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0:00Hoy nos adentramos en el mundo de los átomos, las moléculas y un impacto global en nosotros. Nuestro invitado es alguien cuyo trabajo quizá no siempre llega a los titulares, pero que en silencio impulsa la transición hacia un planeta más limpio y sostenible. ¿Quiénes son los personajes detrás de la ciencia? Esto es Science Behind the Glass, illuminating the human side. En este podcast mostramos el lado humano de los laboratorios y la ciencia. Científicos comparten experiencias personales y discutimos sus significados desde diferentes perspectivas y campos de investigación.

0:31Advertencia, la voz para la traducción al español de este episodio fue generada mediante inteligencia artificial. Bienvenidos a Science Behind the Glass, donde exploramos a las personas detrás de la ciencia que están dando forma a nuestro futuro. y las reacciones químicas que componen nuestro mundo y lo hacen posible. Es un honor recibir al profesor Adam, profesor de química sostenible en la Universidad de Yautong de Shanghái, ASTAR en Singapur y la Universidad Griffith en Australia. A lo largo de su trayectoria académica global, desde Australia hasta el Reino Unido, China y más países, Adam ha liderado investigaciones pioneras en nanomateriales y catálisis. diseñando estructuras diminutas que generan grandes cambios en cómo producimos energía, purificamos el agua, reducimos los residuos y reinventamos la manufactura.

1:25Adam no es solo un científico, es un constructor de puentes entre disciplinas, entre la ciencia y la sostenibilidad, y entre el laboratorio y el mundo en el que vivimos. Adam, es un placer tenerte aquí. Muchas gracias por aceptar la invitación. Cuéntanos cómo empezó tu camino. ¿Por qué decidiste trabajar en química pero también combinarlo con sostenibilidad? ¿Cómo combinaste esas dos cosas?

1:51Y mucha gente piensa pues que la química es aburrida o que se queda mejor dicho para olvidarla en el colegio, pero yo personalmente la amo. Entonces cuéntanos cómo empezó todo. Muchísimas gracias, linda. Es un placer estar aquí. Mira, tengo que decir que yo no empecé interesado en la química. De niño, en el colegio, tuve una educación bastante tradicional y lo que quería era ser bombero porque no me había dado cuenta de que apagan incendios. Yo creía que los encendían, lo cual me parecía genial. Después me di cuenta de que no era así.

2:20Más adelante en el colegio me empezaron a interesar mucho el medio ambiente y el mundo natural, en gran parte gracias a Sir David Attenborough. Era y sigo siendo un gran admirador de David. Tuve la oportunidad de verlo hablar cuando era estudiante, en la Sociedad Zoológica de Londres, básicamente el Zoológico de Londres, en el Reino Unido. Cuando fui a la universidad, estudié ciencias naturales para ampliar mi conocimiento del mundo natural y me di cuenta muy rápido de que era pésimo en matemáticas, así que no podía ser matemático ni físico. Y en biología celular tampoco era muy bueno. Eso me fue llevando, casi sin querer, hacia la química, que al principio en mis primeros años de universidad no me entusiasmaba mucho.

2:59Pero a medida que avancé y aprendí más sobre cosas como la mecánica cúntica, que suena muy complejo pero también muy fascinante, empecé a interesarme mucho más en el uso de la química para transformar el mundo natural. Y así fue como terminé haciendo un doctorado en una rama de la ciencia llamada catalisis, que es una mezcla de física, química y en algunos casos, biología. Al principio estudiaba reacciones químicas bastante simples, difíciles de conectar con el mundo real que nos rodea. Reacciones muy básicas con solo unos pocos elementos. Pero a medida que mi carrera académica fue avanzando, me fui dando cuenta de que la química y la catalisis pueden hacer mucho bien al mundo, tanto para limpiar el medio ambiente como para alejarnos de los combustibles fósiles que nos han generado problemas tan grandes como el cambio climático. Interesante. Has ocupado varios cargos académicos en distintas partes del mundo. Dinos cómo ha influido en tu perspectiva trabajar en entornos culturales y científicos tan diversos, frente a los retos globales de sostenibilidad que enfrentamos hoy. Sin duda, moverse por el mundo, tanto en lo académico como en lo cotidiano, y también en redes, congresos y visitas a otros investigadores, te hace darte cuenta de que muchos de los problemas en los que te enfocas en tu propio país no se traducen directamente a los problemas reales de otras partes. Yo empecé en el Reino Unido, donde trabajé unos 25 años como académico. Cuando me mudé a Australia, que fue en 2018, mi imagen mental de ese país era la de un desierto enorme con un par de pequeños centros urbanos, Sydney y Melbourne. No sabía. que allí se encuentran las selvas tropicales más antiguas del mundo. No

4:30sabía qué lugares como Queensland, donde vivo ahora, tienen una agricultura enorme y exportan alimentos al mundo entero. Cuando llegas a otro país, entiendes que los recursos disponibles y los tipos de problemas, como la contaminación, varían mucho. Aquí en Australia y en Queensland tenemos la gran barrera de coral. Entonces, temas como los microplásticos y su distribución en los océanos son tremendamente importantes, aunque solo sea desde el punto de vista económico, porque la gran barrera de coral es un atractivo turístico enorme que genera muchísimo dinero para las economías locales. Así que entender los retos y los recursos locales es fundamental, y eso incluye, por supuesto, en lugares como Australia, Canadá o Sudamérica.

5:07Cuando llegué a Australia, hice una caminata de varios días en el territorio del norte y me di cuenta de que había un problema real con las plantas invasoras, como el pasto buffel. Ese pasto compite con la vegetación nativa. Sin embargo, el pasto buffel puede ser una fuente de carbono renovable. En lugar de usar combustibles fósiles para fabricar plásticos y productos químicos, podríamos usar moléculas extraídas de ese pasto. Pero para conocer dónde crecen esas plantas, sus ciclos de vida, su uso del agua, hay que hablar con las comunidades indígenas. Ellos conocen todo eso. Ese saber local es tan importante como los recursos moleculares disponibles. Entonces, sí, viajar por el mundo y aprender sobre los distintos problemas que generalmente tienen que ver con la… geografía o el clima local es algo que abre los ojos. ¿Y ese pasto que mencionas es una planta introducida? Sí, cuando llegaron los colonos británicos o invasores, según el término que se prefiera, no quiero entrar en política en el podcast, pero lo cierto es que los británicos trajeron vacas, querían criar ganado. Y para eso trajeron, entre otras cosas, el pasto bufel que era excelente para las vacas, pero desafortunadamente compite de manera muy eficaz con todas las plantas nativas que llevan cientos de miles o incluso millones de años en Australia. Aunque el pasto bufel todavía se cultiva en algunos estados como Nueva Gales del Sur, en territorios como el territorio del norte se lo considera una plaga, una maleza que hay que erradicar. Y eso es un problema que no es solo de Australia en general, sino específico de ciertos territorios dentro de Australia. Son problemas

6:39muy localizados o potenciales oportunidades si uno ve el pasto buffel como una fuente de biomasa. Contiene lignina celulosa y hemicelulosa como todas las plantas, aunque en proporciones distintas, y esos biopolimeros son materias primas químicas muy valiosas para reemplazar los polimeros sintéticos que hoy fabricamos, como el nailón, a partir de combustibles fósiles. Entonces, en estas situaciones en las que uno encuentra un problema local, casi siempre también hay una oportunidad, mejorar el medio ambiente y generar ingresos para las comunidades locales. Muy interesante, porque yo tuve la oportunidad de trabajar un poco con el gobierno de Queensland y ellos tienen muchos problemas con ese pasto, porque también genera incendios o promueve esos incendios y quitarlo es muy costoso. Pero pues si se pudiera convertir en ese proceso de remover el paso en una fuente de energía sería maravilloso. Y eso nos lleva a otra pregunta relacionada con la valorización de residuos, es decir, transformar lo que consideramos basura en algo útil. ¿Cómo funcionan esos proyectos para ti? ¿Cómo pueden cambiar vidas? ¿Tienes algún ejemplo que te haya hecho pensar, wow, esto es increíble, este residuo realmente puede cambiar vidas? Hay varios ejemplos. Primero quiero decir que lo que uno llama basura puede ser materia prima valiosa para otro. Es importante tenerlo en cuenta, porque durante mucho tiempo cosas como los residuos agrícolas en Queensland y hay enormes cantidades de bagazo de caña de azúcar que se produce como subproducto de la fabricación

8:11de azúcar simplemente se quemaban, y eso sigue pasando en muchas partes del mundo. en india por ejemplo quemar la paja del arroz después de la cosecha es un problema enorme de contaminación el residuo se veía como un problema y la manera de deshacerse de él era simplemente quemarlo generando dióxido de carbono que es un problema grave para el cambio climático O, como tú sugerías, transformarlo en una fuente de energía. Hay un proceso químico llamado pirólisis, en el que se calienta el material agrícola residual en ausencia de oxígeno, no en aire, de modo que no se combustiona, sino que se transforma en un combustible líquido. Ahora bien, la cantidad de combustible líquido que se obtiene es relativamente baja y el proceso consume bastante energía. Así que lo primero es definir con claridad que es realmente un residuo. En química, cuando hablamos de residuos, normalmente nos referimos a materiales en los que hay que romper enlaces químicos antes de poder reconfigurarlos para hacer algo útil.

9:07Algunos residuos pueden tener un valor más alto. En los residuos agrícolas, por ejemplo, tenemos la lignina, que es un polifenólico, es decir, una molécula similar al benzeno, un aromático. Esa lignina es, en realidad, un producto químico muy valioso que puede transformarse en medicamentos y fármacos. Si puedes convertirla en esos productos de alto valor, eso es lo que llamaríamos valorización, transformar algo en un producto de mayor valor. Con otros tipos de residuos puedes hacer materiales de construcción o combustibles, que son productos de menor valor, pero igual mucho mejores que quemarlos. En cuanto a los sistemas de residuos con los que he trabajado, principalmente ha sido en el área de la biomasa, residuos forestales, hojas y ramas caídas que hay que recoger, especialmente en climas chálidos como el de Australia, donde en este momento hay incendios forestales activos en el estado de Victoria. Retirar ese material forestal muerto y darle un uso útil tiene una doble ventaja. Proteges a las personas, a los animales y el entorno natural y potencialmente obtienes un producto valioso. Y hay un ejemplo de valor social que me parece realmente significativo.

10:07Hace unos años trabajé con la Royal Society del Reino Unido en un proyecto de valorización de recibos en África enfocado en Tanzania y Ghana. Trabajé con universidades locales, analizando los subproductos del aceite de ricino y del aceite de neem, que son cultivos que se producen en toda África y en los trópicos. Los aceites en sí no son venenosos y pueden ser usados por las personas, pero generan residuos tóxicos. El ácido ricinoleico, un precursor de la ricina, una sustancia extremadamente tóxica, si alguien ha visto Breaking Bad, quizás recuerda la escena del cigarrillo con la cápsula de ricina, es uno de esos residuos.

10:42Cuando se procesan estos aceites para consumo, hay que tener mucho cuidado, porque se genera bastante agua residual contaminada con moléculas como ese ácido. Entonces, trabajando con las comunidades locales como lo hicimos con mis colegas, se pueden encontrar maneras de transformar esas moléculas en, por ejemplo, una forma biológica de nairón o de poliéster. Esos materiales se usan en textiles. Probablemente la camisa que llevo puesta tiene un 90 % de poliéster. Y los poliésteres son plásticos muy versátiles con múltiples aplicaciones. Así tienes la opción de limpiar el agua residual que sale de una fábrica, convertir esas moléculas en biodiesel para mover un tractor o abastecer a una comunidad local, sin tener que comprar diésel importado caro y potencialmente generar otro flujo de ingresos si esos componentes del residuo pueden venderse.

11:28Fue un proyecto realmente fascinante, ver las materias primas en el campo, en las granjas, muchas veces creciendo a la orilla de las calles, entender cómo se procesan las semillas para extraer los componentes valiosos no tóxicos, y luego ver cómo los componentes tóxicos que normalmente se vierten en los ríos pueden ser aprovechados. Y al final, tener en la mano un pequeño vaso con un valioso producto químico. Fue un caso muy satisfactorio de valorización de residuos en un contexto comunitario. Vaya, esto realmente le da una perspectiva nueva e interesante a lo que llamamos residuos o desechos. Entiendo que en parte de este proceso se usa algo llamado catálisis. ¿Puedes explicarnos un poco qué es la catálisis y por qué es importante para las iniciativas de descarbonización, la eficiencia energética y el sector químico? ¿Crees que esta tecnología está subrepresentada en el debate sobre cambio climático? Por supuesto. En esencia, catalizador es un término que usamos también en la vida cotidiana y que los políticos utilizan todo el tiempo. Estamos catalizando el cambio, etc. Un catalizador es simplemente algo que acelera un proceso. En nuestro caso, generalmente hablamos de una reacción química. Cuando digo reacción química, probablemente te imaginas una gran refinería, un enorme reactor de acero lleno de tuberías, pero en realidad tu cuerpo está lleno de catalizadores.

12:43Tienes billones de ellos, llamados enzimas, trabajando dentro de tus células y de tu cuerpo cada segundo del día. Un catalizador es simplemente algo que acelera una reacción química, idealmente sin consumirse. Los catalizadores son completamente sostenibles. Al final de un proceso químico, recuperas el mismo catalizador. Ese es el ideal. Por supuesto, en la naturaleza como en el mundo sintético, nada dura para siempre. Las plantas fotosintetizan y eso es un proceso catalítico que ocurre todos los días. Y todos los días los paquetes de clorofila que capturan la energía lumínica se descomponen y la planta tiene que regenerarlos. Entonces la catalisis no dura eternamente.

13:21Lo que sí hace es darnos la posibilidad de dirigir reacciones químicas, tomar la molécula A y convertirla selectivamente en una molécula valiosa B y no en C. Puede controlar el camino de una reacción química. Y también puede aumentar la velocidad de esas reacciones, a veces hasta millones de veces. Por ejemplo, el hidrógeno y el oxígeno son dos gases. Tendemos a pensar en ellos como algo explosivo cuando están juntos. Recordemos el Lindenbull, esos gigantescos dirigibles. Pero en realidad, hidrógeno y oxígeno mezclados son básicamente estables durante una eternidad si no hay una fuente de ignición, un catalizador que los haga reaccionar. Así que los catalizadores son esenciales en toda la fabricación química actual. De hecho, el 35 % del Producto Interno Bruto Global es resultado de un proceso catalítico creado por el ser humano. Piensa en el petróleo, la gasolina, el queroseno para aviones y los combustibles de aviación. Piensa en la ropa que llevas puesta. Piensa en el plástico de mi reloj.

14:19Cada plástico, pegamento, adhesivo y solvente viene de una refinería petroquímica impulsada por un proceso catalítico. El 95 % de todos los bienes de consumo que compramos, desde el champú hasta el desodorante, son resultado de un proceso catalítico. Ahora bien, cuando hablamos del debate sobre el clima, el foco y con razón, suele estar en la contaminación, entender cuál es el problema, dónde está y qué magnitud tiene. Entonces, gran parte de la investigación en descarbonización se ha centrado en estudios ecológicos o geográficos que han analizado donde han cambiado la temperatura, el pH o el dióxido de carbono. Se está identificando el problema. Y ese es el primer paso crucial.

14:58Si no sabes cuál es el problema, cómo lo resuelves o cómo convences a un gobierno de que legisle al respecto. Pero saber que existe un problema y poder resolverlo son dos cosas muy distintas. La catalisis te ofrece la posibilidad de resolver esos problemas. En el caso de la descarbonización, los catalizadores pueden capturar dióxido de carbono de la atmósfera y transformarlo en metano, que puede quemarse como gas natural, también en metanol, un solvente valioso, o en etileno, una pequeña molécula de dos carbonos que es el bloque de construcción del pol. Etileno es decir, bolsas plásticas y tubos de plástico duro. Además, los catalizadores permiten realizar reacciones a menor temperatura, lo cual es fundamental.

15:38Cada grado Celsius que bajas en una planta de fabricación química reduce la energía que necesitas de una central eléctrica para calentar tu proceso. Si puedes hacer reacciones más rápido, puedes hacerlas a menor temperatura. Y eso significa menos emisiones de dióxido de carbono. Así que los catalizadores tienen un impacto directo en el cambio climático. Y este teléfono que tengo aquí está haciendo catalisis ahora mismo mientras hablamos, solo que no lo llamamos catalizador, sino batería. Pero eso es una reacción electroquímica, electrocatalítica. Una respuesta muy larga, lo sé, pero el tema es complejo. Difícil. Y si pensamos en los nanomateriales, es como si imagináramos pequeñitas estructuras de Lego que se pueden personalizar a escala nanométrica, diseñadas para ayudar a que las moléculas se rompan o se unan de manera más rápida, con menos energía.

16:28Eso es básicamente lo que explicabas, ¿verdad? Un catalizador. Es un resumen perfecto y una analogía excelente, porque cuando construimos catalizadores o moléculas, muchas veces tomamos bloques de construcción, igual que el Lego y el truco está en ensamblar las piezas correctas en el orden correcto para obtener la estructura más compleja que buscamos. El Lego es una analogía maravillosa. Muy bien, y ya que mencionaste antes un ejemplo relacionado con cambio climático, ¿puedes darnos un ejemplo concreto de reducción de contaminación o limpieza ambiental usando catalizadores? Caro, me enfocaré en otro enfoque que está usando catalizadores y que está llegando a una etapa casi comercial, el reciclaje de plásticos.

17:08El plástico es uno de los inventos más valiosos de la humanidad, una clase entera de inventos. Es ubicuo, increíblemente flexible, puedes cambiar sus propiedades térmicas y mecánicas, se usa dentro del cuerpo humano. De hecho, yo tengo plástico adentro. Hace unos años me operaron del corazón y tengo pequeños fragmentos de teflón integrados en mí para anclar válvulas. Los plásticos se usan en stents para personas que se operan del corazón y en prótesis de cadera. Son increíblemente versátiles, no solo para bolsas de supermercado o frascos de champú. Uno de los problemas, y precisamente una de las razones por las que son tan útiles, es que, en general, son muy inertes químicamente, lo que significa que, cuando se desechan en el medio ambiente, a las temperaturas pejaj y condiciones de humedad habituales, no se descomponen rápidamente. Pueden fragmentarse mecánicamente y eso da lugar a los microplásticos, esas partículas plásticas diminutas que se dispersan fácilmente en el suelo, el agua y en los hechos acuáticos. Y parte de la razón por la que terminan en esos ecosistemas es que no existe una buena forma de reciclar la mayoría de los plásticos.

18:14Imagínate una botella de agua que normalmente está hecha de un material llamado PET, terestalato de polietileno. Ese plástico es uno de los pocos que puede reciclarse mecánicamente con relativa facilidad. El Servicio de Recolección de Residuos de tu ciudad recoge las botellas, las lleva a una fábrica, las tritura, las funde y las deforma como una nueva botella de PT. Sin embargo, eso representa apenas el 10 % del uso total de plástico.

18:42Y ese proceso de reciclaje mecánico solo puede repetirse unas nueve o diez veces antes de que los enlaces químicos entre las cadenas poliméricas cambien tanto que haya que incinerar el plástico o mandarlo al relleno sanitario, que es como termina en los océanos. Hay mucha investigación nueva en marcha. Yo tengo colaboraciones en India trabajando en esto ahora mismo, usando catalizadores para reciclar plásticos químicamente. ¿Qué significa eso? Tomar una cadena plástica, una molécula larga, y romperla en sus unidades constitutivas, los bloques de construcción a partir de los cuales se formó originalmente. Eso, en teoría, puede hacerse un número infinito de veces, porque en cada caso estás devolviendo la estructura compleja del plástico a su bloque más básico, que siempre es químicamente estable. El reto está en hacerlo de manera eficiente y a gran escala, hablando de cientos de millones de toneladas. Ha habido avances muy importantes en todo el mundo en este sentido. Uno de los problemas con los residuos plásticos es que cuando compras una botella en una tienda, no estás comprando plástico puro.

19:42Los materiales contienen varios aditivos, como un colorante, por ejemplo, azul o amarillo. Ese color suele provenir de un colorante orgánico que puede envenenar el catalizador que necesitas para reciclar el plástico. También puede haber un plastificante para que el plástico sea más flexible. Todos esos aditivos dificultan el diseño de sistemas catalíticos capaces de regenerar materiales reciclados. Sabemos que el residuo plástico es un problema enorme, así que, al menos, ya cumplimos con una parte importante e identificarlo.

20:11Ahora necesitamos mejores formas de clasificar los plásticos, porque el ojo humano no puede distinguir entre PET, polietileno y cloruro de polivinilo. El aprendizaje automático y la inteligencia artificial sí nos dan formas de hacer esa clasificación rápidamente. Imagínate una banda transportadora con residuos plásticos mezclados, en la que cada componente se desvía hacia un tipo de catalizador u otro según su composición química. Creo que en los próximos 10 años vamos a ver muchos de estos procesos comercializarse siempre y cuando podamos establecer la infraestructura necesaria.

20:44Y esa infraestructura no es el desafío químico, sino el de la recolección. En Australia hemos tenido problemas con la recolección de plásticos blandos. Empresas que recogen cientos de miles de toneladas, las almacenan en bodegas mientras el mundo cree que se están reciclando, y en realidad están apiladas sin que nadie las toque. Así que creo que vamos a depender mucho de las políticas gubernamentales y la legislación. Tu frasco de champú probablemente ya tiene porcentajes, tal vez 5 % reciclado, 10%. Es un comienzo, pero esos porcentajes no nos alejan del hecho de que seguimos usando enormes cantidades de combustibles fósiles virgen para fabricar el plástico virgen que luego reciclamos, y es probable que el volumen global de uso de plástico no alcance su pico hasta al menos 2050. Sí, es muy complejo, y hoy hay un gran énfasis en algo que llamamos soluciones basadas en la naturaleza. Trabajo, ¿te inspiras en la naturaleza? ¿Existen catalizadores o estructuras naturales que apoyen tus esfuerzos en eficiencia energética o limpieza ambiental? Totalmente.

21:46Esta respuesta será bastante corta. Ya mencioné las enzimas, los catalizadores del cuerpo humano. La naturaleza ha hecho un trabajo extraordinario a lo largo de mil millones de años de evolución para crear esas pequeñas fábricas químicas microscópicas que existen dentro de nuestras células. Y las células humanas no solo tienen esas fábricas, sino que logran que distintas fábricas se comuniquen entre sí. que transporten moléculas a lugares específicos dentro de los organulos celulares, hacia las enzimas correctas, que hagan una reacción química, que tomen el producto de esa primera reacción y lo pasen a la siguiente fábrica, y así sucesivamente. A eso, en la naturaleza se le llama canalización de sustratos. Empiezas con una molécula y la mueves por un camino muy bien definido dentro de la célula hasta llegar al producto final. Mi investigación a FICOS lo hago muy similar. Tomamos múltiples catalizadores, en nuestro caso los sintetizamos a partir de sus ingredientes químicos básicos y los conectamos en estructuras porosas. Tenemos un catalizador ubicado en un lugar, otro en otro, y los conectamos mediante canales, poros o agujeros que permiten que las moléculas se muevan selectivamente entre estos distintos catalizadores. Eso nos permite controlar la secuencia de una reacción química.

22:57Fabricamos solo lo que queremos, minimizando la producción de residuos, y podemos realizar las reacciones muy rápidamente y a baja temperatura. Hemos usado esto para producir precursores de edulcorantes artificiales, como el aspartame, que seguramente has visto en productos como NutraSweet, y también plaguicidas. Debería haberlo mencionado antes, pero el ejemplo más importante de catálisis humana en el mundo es la producción de amoníaco. Aproximadamente 5.000 millones de personas en el planeta están vivas hoy, única y exclusivamente gracias a la producción industrial química de amoníaco, precursor de los fertilizantes sintéticos.

23:31Sin esos fertilizantes, no podríamos cultivar suficientes alimentos para sostener una población superior a unos 3.000 millones de personas. Así que muchos de nosotros les debemos la vida directamente a este proceso, desarrollado por Abel y Bosch, dos científicos alemanes, hace más de 100 años. A menudo se cita como uno de los mayores avances de la civilización. No es solo química interesante, permite que las personas… Sí, es asombroso y nos lleva a la siguiente pregunta.

23:58¿Cómo está ayudando la química sostenible en temas de igualdad, seguridad alimentaria, seguridad hídrica y comunidades con menos acceso a recursos? ¿Cómo podemos transformar toda esta química sostenible en formas simples que le permitan a la gente tener acceso a una mejor calidad de vida? Totalmente, esa idea, la de que la ciencia, los descubrimientos y la ingeniería deben contribuir a mejorar la sociedad, está encapsulada en lo que se conocen como los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas. Son 17 objetivos establecidos por un gran comité de personas de muchos países, con la esperanza de alcanzarlos para 2030, que queda a solo cuatro años. No estamos muy cerca.

24:40Pero entre esos 17 objetivos están, por ejemplo, la idea de que todos en el mundo deben tener acceso a energía asequible, a una alimentación suficiente y nutritiva y a agua limpia, y la química sostenible es, en realidad, fundamental para los tres. Empiezo con el agua limpia. Los catalizadores desempeñan un doble papel. Por un lado, ya hablé del trabajo en Frica, tratando de limpiar los efluentes de procesos agrícolas en los que se vierten sustancias muy tóxicas en el agua. Por otro lado, existen catalizadores que pueden capturar luz solar y usarla para producir agentes oxidantes muy potentes, algo parecido al cloro, pero generados directamente durante la reacción. Así que puedes tomar la luz del sol, usar su energía para producir radicales peroxidos que pueden descomponer cualquier sustancia tóxica en el agua. Esa fotocatálisis se usa para limpiar aguas residuales en distintas partes del mundo, especialmente en lugares como India, donde hay grandes cantidades de colorantes orgánicos que se descargan de fábricas textiles a los ríos y pueden contaminar el agua potable. O algo en lo que no solemos pensar, ¿qué pasa cuando tomas tu dosis de paracetamol, acetaminofén y tomas un poco de más? No te llamamos para hacerte daño, pero sí más de lo que tu cuerpo. Lo que pasa es que se excreta en el inodoro, en el sistema de alcantarillado y termina en los ríos, donde los peces lo consumen aunque no fue diseñado para ellos, lo que provoca mutaciones en el ecosistema acuático. A eso se le llama xenobióticos. Los antibióticos que tomamos también pueden hacer daño a los peces aunque no nos lo hagan a nosotros.

26:10Entonces, los fotocatalizadores, hechos de materiales semiconductores, pueden reaccionar con el agua que los rodea y se usan para limpiar sistemas de aguas residuales contaminadas. Es una tecnología muy barata, sin partes móviles, sin entrada de energía por calentamiento o combustión. Literalmente, solo luz solar, una botella de plástico y un pequeño polvo blanco. Normalmente se usa dióxido de titanio, un pigmento no tóxico que está en todas las pinturas que nos rodean. La pared detrás de mí tiene mucho titanio. Es un fotocatalizador muy bueno y muy barato, que puede desplegarse a gran escala en países en desarrollo. Y también está la producción de plaguicidas. Las termitas son un problema enorme en Australia y en África, tanto por el daño que hacen como por los recursos que destruyen, incluidos los cultivos. Una de las moléculas en las que mi grupo ha trabajado es la producción de cinamaldehido y afines. Esas moléculas que contienen un enlace carbono -oxígeno son en realidad muy efectivas como repelentes de termitas. Entonces, ya sea para la producción de alimentos, la gestión de residuos o el acceso al agua limpia, los catalizadores van a ser fundamentales para alcanzar los objetivos de desarrollo sostenible de las Naciones Unidas. Muchos de tus proyectos implican también desarrollar materiales que puedan limpiar la contaminación. ¿Podrías contarnos de un momento en el que viste el impacto directo de este trabajo? Los proyectos en África han sido, sin duda, los más directos en ese sentido.

27:38Sin embargo, en el contexto más amplio de la química sostenible y la catalisis, uno de los proyectos en los que trabajé hace un tiempo con una gran empresa médica fue intentar desarrollar apósitos antimicrobianos. La resistencia a los antibióticos es un problema enorme a nivel global. Causa millones de muertes al año, especialmente por infecciones adquiridas en hospitales. Alguien ingresa al hospital por una enfermedad y contrae algo como MRSA, Staphylococcus aureus resistente a la meticilina, y termina muriendo de la infección que adquirió en el hospital. Tratar esas cepas bacterianas resistentes es un problema enorme.

28:13El descubrimiento de nuevos antibióticos es lento y lleva mucho tiempo. Sin embargo, hay muchos materiales, como la plata y el cobre, que se han usado durante miles de años. Los romanos usaban copas de plata o de cobre muy costosas. ¿Por qué? Porque se dieron cuenta de que cuando tenían algo hecho de plata o cobre, los microbios no crecían. Conservaba el vino fresco durante mucho tiempo. Entonces he trabajado bastante en desarrollar materiales que puedan controlar la velocidad de liberación de iones de plata y cobre en apósitos para heridas. El trabajo que hacía, principalmente en el Reino Unido, se enfocaba en pacientes con quemaduras. En los hospitales, si alguien ingresa por una quemadura, normalmente lleva un apósito sobre la herida que está en contacto con una piel muy delicada y quitarlo es increíblemente doloroso. Entonces los hospitales buscan apósitos que mantengan la herida limpia, libre de bacterias y que no tengan que cambiarse con frecuencia. Yo estaba trabajando en diseñar compuestos a nanoescala, pequeños materiales porosos, piénsalos como esponjas diminutas que contienen plata en forma de carbonato de plata. Y cuando entran en contacto con el tejido humano y el fluido que se libera de las heridas, liberan muy lentamente una cantidad controlada de plata que mantiene la herida limpia y libre de bacterias, sin liberar demasiada, porque si te expones a demasiada plata, la piel se vuelve azul, lo cual es un efecto secundario que nadie quiere. Fue muy emocionante trabajar tanto con los fabricantes médicos de esos apósitos como con quienes se ocupaban de la formulación.

29:37Nosotros hacíamos las materias primas en el laboratorio, que luego tenían que incorporarse en distintos formatos poliméricos. Eso suena fantástico. Y si pudieras rediseñar un producto global, por ejemplo, un teléfono, un carro, un frasco de champú. Desde la perspectiva de la economía circular y la química circular, ¿cuál elegirías? ¿Cómo rediseñarías el ciclo de vida de ese producto?

30:20Hay muchos problemas que ya mucha gente está trabajando. Los plásticos son increíblemente importantes para esa circularidad. Pero hay un área en la que empecé a investigar recientemente y sobre la que publiqué un artículo hace poco, que me parece un problema nuevo que estamos creando justo cuando intentamos resolver otro. ¿De qué hablo? De la energía renovable. Todos sabemos que quemar combustibles fósiles es malo. Muy bien, ¿qué tal si pongo un panel solar en mi techo? Capturo la luz solar y la convierto en electricidad para mi aire acondicionado, indispensable en Australia. pero no tanto en el Reino Unido.

30:51¿No es genial? Bueno, sí, es genial que no estés quemando combustibles fósiles, pero ¿qué son exactamente esas celdas solares? Se llaman celdas fotovoltaicas, convierten directamente la luz solar en electricidad, y están construidas principalmente a partir de silicio cristalino de alta pureza. El problema es que tienen una vida útil limitada. Con las tecnologías actuales, después de 10 años hay que deshacerse de ellos, y extraer ese silicio y encontrarle algún valor es extremadamente difícil.

31:18Para el 2030 se estima que solo China generará un millón y medio de toneladas de residuos de paneles solares de silicio al año. Es una cantidad enorme. No tenemos buenas soluciones para recuperarlos. Puedes triturarlos mecánicamente y mandarlos al relleno sanitario, pero eso no es recuperación. Es solo disposición. Hay tratamientos químicos para extraer componentes metálicos, como los cables de cobre o de oro que conducen la electricidad, pero esos métodos suelen emplear solventes tóxicos.

31:46Así que el reciclaje químico tampoco es muy eficiente. Entonces he estado trabajando recientemente con un grupo en China en el calentamiento muy rápido de estas unidades trituradas en presencia de carbono. El carbono es bastante abundante, está en todo nuestro alrededor. Si calientas muy, muy rápido estas unidades trituradas, el silicio reacciona de manera muy rápida y selectiva con el carbono para producir algo bastante simple llamado carburo de silicio. El carburo de silicio es en sí mismo un material muy útil y valioso.

32:17Se usa en engranajes mecánicos. Es extremadamente resistente. Si compras herramientas en una ferretería, muchas veces tienen carburo de silicio. También se usa como electrodo en baterías. Así que aunque este no es un ejemplo clásico de economía circular, sí es una oportunidad de tomar lo que ahora es un enorme flujo de residuos, resultado de tratar de hacer algo bueno con la energía renovable y usarlo como fuente de electrodos para baterías de iones de litio. Y el uso de baterías también está creciendo de manera exponencial. Si podemos encontrar maneras baratas de tomar ese material residual y convertirlo en carburo de silicio de muy alta pureza, más del 98%, y hacerlo con muy poca energía, usando una técnica llamada calentamiento flash doble, donde básicamente se pasa una corriente eléctrica durante un milisegundo por la mezcla de silicio y carbono y se obtiene carburo de silicio de alta pureza de forma instantánea.

33:11Es un pico de temperatura que sube a 2000 grados Celsius en un milisegundo, vuelve a bajar y voilà, tienes un trozo puro de carburo de silicio, muy eficaz, muy rápido, muy poca energía y escalable. Al final de la vida de la batería hay mucha tecnología para separar los componentes metálicos del carburo de silicio. Así que, aunque quizás no regeneres un panel solar un número infinito de veces, puede que lo conviertas en una batería que sí pueda regenerarse muchas veces sin tener que extraer nuevos metales del subsuelo. Y eso es especialmente importante en las baterías donde usamos metales escasos. Uno de los conceptos clave de la sostenibilidad es minimizar el uso de recursos naturales, lo que muchas veces significa trabajar con materiales abundantes como el aluminio, el silicio o el circoño, y no con materiales como el cobalto o el litio, para los cuales puede que tengamos que ir muy profundo, bajo la corteza o incluso al fondo del océano, lo que podría causar daños que ni siquiera podemos imaginar. Las tecnologías baratas gustan a las empresas y a los gobiernos.

34:09Las tecnologías caras, aunque funcionen, a nadie le gustan. Muy cierto. Eso nos lleva a la siguiente pregunta. Porque todas estas tecnologías son muy prometedoras, pero también tienen sus limitaciones. Por ejemplo, en el uso médico hay legislación y controles de seguridad para pacientes antes de que algo pueda implementarse y aprobarse. Entonces, ¿dónde encuentras la esperanza en que tus proyectos van a tener impacto de cara al futuro? ¿Cómo crees que podemos afrontar el futuro como científicos y en particular? Los jóvenes que vienen después. Mi respuesta probablemente te va a sorprender, y me sorprende tanto a mí como a ti. Normalmente, los académicos somos muy buenos para decir que nuestra investigación y nuestras ideas son las mejores y que podemos resolver todos los problemas del mundo. Pero yo voy a señalar el polo opuesto de la academia para encontrar la esperanza, las ciencias sociales.

35:01Y la razón es bastante simple, el dinero. Uno de los grandes desafíos es lograr un acuerdo global para resolver cualquier problema. Con el cambio climático, el gran problema es que todavía no tenemos un acuerdo global entre países emergentes y desarrollar la esperanza. Porque los países desarrollados no quieren asumir costos adicionales y los países emergentes quieren que quienes ya se beneficiaron de los recursos subsidien a quienes no han tenido esas oportunidades. Así que creo que desarrollar marcos económicos para las tecnologías de energía renovable va a ser fundamental. Porque ya sabemos que podemos fabricar paneles solares, turbinas eólicas y máquinas de olas capaces de satisfacer la gran mayoría de las necesidades eléctricas del planeta. Eso podría hacerse mañana si hubiera voluntad política global. Y no la hay porque es caro. Y sí, hay grupos de interés del sector de los combustibles fósiles que hacen mucho lobby ante los gobiernos para frenar el cambio. Pero logran ser exitosos en ese lobby porque nuestras tecnologías alternativas todavía no son baratas. ¿Por qué no son baratas?

35:59Porque yo como químico o físico no tengo la capacidad de construir un caso de negocio que convenza al gobierno australiano. Ese es un vacío crucial entre los problemas reales de investigación y la interdisciplinariedad efectiva. No se trata solo de un químico hablando con un físico. Se trata de un químico hablando con un economista y sentarse juntos a hacer evaluaciones de ciclo de vida. ¿Cuál es el impacto real en términos de consumo de energía, huella de dióxido de carbono? ¿De dónde viene la energía? ¿De dónde vienen los recursos? Y hacer también un análisis tecnoeconómico.

36:29¿Cómo escalan los costos? ¿Cuál es el componente más caro? Todo eso es crucial para construir un caso de negocio que convenza a los gobiernos de cambiar subsidios o de establecer umbrales en el porcentaje de plásticos renovables en cada prenda de ropa nueva. Así que, sorprendentemente, sí, los descubrimientos científicos son cruciales, y la nueva generación está dando pasos asombrosos en ello. Hoy tienen prácticamente al alcance de la mano toda la información del mundo a través de Internet, y con el aprendizaje automático y cosas como el chat GPT, con todos sus problemas de alucinaciones, sigue habiendo la capacidad de acceder a información e identificar soluciones en un tiempo que nunca antes había existido en este planeta. Así que creo que la próxima generación va a poder hacer descubrimientos muy rápidamente, en parte gracias al aprendizaje automático para identificar rápidamente condiciones químicas y materiales catalizadores que puedan probarse en el laboratorio en tiempos mil veces más cortos que los normales. Lo mismo quizás, para los fármacos, en lugar de tener que hacer ensayos y errores con miles de combinaciones de moléculas, una computadora nos dirá muy rápido cuáles son factibles.

37:37Pero también creo que la generación más joven, con suerte, está expuesta a menos fronteras rigidas en la educación que las que yo tuve. A mí me enseñaron de manera formal en el colegio química en una clase, física en otra, biología aquí. Incluso en la universidad donde estudié ciencias naturales en Cambridge, me forzaban cada año a elegir entre química, biología u otra cosa. Esa separación del conocimiento ha cambiado mucho. La mayoría de los colegios ahora no enseñan las ciencias por separado, sino como un conjunto.

38:05Y esa capacidad de hablar distintos idiomas, metafóricamente, es fundamental. Yo interactúo mucho con ingenieros químicos y he tenido que aprender mucho del lenguaje de la ingeniería. Y esas habilidades que los jóvenes científicos e ingenieros están adquiriendo ahora serán invaluables para resolver estos grandes retos globales que ningún químico solo ni ningún físico solo puede resolver. Así que tengo esperanza de que haya una comunicación real entre científicos de las ciencias físicas y de las ciencias de la vida, ingenieros y científicos sociales, personas que en realidad van a influir en las políticas que se les presentan a los políticos. No seremos nosotros. No será un químico quien redacte una política de gobierno. Lo más probable es que sea un científico social o un economista quien la redacte. Que esa comunicación exista nos permitirá construir buenos casos de negocio y proponer tecnologías implementables, no solo ideas fantásticas en el papel, sino algo que pueda ponerse en práctica en el mundo real. Sí, es completamente cierto.

39:01Y algo que es importante, ahora que mencionas trabajar con otros campos como la economía, es no solo evaluar si algo es factible, sino pensar en el futuro. no solo en el inmediato, sino en cuánto va a costar manejar todos esos residuos, por ejemplo los residuos electrónicos, pensando en cómo podemos diseñar un producto para que al final de su ciclo de vida podamos recuperar todo y hacer los números sobre cuánto costará limpiar el problema que creamos, por ejemplo con los paneles solares, que si no se reciclan bien simplemente se van a convertir en basura.

39:36Y para finalizar, quiero saber cuáles son los retos que enfrentas en tu trabajo de laboratorio y cuál sería un mensaje que le darías al público. El mensaje que daré ahora ha cambiado enormemente. Hace cinco años, probablemente habría dado una respuesta más científica, quizás más técnica, pero el mundo ha cambiado mucho en la última década, por razones y personas que podríamos nombrar, pero no voy a hacerlo. Es un mensaje muy malo. La realidad es que las universidades y las instituciones de investigación gubernamentales son la base de conocimiento de la civilización.

40:07Son responsables de casi todos los avances tecnológicos que han beneficiado a la sociedad moderna. Red de Internet hasta la producción sintética de insulina, que salva vidas de pacientes diabéticos en todo el mundo cada día. Desde el diseño y el lanzamiento al espacio de satélites meteorológicos, que ahora nos permiten predecir con bastante anticipación eventos climáticos extremos y salvar millones de vidas cada año, hasta las terapias contra el chancel. Probablemente todos nosotros, a lo largo de nuestra vida, tengamos alguna experiencia directa con enfermedades cardíacas o con el chancel, y es prácticamente seguro de que todos conoceremos a algún familiar cercano que lo padezca. Esas terapias vienen directamente de las universidades.

40:48Hablamos mucho de las corporaciones privadas. Son invaluables y las alianzas público -privadas son muy importantes, pero la gran mayoría de los descubrimientos privados se basan en investigadores formados en universidades o en ideas generadas por ellas. Lo vimos recientemente con las vacunas contra el COVID. Pero si volvemos a la investigación original, ¿dónde se realizó? ¿Quién la financió? En general, fue el NIH en Estados Unidos, investigación financiada por el gobierno, que luego las empresas privadas tomaron y convirtieron en una vacuna de primera clase a nivel mundial. Muy bien, me alegra que lo hicieran. Pero seguimos teniendo que reconocer que la investigación financiada por el gobierno es fundamental. ¿Por qué lo digo?

41:28Porque, a pesar de que sostiene nuestra forma de vida, la investigación financiada por los gobiernos en todo el mundo sigue siendo terriblemente desfinanciada. Y el papel de los expertos en la sociedad muchas veces es socavado por políticos o figuras públicas que dicen, no les hagan caso a los expertos. Es un mensaje terrible a la sociedad. Lo que diría es que el mayor reto real es garantizar que todos los países cuenten con un sistema educativo de alta calidad, desde el preescolar hasta la educación terciaría y la universidad. ¿Por qué?

42:00Porque le da a la sociedad y al público las herramientas para entender qué es verdad y qué es desinformación. Intentar explicar ideas científicas complejas y su importancia a personas que nunca tuvieron la oportunidad de entender la ciencia básica no va a funcionar y no es culpa de esas personas. Se les negó una educación de calidad, entonces creo que cuando tengamos una población bien educada, capaz de tomar decisiones con la información correcta, va a votar por políticas que beneficien a la mayoría y no solo a unos pocos. Suena un poco político ese eslogan. Pero es algo en lo que creo firmemente. Ese es el mayor reto, educar al público para que tenga las herramientas para entender cuando alguien intenta engañarlo o confundirlo, y para apreciar el valor de la investigación científica y los descubrimientos tecnológicos que muchas veces son a largo plazo. Lo que sí podemos decir es que la realidad actual es que el público en general, y muchos gobiernos y políticos, ven las universidades e incluso los organismos de investigación gubernamentales como Torres de Marfil, hogares de una elite que solo quiere sentarse a pensar y no contribuir nada a la sociedad.

43:01Muchos descubrimientos como el láser azul tardaron quizás 30 o 40 años en materializarse. Hay muchos descubrimientos que llevan años en laboratorios, pero sin ellos no tendríamos hoy lo que tenemos. Hay un número enorme y finito de ejemplos. Pero mucha gente no aprecia el valor de la ciencia básica. El porcentaje del PIB que países como Singapur y Corea invierten, entre el 4 y el 5%, es muy impresionante y les brinda una oportunidad real. Por eso están ahora a la vanguardia del campo científico. Por eso, cuando miras los rankings, las universidades chinas suben cada año. No es casualidad. Es un enorme programa de inversión nacional diseñado por el gobierno. Y cuando ves qué país está generando más patentes en el mundo ahora mismo, China está a punto de superar a Estados Unidos. Así que no se trata solo de ciencia básica y publicaciones, sino de inventos que se convertirán en productos comerciales. Y yo ciertamente quisiera ver más inversión en ese sentido, tanto para el gobierno australiano como en el pasado, para el gobierno del Reino Unido.

44:00Porque eso es lo que es, una inversión. Y habrá un retorno sobre esa inversión, y ese retorno será enorme. Pero si no inviertes ahora, no tendrás las soluciones dentro de 40 años que vamos a necesitar desesperadamente. Sí, estoy completamente de acuerdo. Creo que una de las cosas importantes es no ser pasivos como públicos, sino ser más activos. Ahora que, como mencionaste, tenemos acceso a la información de una manera que antes no teníamos. Hay mucha información. La educación podría ser algo extraordinario para todos si fuera gratuita. Es un mensaje muy importante.

44:35Sí, y ese era el subtexto implícito, que todos deberían tener acceso a una educación de calidad, lo que implica que debe ser gratuita y que la mejor educación no puede ser solo para quienes tienen recursos económicos. Muchas gracias, Adam. Ha sido increíble tenerte aquí con todo este conocimiento. Yo estaba aquí con los ojos abiertos pensando, ay, qué bueno, esto se entiende tan bien y es tan sencillo de seguir. Muchas gracias a ustedes. Ha sido un placer hablar con los dos.

45:02Este episodio nos llevó al corazón de una ciencia que trabaja en silencio, donde los átomos y las superficies se encuentran para limpiar, transformar y regenerar. El trabajo de Adam nos muestra que la sostenibilidad no es solo un concepto abstracto, sino una reacción en cadena que comienza en el laboratorio y termina en el mundo real en el que vivimos. Recuerden que Science Behind the Glass ahora vive en nuestra plataforma que conecta el podcast a todos los principales servicios de streaming a través de RSS. Solo hagan clic en el enlace de la descripción para encontrarnos en Spotify, Apple Podcasts, Amazon, YouTube y donde sea que les guste escuchar podcasts. Science Vision de Glass es mucho más que un podcast.

45:41Somos la plataforma bilingüe que convierte tu investigación en algo que el mundo quiere ver, entender y recordar. Tienes resultados que merecen más que un artículo. Los transformamos en videos de producción profesional diseñados para mostrar el impacto de su ciencia, desde el laboratorio hasta cualquier pantalla del mundo. Necesitas que tu audiencia no solo escuche, sino que entienda. Creamos presentaciones educativas y videos explicativos que hacen que lo complejo sea fascinante sin perder el rigor científico. También utilizamos cámaras de 360 grados para poder hacer dures de educación. ¿Quieres que tus charlas dejen huella? Ofrecemos asesorías personalizadas para investigadores, docentes y comunicadores que quieran presentar con más impacto, conectar con audiencias diversas y llevar su mensaje más lejos.

46:26Visiten nuestra página web www.sciencebehindtheglass.com para descubrir todo lo que podemos hacer juntos. Science Behind the Glass es un podcast independiente creado y presentado por mí, Linda Hernández y Daniel. Visita nuestro sitio web para más historias, actualizaciones y recursos.

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