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Catalizadores, los magos en la industria química

Rafael Alfredo Díaz Real

Ni magia, ni poderes sobrenaturales como se creía en la antigüedad. Transformar, acelerar o disminuir la velocidad de una reacción química y obtener los productos deseados son parte de las propiedades de los catalizadores, cuyo uso e investigación ha transformado diametralmente la industria química.

El uso de los catalizadores es cotidiano, por ejemplo, uno de los procesos más comunes en los que intervienen es aquel por el cual se produce la ruptura de moléculas pesadas del petróleo y se obtienen moléculas más ligeras para su uso en gasolina. La catálisis es esencial también en procesos del cuerpo humano que se llevan a cabo a través de la llamada catálisis enzimática.

Rafael Díaz Real (México DF, 1962) se ha dedicado al desarrollo de catalizadores y a la ingeniería de reacción como investigador en el área de ciencias de la Universidad Iberoamericana, en la que a su llegada (1992) todavía había pocas líneas de investigación en ingeniería química.

Maestro y doctor en ingeniería química por la Universidad de Ottawa, Canadá, en el área de catálisis heterogénea, Rafael Díaz, en sus inicios como investigador, trabajó en los Laboratorios de Investigación en Energía del Ministerio de Energía, Minas y Recursos (actualmente Mi-nisterio de Recursos Naturales) del gobierno federal de Canadá.

El especialista explica cómo es que los procesos de catálisis son cada vez más complejos y de mayor uso. Por mencionar un caso, la mayoría de los procesos de transformación química del petróleo son catalíticos, y sus aplicaciones se extienden cada vez más.

Rafael Díaz trabaja en catalizadores que podrían servir al desarrollo de nuevos tipos de materiales, los cuales combinan elementos que se utilizan en los métodos tradicionales de transformación de sol a gel.

Un sol es una partícula coloidal de dimensiones que van de uno a mil nanómetros y, dependiendo de las condiciones de operación, puede aglomerarse o concatenarse con otras partículas iguales, hasta formar una estructura continua. En ese momento ya se puede determinar que se está formando un gel, explica el investigador.

"Un gel, de las varias definiciones que hay, es una estructura semisólida continua dentro de una fase líquida. Para dar una idea más clara, esto se puede apreciar, por ejemplo, si yo introduzco una esponja en un vaso de agua, teóricamente el gel podría atravesar por la esponja sin tocar el agua o podría atravesar por el agua sin tocar la esponja".

Los geles, en etapas de procesamiento posterior, pueden estructurarse como un tipo de polímero inorgánico. Pueden tener aplicaciones como cerámicos, como semiconductores, en recubrimientos y películas delgadas, entre otros ejemplos.

El doctor Díaz Real ha trabajado también en el desarrollo de soportes para catalizadores con propiedades más resistentes, para que las reacciones sean menos susceptibles al envenenamiento del producto.

Además, el investigador se ha dedicado a los catalizadores orientados a procesos ambientales. Actualmente su preocupación se centra en la remoción de los óxidos de nitrógeno.

La idea ahora, explica, es seguir con la línea ambiental y extender el uso de geles en otras aplicaciones para encapsulamiento de microrganismos, ya que los geles los protegen y mantienen en un estado latente productivo, así como también al desarrollo de materiales híbridos (mezcla de polímeros orgánicos con inorgánicos).

"Eventualmente esto podría llegar a tener algún uso en la industria farmacéutica, si podemos encapsular un microrganismo que al ser protegido, produzca lo que se busca. Además podría vivir un tiempo mucho más largo sin que el medio que lo protege se destruya, ya que éste es el problema que hay con otros medios".

Este proyecto es viable y funcional, explica el especialista; lo que queda por ver todavía es el proceso de escalamiento, además del poco de interés de la industria por invertir.

Rafael Díaz también trabaja en un proyecto de nuevos materiales y biotecnología híbrida con el uso de geles cerámicos con compuestos orgánicos, y aunque hay una empresa muy interesada en aplicar este trabajo, desafortunadamente son pocos los ejemplos en México.

Esta siempre ha sido una problemática para los investigadores que pueden ofrecer su conocimiento para la implementación tecnológica, pero "la pregunta fundamental a mi parecer sería, qué puedo hacer yo, no sólo para obtener mayor financiamiento y apoyo, sino para contribuir a una derrama de conocimientos, que eventualmente haga crecer el panorama de desarrollo de este país". (Mirna Servín Fotos: Guillermo Sologuren)