Proyecto contribuirá a la disminución de costos de fabricación de materiales poliméricos y los impactos en el medio ambiente.
Jorge Martínez, profesor de la carrera de Ingeniería de la Universidad Pedro de Valdivia (UPV), promete contribuir al mejoramiento de la industria de fabricación de plásticos con un novedoso proyecto de aplicación de química computacional.
Los descubrimientos de esta investigación, financiada por el Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondecyt), tendrían aplicación en la industria de producción de polímeros, que podría ir desde la producción de bolsas domésticas hasta materiales para la industria aeronáutica y transporte.
A través de un programa computacional y herramientas conceptuales de vanguardia, Martínez busca predecir la actividad catalítica de cierto tipo de catalizadores, sustancias que permiten acelerar reacciones químicas como las reacciones de polimerización. El proyecto es pionero en esta área ya que se realizará a nivel teórico, lo que lo hace inocuo para el medio ambiente. Además empleará herramientas conceptuales de vanguardia, algunas de las cuales se han definido recién a partir del año 2005. El estudio busca establecer qué tipo de catalizador es el más adecuado para producir una determinada cantidad de polímero.
“Generalmente en química se trabaja con prueba y error, lo que eleva el tiempo y costo de las investigaciones. Nosotros pretendemos encontrar una relación matemática que nos ahorre todo ese proceso. Pero se requiere de una buena capacidad cálculo para iniciar esta investigación”, enfatiza Martínez. Además, añade, se espera que el eventual desarrollo de un nuevo catalizador proporcione nuevas características al polímero obteniendo materiales con nuevas propiedades. Hoy, este hecho no se puede predecir mediante cálculos mecano-cuánticos como se pretende en este proyecto ni con otro tipo de cálculos que no incluyan datos experimentales. Sólo se conoce el efecto de los catalizadores de manera empírica, es decir, a posteriori. Si bien desde el 2005 existen las herramientas teóricas conceptuales para este tipo de investigaciones, en Chile no se han aplicado en este contexto ya que se encuentran actualmente aún en desarrollo y evaluación. Aún así esto no es impedimento para aventurarse a usarlas con los propósitos definidos en el proyecto. “Es un área de vanguardia”, recalca Martínez.
A fines de la década de los 70 nació una nueva generación de catalizadores, los metalocenos (a base de circonio, titanio o hafnio), que han permitido obtener distintos tipos de polímeros, a partir de las mismas materias primas. “Si antes el problema era qué materia prima usar, a partir de ese entonces, la pregunta cambió a qué catalizador usar. Son éstos los que determinan las propiedades del material que se quiere obtener”, señala el profesor de la UPV. Un ejemplo clásico es la existencia del polietileno de alta densidad (HDPE) y el de baja densidad (LDPE): ambos se basan en la misma materia prima usada como monómero la cual es etileno, pero para la obtención del HDPE se emplea un tipo de catalizador llamado de Ziegler-Natta en honor a sus descubridores y previo a los catalizadores del tipo metalocenos.
Los catalizadores a estudiar en este proyecto son, además de los metalocenos otros a base de hierro, más modernos y algunos de ellos se han estado evaluando experimentalmente como catalizadores en el contexto de la polimerización desde fines del siglo XX. Queda mucho por averiguar respecto de sus propiedades y eso es, precisamente, lo que se pretende alcanzar con en este proyecto.
Artículo enviado por la Universidad Pedro de Valdivia ( UPV)
