Por: Ítalo VergaraEl uso y demanda de energías renovables crece cada día más, y prueba de ello son las diferentes investigaciones científicas relacionadas a este sector, como el trabajo de la doctora María Quintana Cáceda, investigadora y docente de la Facultad de Ciencias y jefa del Laboratorio de Ingeniería Biomédica, Materiales y Física Médica de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI).
Uno de sus proyectos más ilustres buscaba obtener grafeno de manera química. Este
nanomaterial fue descubierto en el año 2004 por los rusos Konstantin Novoselov y Andre Geim, quienes posteriormente ganaron el Premio Nobel de Física en 2010.
La doctora
María Quintana explica a la
Agencia Andina que el grafeno tiene una multiplicidad de usos y es muy solicitado. Con él se recubren, por ejemplo, diferentes materiales, a fin de mejorar sus propiedades eléctricas o físicas.
“Con la profesora Ana Champi trabajamos un método para fabricar el grafeno de manera química. Logramos fabricar no sólo grafeno, sino también óxido de grafeno, que es un material bastante útil y que podemos utilizarlo para celdas solares sensibilizadas con colorantes”, indica.
En ese sentido, el grafeno es un conductor eléctrico y térmico (incluso mejor que el cobre) más resistente que el acero. Y la UNI ya encontró una manera de producirlo utilizando diferentes procesos, entre ellos, el de exfoliación mecánica. Así, mediante esta técnica, se parte el grafito y se separan sus capas para obtener el tan codiciado nanomaterial, compuesto de carbono.
El reto ahora es seguir abaratando el costo de producción del mismo. “Hace 15 años, cuando se empezó a producir el grafeno, un gramo se podía cotizar en USD$ 1,000 a 1200 dólares; pero ahora ha comenzado a caer el precio, ya que es mucho más asequible, pues se han encontrado métodos de producción masiva que abaratan su costo”, revela. Actualmente, España es uno de los países con más y mejores centros de producción de este nanomaterial.
Cabe resaltar que, por estar hecho a base de carbono, el grafeno ha resultado prácticamente inocuo para la salud humana, al menos hasta el momento. Incluso, hay estudios en curso que buscan encapsular los medicamentos dentro del grafeno para hacer una dosificación controlada, refiere. Al día de hoy, este método se ha probado únicamente con animales.
Ayrampo: colorantes para las celdas solares
Otro proyecto de la doctora María Quintana está relacionado al uso del ayrampo, una semilla nativa de la región andina, que sirve de base para producir colorantes naturales. Estos son aplicados a celdas solares, a fin de mejorar su sensibilidad a la luz y el calor del sol.
Fue en la Universidad de Uppsala (Suecia) que la
investigadora empezó a trabajar con colorantes sintéticos (que eran aplicados a los paneles solares). Cuando regresó al Perú, intentó replicar la labor que hizo en el extranjero, pero estos materiales eran muy caros.
“El objetivo era utilizar colorantes naturales que, en primer lugar, sean fáciles de extraer. Ahí había una ventaja. Conociendo que en el país había hay una cultura de uso de colorantes para teñir textiles, intentamos probar estos materiales en las celdas solares, las cuales necesitan tener un color para poder absorber energía. Se probó no solamente al ayrampo, sino también a la chicha morada y a la sangre de grado”.
Pero el ayrampo fue el producto que dio una mejor respuesta eléctrica. Para ello, se armó un dispositivo con óxido de titanio y electrolitos. Una de sus capas era el colorante y, cuando se hizo la caracterización de la semilla en Alemania, se determinó que sólo tres moléculas producían luz, y otras tres, energía eléctrica.
“Se podía tener un dispositivo lumínico y un dispositivo de celda solar con este mismo colorante, haciendo la separación respectiva. No todos los colorantes se pueden utilizar para celdas o para dispositivos lumínicos, pero los que vamos detectando, los estamos evaluando”, asevera.
El objetivo de estos estudios es encontrar el colorante adecuado que permita mejorar la capacidad de ‘absorción’ de la energía solar en los paneles solares. Actualmente, es común ver celdas de color plomo (hechas de silicio monocristalino), pero su fabricación es más costosa y compleja. Estas celdas vendrían a ser de ‘primera generación’. Las posteriores van mejorando sus propiedades, pero aún tienen una capacidad inferior a las de silicio.
Es necesario precisar que ambos proyectos (de la fabricación de grafeno y el estudio del ayrampo) han sido financiados por
Concytec, a través del programa ProCiencia.
Inspirando a niñas y adolescentes
En el marco del Día Internacional de la Niña y la Mujer en la Ciencia, la Dra. Quintana, junto a otras investigadoras de la UNI, participó en un conversatorio dirigido a la comunidad universitaria sobre la participación femenina en carreras STEM.
En ese sentido, la científica peruana recuerda que su interés por las ciencias nació desde muy pequeña. “Mi papá era médico, y siempre, los visitadores médicos les llevan medicinas o muestras para que ellos puedan probarlas. Mi papá llevaba estas medicinas a la casa. Siempre había frascos con soluciones de diferentes colores y a mí me llamaba muchísimo la atención. A veces las mezclaba y hacía experimentos”, relata.
Era también asidua televidente de programas relacionados con la ciencia y, en la secundaria, su curso favorito era Química. Tenía profesores que la motivaban y alentaban para que estudie en la
UNI, universidad a la que ingresó en el primer intento.
Claro que tuvo que sortear ciertas dificultades. Por ejemplo, al principio, su papá mostró cierto desconcierto cuando la hoy destacada investigadora le dijo que quería estudiar ingeniería, pues la consideraba una carrera solo para hombres. Pero, cuando ingresó a la UNI, su padre pudo ver cuán capaz era para seguir. e sra carrera y qué tan motivada se encontraba por el camino de la investigación, por lo que terminó convencido de que su hija no se había equivocado.
Luego, al terminar la carrera, se encontró con que los trabajos en los cuales era contratada no habían muchas mujeres. Las pocas ingenieras eran asignadas a las áreas de laboratorio, pero ella quería estar en las áreas de producción.
Luego se casó (hace casi 28 años) y tuvo su primera hija. En ese momento, todo comenzó a complicarse porque en los trabajos ponían en duda su capacidad de ser madre y profesional al mismo tiempo. “Te decían que no por la familia. Decían que no podía hacerme cargo de todo. Ahí fue que miré hacia la parte de la Química pura y empecé la maestría teniendo mis hijas pequeñas. Luego ya se me dio la oportunidad de poder cursar mi doctorado”, narra.
El hecho de viajar, teniendo a sus hijas de siete u ocho años, para hacer su doctorado por un periodo de pocos meses, desató una ola de críticas en su contra porque la acusaban de estar ‘abandonando’ su rol de madre para buscar su propia realización profesional.
“Tanto mi familia, como la familia de mi esposo, no estaban muy de acuerdo que la madre salga a estudiar. Si hubiera sido al revés, mi esposo sale a estudiar y no yo, todos hubieran entendido; pero como yo era mamá no podía viajar”, recuerda. Al final, pudo llegar a Suecia, desde donde llamaba diariamente a sus hijas, quienes luego fueron a visitarla a Europa.
Actualmente, Quintana es Doctora en Química por la UNI y la Universidad de Uppsala. Posee una maestría en Química e Ingeniería Química por la UNI y ha realizado investigaciones postdoctorales sobre nanomateriales en aplicaciones fotovoltaicas en el Royal Institute of Technology de Estocolmo (KTH). Es, sin duda, una de las especialistas en nanomateriales más importantes del país.
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Publicado: 17/4/2023