWCNTs), como una alternativa a los materiales adquiridos comercialmente. Cabe mencionar que mi profesora co-guía, es la Dra. Gina Pecchi Sánchez, Directora Alterna de NMCSC, de quien también he recibido un apoyo muy importante e incondicional en este proceso”.

En este contexto, el objetivo del viaje agregó Rodríguez: “Fue caracterizar fisicoquímicamente una serie de CNT y catalizadores a base de vanadio. En particular, realizar experimentos de Espectroscopia Fotoelectrónica de Rayos X (Spectroscopy Photoelectron X Ray, XPS). También sondear la posibilidad de lograr sintetizar nanotubos de pared múltiple, así como, funcionalizarlos con grupos -COOH y NH₂ y eventualmente, sintetizar CNT con nitrógeno dispuesto de forma intersticial en la red grafítica del CNT. Para concretar este trabajo, conté con el apoyo del Profesor Dr. Noe Diaz de León Hernández y el Profesor Dr. José Manuel Romo, ambos de la UNAM”.

Esta pasantía, destacó el estudiante de postgrado, “fue una oportunidad para dar a conocer el excelente trabajo que se está ejecutando mediante la implementación de proyectos satélites en un macroproyecto como el Núcleo Milenio, en materia de sostenibilidad y sustentabilidad. Los materiales preparados y caracterizados podrán ser utilizados en la conversión de materias primas basadas en biomasa y esto es de suma importancia en la sustitución de la explotación de recursos fósiles, como el petróleo y el gas natural; es muy relevante comenzar a establecer rutas que admitan la neutralidad del carbono. Así mismo, existe un nicho de oportunidades para utilizar parte de los recursos en pro de potenciar las energías alternativas en base a biomasa”.

Por otro lado, realizar esta pasantía, “representó una extraordinaria experiencia, por lo que significó viajar después de estar prácticamente confinados por casi dos años, a causa de la pandemia del COVID-19. Además, es un verdadero privilegio lograr establecer vínculos académicos, personales y culturales, junto con poder realizar experimentos en instalaciones que tienen características de laboratorios de investigación y desarrollo como los de Estados Unidos, Canadá y parte de Europa”, puntualizó Rodríguez.

Erika Gatica Alba, es el nombre de la estudiante de postgrado de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de Concepción.

Motivada a involucrarse aún más en la investigación y lograr aportar con desarrollos importantes para el país, se encuentra Erika Gatica Alba, la nueva estudiante de postgrado del Programa de Doctorado en Ciencias con Mención en Química de la Universidad de Concepción, que se integra a trabajar al equipo de Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (NM CSC).

Erika, quien es Licenciada en Ciencias con mención en Química y Química Profesional de la Universidad Austral de Chile, trabaja en el proyecto titulado: Desarrollo de método de oxidación avanzada selectiva para oxidación de compuestos modelo de biomasa, para lo cual cuenta con el apoyo del profesor guía, Dr. David Contreras Pérez, quien es académico de la Facultad de Ciencias Químicas de la UdeC e investigador asociado del NM CSC.

Esta investigación “que estamos iniciando, está enfocada en el desarrollo de un método de oxidación avanzada selectiva que permita la oxidación de compuestos modelo de biomasa, como, por ejemplo; fenoles y otros derivados de lignina, que hoy en día se presentan como contaminantes en el medio ambiente”, explicó Erika.

En este contexto, agregó la estudiante de postgrado, “el NM CSC lo que se busca es generar conocimiento sobre el uso de la biomasa como alternativa al petróleo. Los productos desarrollados por biomasa han adquirido un alto valor agregado, por lo que día a día irá aumentando su consumo para distintos fines. Desde este punto de vista, mi investigación o tesis busca desarrollar un método ambientalmente amigable que utilice energía solar para oxidar selectivamente compuestos modelo de lignina”.

Respecto a ser integrante de NM CSC, Erika indicó ”es muy importante para mí ya que es una gran oportunidad para crecer personal y profesionalmente, debido a que podré trabajar con equipos multidisciplinarios que me permitirán adquirir nuevos conocimientos y compartir los ya adquiridos. Además, es una excelente oportunidad para insertarme aún más en la investigación y lograr aportar con desarrollos importantes para el país”.

Ahora fue el turno del Dr. Felipe Toledo Carrasco, quien cursó el Programa de Doctorado en Ciencias mención en Química que imparte la Universidad de Concepción.

Un gran logro en su carrera como investigador consiguió el ahora ex estudiante de postgrado del Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (NM CSC), Felipe Toledo Carrasco, al obtener su grado de Doctor en Ciencias con Mención en Química en la Universidad de Concepción.

El proyecto de tesis doctoral del Dr. Toledo “se basó en el estudio de la adsorción de furfural, un derivado de la biomasa lignocelulósica, sobre la estructura tipo perovskita de SrTiO₃ y parcialmente sustituidas SrM_xTi_1-xO₃ (M: Co, Cu), mediante las metodologías de cálculos basadas en la teoría del funcional de la densidad (DFT), empleando modelos de clúster y en condiciones de borde periódico (slabs). De ahí, que el nombre de su investigación fuera: “Estudio teórico de la adsorción de furfural sobre estructura tipo perovskita de SrTiO₃ y parcialmente sustituidas SrM_xTi_1-XO₃ (M: Co, Cu)”.

Al respecto, el Dr. Toledo expresó que “el objetivo del estudio fue aportar antecedentes teóricos de la adsorción a los investigadores experimentales, y constituir una guía para futuras síntesis de estos materiales, medidas de actividad catalítica para la obtención de productos de alto valor añadido y luego llevar a cabo estudios de mecanismos de reacción (por DFT)”.

En ese sentido, y “considerando que uno de los objetivos del NM CSC, es diseñar nuevos materiales para su potencial aplicación en un proceso catalítico heterogéneo, esta tesis doctoral se focalizó en el modelamiento (por DFT) de materiales basados en óxidos mixtos con estructura tipo perovskitas, con el fin de investigar su comportamiento en la adsorción para derivados de la biomasa lignocelulósica como lo es el furfural”, sostuvo el investigador.

Por ello, “haber obtenido mi grado de Doctor con concepto de sobresaliente, significó una gran satisfacción. Lo anterior, fue validado por mis profesores de Pregrado, Postgrado y Directores de Tesis: Profesor guía, Dr. Eduardo Delgado Ramírez de la Universidad de Concepción y Profesora co-guía, Dra. Ximena Zárate Bonilla de la Universidad Autónoma de Chile, quienes destacaron mi responsabilidad, prolijidad, compromiso con el Programa de Doctorado y el desarrollo de mi tesis doctoral”.

Además, sobre pertenecer al NM CSC, el Dr. Toledo, explicó que “es un gran orgullo y oportunidad para mi crecimiento personal y profesional, ya que me permite trabajar con equipos multidisciplinarios, aprendiendo nuevos conocimientos y estableciendo redes de investigación nacionales e internacionales”.

Finalmente, al consultarle sobre sus próximos desafíos, indicó: “Espero reinsertarme en el sector productivo a través de un grupo de Investigación y Desarrollo en el área industrial, y seguir con las colaboraciones con los miembros del Núcleo Milenio CSC”.

Se trata de Sebastián Ormazábal, estudiante del Doctorado en Ciencias de la Ingeniería área Ingeniería Química y Bioprocesos de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

El estudiante de doctorado y miembro del Núcleo Milenio CSC, Sebastián Ormazabal, asistió al congreso “32nd European Symposium on Applied Thermodynmics 2022” que se celebró en Graz, Austria.

En el congreso, Ormazabal presentó un póster con su trabajo “Liquid-liquid separation of guaiacol from n-hexane using glycols and their choline chloride-baed eutectic mixtures”, el cual trata sobre la separación de guaiacol desde un medio orgánico (hexano) utilizando solventes convencionales (glicoles como etilenglicol, 1,2-propanodiol y 1,4-butanodiol) y solventes eutécticos profundos (DESs por su sigla en inglés) basados en cloruro de colina.

Sobre su trabajo, el estudiante indicó que “lo que hicimos fue hacer un estudio de equilibrio líquido-líquido para encontrar el solvente más adecuado para el sistema en cuestión, encontrando que en términos generales los DESs son más selectivos por el guaiacol que los solventes convencionales. También medimos las densidades y viscosidades de las diferentes mezclas estudiadas, debido a la relevancia de estas propiedades en la implementación a nivel industrial. Finalmente, todos los datos experimentales obtenidos fueron modelados a través de distintas ecuaciones termodinámicas como PC-SAFT (ecuación de estado).

La importancia del estudio radica en que la remoción de guaiacol, una molécula perteneciente a la familia de los metoxifenoles, es de gran interés para la obtención de los compuestos químicos “BTX” (utilizados en la obtención de combustibles y plásticos) vía catálisis. Además, el estudio se enmarca en mi tesis doctoral en la que se apunta a la remoción de metoxifenoles (familia a la que pertenece el guaiacol) que se encuentran presentes en el bio-oil, un líquido resultante del pirólisis de la biomasa alta en lignina, lo cual lo vuelve importante para el desarrollo de biorrefinerías.

El estudiante también señaló que “considero que fue una experiencia muy importante y enriquecedora, no sólo por la información que allí se comparte, sino también por las personas que uno puede conocer (gente experta en distintas áreas) y de las cuales se puede aprender mucho. En mi opinión, creo que esta instancia es clave para la generación de redes de colaboración, ya sea con otros estudiantes de doctorado o bien derechamente con sus supervisores, lo cual lo considero relevante para mi formación como estudiante de doctorado”.

Claudio Contreras se encuentra en Madrid trabajando con un grupo de investigación destacado en el área de la ciencia de los materiales.

El estudiante del Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (Núcleo Milenio CSC), Claudio Contreras, realiza actualmente una estadía en Madrid en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). El doctorando en Ciencias de la Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica de Chile (UC) se encuentra desarrollando una investigación en el laboratorio de la profesora Ana Belén Dongil de Pedro, para su tesis titulada “Síntesis del Jet-fuel a partir de derivados de la biomasa utilizando carburos de renio y molibdeno”.

Claudio Contreras forma parte del equipo de trabajo del Laboratorio de Materiales Catalíticos, a cargo del director del Núcleo Milenio CSC y académico de la Facultad de Química y de Farmacia y de la Escuela de Ingeniería UC, Dr. Néstor Escalona.

El estudiante explica que su investigación “se enfoca en buscar la síntesis de combustibles de aviación a partir de compuestos derivados de la biomasa (para combatir el uso de combustibles fósiles y poder disminuir la cantidad de CO₂ emitido), utilizando moléculas plataforma, en mi caso furfural y acetona, las cuales pueden ser obtenidas de material vegetal. Esto es relevante debido a que es una revalorización del material vegetal, el cual es de mucha abundancia en el planeta”.

Dentro de su investigación en Madrid trabajando con catalizadores heterogéneos, Claudio notó “que el utilizar hidrotalcitas con metales de transición para realizar condensaciones aldólicas da resultados notables, especialmente la hidrotalcita de Cobre, la cual ha resultado ser bastante activa. Aunque no hidrogena completamente el producto principal de la condensación como se anticipaba, esperamos que, si la modificamos de alguna manera, ya sea impregnándoles algún otro metal o modificando su estructura con algún tratamiento, pueda generar los productos esperados”, indica.

Claudio valora positivamente su experiencia de investigación adquirida en Madrid, ya que, “es una oportunidad única el viajar a otro continente y poder desarrollar mi tesis de doctorado, especialmente con un grupo interdisciplinario con una amplia cantidad de técnicas de caracterización. Además, es una oportunidad para conocer distintas realidades y gente para realizar colaboraciones a futuro”.