México, listo para ser pionero con fotosíntesis artificial

La ciencia hecha en México se dispone a, en una sola búsqueda, convertirse en pionera por doble partida.

Por un lado, como anunció Enrique Villa Rivera, director del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), con una inversión inicial de 30 millones de pesos para el proyecto fotosíntesis artificial, sería la primera vez que un grupo de científicos mexicanos de diversas instituciones académicas se dedicaran a la resolución de un problema concreto de interés nacional (y hasta global): la generación de combustibles renovables.

Por otro lado, como señaló en entrevista el doctor Ricardo Gómez, sería la primera vez que México, como país, estuviera en una búsqueda que parece de ciencia ficción, es decir, desde que una multitud de posibles desarrollos tecnológicos están apenas en una etapa de ciencia básica. No nos estamos esperando a que de fuera nos digan que ya se puede hacer , dijo el investigador de la UAM Iztapalapa.

Es un verdadero proyecto de ciencia ficción –dice el doctor Ricardo Gómez-. No nos podemos esperar diez años a que nos digan que ya es posible hacerlo. Es la primera vez que veo que México está desde el inicio en una investigación de este tipo, y eso es muy motivante .

MUCHO AMOR PARA DESPERDICIARLO EN CELOS

Villa Rivera presentó ayer la iniciativa Fotosíntesis Artificial tanto a la prensa como a representantes del Congreso de la Unión y de cinco secretarías de Estado.

La idea básica es hacer una versión sencilla de la fotosíntesis que llevan a cabo las plantas, es decir, utilizar la energía solar para generar moléculas que puedan servir como combustibles, que en este caso sería en primer lugar hidrógeno.

También se investiga la posibilidad de imitar a las plantas en la captación de dióxido de carbono (CO2), con lo cual se obtendrían dos resultados por demás deseables: generar otros combustibles como metano (gas natural), metanol (alcohol de madera) y quizá algunos otros hidrocarburos sencillos, y retirar de la atmósfera el gas de efecto de invernadero.

El Plan Nacional de Energía establece en una visión de 25 años que el uso de la energía en nuestro país tendría que ser modificado, no sólo para que sea más eficiente con los combustibles fósiles (que con los nuevos descubrimientos permitirían tener una producción estable para los próximos 25 años), sino también utilizar nuevas fuentes de energía sustentables.

Lo que buscamos es orientar las capacidades científicas que tiene el país para atender problemas de interés nacional -dijo Villa Rivera-. Hay que sumar laboratorios, recursos humanos, esfuerzos para generar conocimiento y aplicarlo a un problema real como es la necesidad de energías limpias. Estoy convencido de que esto generará que se sumen otros investigadores e instituciones nacionales y del extranjero .

Villa Rivera señaló que en ese mismo sentido se están generando, junto con la Secretaría de Energía, lo que han llamado los Centros Mexicanos de Innovación en dos temas que consideran fundamentales, la energía geotérmica y la energía solar.

Estos dos centros, que pretenden utilizar, ampliar y mantener infraestructura científica ya instalada, ya tienen asignados unos 300 millones de pesos cada uno. Y próximamente se harán las convocatorias para hacer otros dos, uno para estudiar la biomasa para la producción de energéticos y otro para la utilización del oleaje oceánico. Además se está haciendo el Centro de Sustentabilidad Ambiental en Tabasco.

Pero lo más relevante es quizá que esto dará pie a una nueva estructura que estoy convencido que se tiene que desarrollar en nuestro país –dijo Villa Rivera-, que es establecer iniciativas nacionales de investigación, esta es una; también arrancamos un proyecto de sustentabilidad alimentaria, pero necesitamos más. Necesitamos poner, en la consecución de un objetivo común, a una buena parte de los científicos del país .

Tenemos mucho amor y lo desperdiciamos en celos, así digo para dar a entender que tenemos una gran capacidad científica pero que debemos trabajar en conjunto en la resolución de problemas en alimentación, salud, energía y cambio climático.

¿Cómo se usará el capital inicial y cuándo y de qué depende que se renueve?

El apoyo inicial, o semilla, de 30 millones de pesos contempla productos que deberán estar terminados el próximo año, cada institución lleva ya un rato trabajando, entonces haremos una evaluación para contemplar tanto la renovación como la ampliación del proyecto .

¿Se contempla la participación de la iniciativa privada en la inversión?

Todavía no podemos hablar de la participación de la iniciativa privada, todavía tenemos que demostrar muchos aspectos de carácter científico.

Pero sin duda, para transferir el conocimiento necesitamos un campo propicio del sector privado para que haga posible la transferencia .

Por la eficiencia sintética

• 70% del consumo energético nacional, al menos, depende de combustibles no renovables.
• 30 millones de pesos, de recursos públicos, es la inversión inicial del proyecto.
• 22 millones de dólares es lo que se está invirtiendo en EU en el tema de la fotosíntesis artificial.
• 2% es la eficiencia de la fotosíntesis en la captación de luz solar.
• 10 a 15% es la eficiencia que se pretende lograr con la fotosíntesis artificial.

La ciencia de imitar a las plantas

La fotosíntesis artificial ya existe, la ciencia se ha desarrollado desde los años 40, la nanotecnología la hace posible.

El problema científico -explica el doctor Héctor Calderón del Cinvestav y coordinador del proyecto-, es que requiere de materiales muy caros y escasos. El proyecto consiste en buscar la forma de hacerlo con materiales abundantes y baratos .

La fotosíntesis biológica es muy eficiente como proceso químico, pero no capta más que una pequeña parte de la luz solar, ¿cómo es posible que la artificial sea más eficiente?

Lo hacemos a través de nanoestructuras que son pedacitos muy pequeños de material, si hablamos de un nanómetro podemos decir que en un milímetro caben 1,000 millones. Esas nanoestructuras proveen muchos centros de reacción, son como pelotitas y cada una tiene al menos un centro de reacción.

Los problemas son la integración de las nanoestructuras, los materiales con que se hacen, cómo hacerlas manejables.

¿Con qué materiales se hace l?a fotosíntesis artificial?

Con materiales caros y escasos, como el platino y el óxido de rutenio. Si tomáramos todo el rutenio que hay en el mundo apenas alcanzaríamos a generar la mitad de la energía que producimos ahora, unos 13.8 terawatts.

¿Cuáles son los mejores ?candidatos para suplir al ?platino y al rutenio?

Semiconductores nanoestructurados, materiales porosos, materiales que proveen electrones en sus orbitales. Es posible que algunos existan en abundancia. Las playas que se ven negras es por un óxido de hierro que se llama pirita y su prima, la calcopirita, es un posible candidato.

¿Eso para producir hidrógeno, pero para utilizar el CO2?

Ahí lo primero es capturarlo del ambiente. Luego hay que hacer la reacción para producir hidrocarburo y normalmente lo que se hace es hacerlo reaccionar con hidrógeno. Actualmente nos cuesta mucho dinero producir hidrógeno, entonces (abaratar la fotosíntesis artificial) sería una solución integral.