Premio Nobel de Química para dos estadounidenses y un danés

Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal y K. Barry Sharpless, ganadores del Premio Nobel de Química 2022. Ilustración: Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach

Premio Nobel de Química para dos estadounidenses y un danés

Fue otorgado a Carolyn Bertozzi, K. Barry Sharpless y Morten Meldal por llevar la Química hacia la “era del funcionalismo” y sentar bases para el desarrollo de nuevos fármacos, materiales y otras aplicaciones. 

Una especialista del CONICET explica la relevancia de sus trabajos.

 Por el desarrollo de la “química clic” y la “química bioortogonal”, la Academia Real de Ciencias de Suecia otorgó el Nobel de Química 2022 a Carolyn Bertozzi y K. Barry Sharpless, de Estados Unidos, y Morten Meldal, de Dinamarca. 

Sus conocimientos se utilizan para desarrollar nuevos productos farmacéuticos, mapear el ADN, crear materiales innovadores para la industria y otras aplicaciones.

Sharpless, del Centro de Investigación Scripps, en Estados Unidos, y Meldal, de la Universidad de Copenhague, fueron reconocidos por haber sentado las bases de la “química clic”, una forma funcional de la química que habilita que moléculas o “bloques de construcción moleculares” se unan entre sí de forma rápida, simple y eficaz para crear nuevos compuestos orgánicos. 

Esta técnica se usa ahora a nivel global en laboratorios de investigación y de la industria.

“Sharpless y Meldal descubrieron que dos moléculas, azidas y alquinos, reaccionan eficientemente cuando se agregan iones de cobre. 

Ahora esta reacción (o herramienta de construcción) muy sencilla se está empleando a nivel global en el campo de la investigación y para el desarrollo de nuevos fármacos, materiales poliméricos novedosos, compuestos para delivery de drogas y otras aplicaciones. 

Simplemente sirve para unir moléculas diferentes y crear así nuevos compuestos orgánicos”, indica Carola Gallo, doctora en Química, profesora de Síntesis Orgánica y Química de Carbohidratos e investigadora del CONICET en el Centro de Investigación en Hidratos de Carbono (CIHIDECAR, CONICET-FCEN-UBA).

Carolyn R. Bertozzi llevó la “química click” de K. Barry Sharpless (izq.) y Morten Meldal a un nuevo nivel desarrollando así la “química bioortogonal. Ilustración: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of

Por su parte, Bertozzi, de la Universidad de Stanford, llevó la “química clic” a un nuevo nivel desarrollando así la “química clic bioortogonal”. 

Utilizó los hallazgos de Sharpless y Meldal para desarrollar esa misma reacción dentro del sistema vivo de manera que no fuera tóxica y no afectara a la célula. 

Así pudo “pegar” moléculas a determinadas partes de la célula con la ayuda de microscopía de avanzada, “iluminar” y mapear glicanos, biomoléculas que en las superficies de las células cumplen importantes funciones biológicas para la vida.

Bertozzi, también pionera y referente del colectivo LGTB en las ciencias, “contribuyó notablemente a desarrollar la glicobiología química, que es el área que estudia qué hacen los glicanos en el ser vivo. 

Los glicanos están formados por carbohidratos complejos (azúcares) y son fundamentales en los procesos biológicos, por ejemplo, en cáncer, infecciones por virus y bacterias”, indica Gallo.

Ciertos glicanos se encuentran en la superficie de las células cancerosas y de alguna manera protegen a esos tumores. 

“Bertozzi tuvo la genial idea de pegar anticuerpos contra esos glicanos con enzimas que descomponen a esos glicanos y así, de esa manera, poder atacar el tumor”, explica Gallo.

En esa línea, los trabajos de Bertozzi han sido útiles para el desarrollo de nuevos fármacos contra el cáncer que ahora se están testeando en ensayos clínicos.

Poco se sabía sobre los carbohidratos complejos y su acción. “Bertozzi pudo incorporar a la célula un azúcar con una azida y a partir de su desarrollo de la química clic bioortogonal pudo pegar moléculas fluorescentes a la célula y así seguirlas con el microscopio. Realmente es muy acertado decir que la investigadora laureada iluminó la célula y comenzó una nueva era”, destaca Gallo.

Muchos especialistas en Química se han visto impulsados por el deseo de construir de manera artificial moléculas cada vez más complicadas en farmacéutica e investigación con propiedades medicinales y de otro tipo, pero lo han hecho por medios que generalmente requieren mucho tiempo y son muy costosos de producir. 

Los trabajos de Bertozzi, Sharpless y Meldal facilitan que estos procedimientos sean más sencillos, económicos y directos.  

“Sus hallazgos son muy importantes para el desarrollo de fármacos porque aportan diversidad en las últimas etapas. 

Generalmente, los medicamentos poseen una estructura líder que se va refinando colocando distintas partes diferentes en la molécula, y así tener muchas moléculas diversas para poder probar contra micoorganismos que generan enfermedades. La reacción clic te permite hacer eso”, indica Gallo. 

Y concluye: “En nuestro instituto trabajamos sobre estos temas, entendemos la importancia de los glicanos, y estamos muy contentos con este premio porque la química orgánica ha permitido generar grandes avances en la glicobiología.”

Por Bruno Geller

CONICET

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Baterías de litio Electrolito para celdas Avanza el proyecto para la producción nacional

   

Avanza el proyecto para la producción nacional de electrolito para celdas de baterías de litio

Se trata de ElectroLitAr, línea de investigación llevada adelante por un consorcio público-privado que le permitirá al país ser pionero en la región, satisfacer demandas locales y exportar un producto de muy alto valor agregado en el futuro.

La Agencia Nacional de Promoción de la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación - Agencia I+D+i otorgará financiamiento -mediante el Fondo Argentino Sectorial (FONARSEC)- a un proyecto estratégico que apunta a desarrollar las bases para la producción nacional de electrolito. 

Se trata de ElectroLitAr, proyecto que es liderado por investigadores del Complejo Tecnológico Pilcaniyeu (CTP) de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), junto a especialistas del Centro de Química Inorgánica CEQUINOR-CONICET y dos empresas privadas.

El subgerente del CTP-CNEA y uno de los responsables de ElectroLitAr Ing. Daniel Brasnarof, explica que el electrolito es un insumo esencial para la fabricación de celdas y baterías de ion-litio y su producción implica “un desafío tecnológico muy importante que le permitirá al país ser pionero en la región, satisfacer demandas locales y, con el tiempo, exportar un producto de muy alto valor agregado”.

“La producción de la sal LiPF6 de alta calidad, junto con el montaje de una futura planta de fabricación de baterías, nos permitirá contar con un desarrollo propio para completar los tres pilares fundamentales para la producción de baterías nacionales: la preparación de materiales activos, el ensamblado de celdas y la producción de electrolito”, asegura Brasnarof.

Por su parte, la jefa del Departamento Fisicoquímica y Control de Calidad del CTP Dra. Ana Bohé, detalla que "la función de este insumo es proveer los iones de litio que son el origen de la carga eléctrica acumulada en las celdas de baterías de ion-litio". 

Y agrega que actualmente más del 85% de la producción del electrolito (hexafluorofosfato de litio, cuya fórmula química es LiPF6) se concentra en empresas asiáticas, principalmente de China.

Apostando a la transición energética

En el marco de la Convocatoria Proyectos Estratégicos para la Transición Energética, impulsada por el FONARSEC, el proyecto ElectroLitAr fue seleccionado para acceder a un subsidio de $150.493.796, que contempla el trabajo de los próximos tres años a cargo de un consorcio asociativo conformado por la CNEA, el CEQUINOR-CONICET y las empresas Clorar Ingeniería, especialista en escalado de procesos químicos, e YPF Tecnología, dedicada al desarrollo de tecnología aplicada a la energía, en particular a la producción de baterías de litio. 

La inversión total del proyecto será de $ 207.761.796.

El Ing. Brasnarof puntualiza que en el CTP "nos encargaremos de producir la sal del electrolito a escala banco y se definirán los procesos y los parámetros optimizados que se utilizarán en su producción a escala industrial. 

También, vamos a desarrollar el modelo de una Planta Industrial para la producción del electrolito que se utilizaría para satisfacer el requerimiento interno en nuestro país”. 

Y añade: “Por ahora, ya se han realizado las primeras síntesis a escala laboratorio de los precursores de esta sal, lo cual permitió definir la mejor distribución del presupuesto para hacer un uso acorde a las necesidades y requerimientos del proyecto”.

CNEA

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Litio De la explotación al desarrollo de celdas y baterías

 

El Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, en conjunto con otros ministerios, Y-TEC (YPF-CONICET), universidades nacionales y gobiernos provinciales, impulsa múltiples proyectos de exploración, explotación y producción con valor agregado, en torno del litio, en las provincias de Jujuy, Salta, Catamarca y Buenos Aires, así como también convenios de cooperación con Chile y Bolivia.

Argentina de la explotación del litio al desarrollo de celdas y baterías

El Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, en conjunto con otros ministerios, Y-TEC (YPF-CONICET), universidades nacionales y gobiernos provinciales, impulsa múltiples proyectos de exploración, explotación y producción con valor agregado, en torno del litio, en las provincias de Jujuy, Salta, Catamarca y Buenos Aires, así como también convenios de cooperación con Chile y Bolivia. 

El litio ocupa el puesto 25 entre los elementos más abundantes del planeta. 

Su potencial de crecimiento lo convierte en uno de los recursos que más interés ha despertado en los últimos años, por lo que se espera que su demanda se triplique para 2025, a partir de su uso en la fabricación de baterías para teléfonos móviles, dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos, así como también para el almacenamiento de energías renovables.

Argentina ocupa un lugar de privilegio en este escenario ya que, junto a Bolivia y Chile, conforman el triángulo del litio, considerado la reserva más grande del mundo, con cerca del 65% de los recursos mundiales de ese mineral. 

Nuestro país posee el 20% de los yacimientos de litio del mundo, que se encuentran ubicados en las provincias de Salta, Catamarca y Jujuy a las que ahora se sumó Formosa.

En este contexto, el Ministro de Ciencia, Tecnología e Innovación, Daniel Filmus, explicó que desde el Ministerio de Ciencia “no solo apoyamos desde la investigación, proyectos de exploración y explotación del litio en diferentes provincias sino que apostamos a iniciativas de desarrollo y producción de celdas y baterías de litio tanto para el mercado local como para el internacional con el objetivo de potenciar nuestras exportaciones agregándoles valor y fortaleciendo la investigación en la materia”.

Filmus destacó que en la definición del Plan Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación 2030 (PNCTI-2030) “uno de los 10 objetivos estratégicos que nos planteamos es el de fomentar y consolidar un sendero para la transición energética. 

Es allí donde se insertan nuestras agendas de investigación acerca del litio”.

En este sentido, el MINCyT en conjunto con el Ministerio de Defensa, el CONICET, la Universidad Nacional de la Plata (UNLP), el Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (CITEDEF), el Ministerio de Producción, Ciencia e Innovación Tecnológica de la Provincia de Buenos Aires, la Comisión de Investigaciones Científicas de dicha provincia (CIC) e Y-TEC, trabajan en la ejecución del proyecto de diseño, instalación, configuración y puesta en funcionamiento de la Planta Nacional de Desarrollo Tecnológico de Celdas y Baterías de Litio (UniLiB), cuya puesta en marcha es inminente.

La UniLiB, ubicada en el Centro de Innovación y Transferencia Tecnológica de la UNLP, cuenta con una superficie de 1.650 m2. 

La planta tendrá una capacidad de producción anual -medida en energía almacenada- de 13 MWh, equivalente a 1000 baterías para almacenamiento estacionario de energías renovables o unas 50 para colectivos eléctricos.

Iniciativas en Jujuy, Salta y Catamarca

En octubre del año pasado, en el marco de la Mesa del Litio, se dio firma al tratado para la creación de la Región Minera del Litio que integran Catamarca, Salta y Jujuy.

En Jujuy, Y-TEC trabaja con el Centro de Investigación y Desarrollo en Materiales Avanzados y Almacenamiento (CIDMEJu) en el desarrollo de un innovador proceso para la extracción de litio de salmueras por métodos electroquímicos, que prevé mejorar la eficiencia y sustentabilidad de los procesos actuales.

Por su parte, en Salta el gobierno provincial busca fomentar el potencial de desarrollo en investigación científico  tecnológica en torno a la industria de Litio y trabaja junto a  YPF Litio en proyectos de investigación tanto para el sector de hidrocarburos como minero.

Asimismo, en Catamarca se dio firma, recientemente, al convenio entre YPF Litio y la empresa provincial Catamarca Minera y Energética (Camyen S.E.) para avanzar en la exploración de diferentes áreas que podrían contener litio en la provincia. 

Se trata del primer acuerdo que realiza la empresa estatal YPF con un gobierno provincial para el desarrollo de esta industria. 

El convenio entre YPF Litio y Camyen S.E. permitirá la exploración conjunta de litio y posteriormente iniciar su etapa de explotación en un área del departamento Tinogasta que pertenece a la empresa minera estatal. 

YPF comenzará el mes próximo el proceso de exploración de litio en una superficie de 20.000 hectáreas ubicada en la localidad de Fiambalá en lo que se constituirá como el primer proyecto de este tipo encabezado por una empresa nacional.

Además de estos emprendimientos, en Argentina hay alrededor de 50 proyectos de litio privados en distintas fases de la etapa de exploración.

Acuerdo de cooperación con Chile y Bolivia

Argentina y Chile crearon, recientemente, el Grupo de Trabajo Binacional sobre Litio y Salares, que ya lleva dos reuniones realizadas en ambos países y en las cuales se definió una hoja de ruta con acciones concretas a ejecutarse en los ámbitos de agregación de valor, aspectos ambientales y sociales y formación y capacitación de recursos humanos. 

Entre los temas a desarrollar se encuentran el relevamiento de capacidades en materia de tecnologías de litio; la hidrogeología y las nuevas tecnologías de explotación de salares.

Por su parte, Argentina y Bolivia celebraron en el mes de julio de este año un convenio marco para la promoción, planificación, coordinación y ejecución de actividades de cooperación científico-tecnológica para la producción de celdas y baterías de ion litio con tecnología autónoma entre YPF Tecnología (Y-TEC) y la Empresa Pública Nacional Estratégica de Yacimientos de Litio Bolivianos (YLB).

Algunas de las temáticas y actividades priorizadas en el convenio incluyen:

·         Producción de materiales catódicos (LiFePO4 y LiNixMnyCozO2) a partir de sales de litio producidos localmente.

·         Desarrollo de una planta de producción de celdas y baterías de ion litio de al menos 10 MWh/año de capacidad.

·         Desarrollo del conocimiento necesario para la producción de celdas y baterías de ion litio para diferentes aplicaciones, incluyendo electromovilidad y sistemas estacionarios autónomos.

·         Innovación de celdas y baterías y diseño de prototipos para sistemas fotovoltaicos, packs para vehículos eléctricos u otros.

·         Desarrollo de baterías de ion litio de performance avanzada en base a los prototipos de laboratorio que se desarrollen en Argentina y Bolivia.

·         Promoción de empresas de base tecnológica que participen en el proyecto de producción de celdas y baterías de litio como proveedoras de servicios técnicos de alta especialización, insumos y equipos.

·         Capacitación de técnicos, ingenieros y científicos en temas relacionados con la producción de materiales catódicos, celdas y baterías de litio, incluyendo: análisis y caracterización de materiales, técnicas electroquímicas y control de calidad y seguridad de baterías de ion litio.

·         Generación del conocimiento necesario para la planificación e implementación local de las ingenierías básicas y de detalle, las maquinarias y equipos necesarios para el proceso productivo de materiales catódicos, celdas y baterías de ion litio.

·         Desarrollo de investigaciones conjuntas en síntesis de materiales para baterías de ion litio, fabricación de celdas de ion litio y conformación de packs de baterías en vista de su comercialización bajo estándares de calidad internacionales.

MINCyT

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CNEA La División Química Atmosférica fue reconocida por su trayectoria

  

La División Química Atmosférica de la CNEA fue reconocida por su trayectoria

La distinción fue otorgada por la Asociación Argentina de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (AIDIS) tras una votación en la que participaron especialistas en calidad del aire de todo el país.

En el marco del Día Interamericano de la Calidad del Aire, la Asociación Argentina de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (AIDIS) premió por su fructífera trayectoria a los investigadores y las investigadoras de la División Química Atmosférica, dependiente del Departamento Química Ambiental, de la Gerencia Química de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA).

Este año, la AIDIS organizó la entrega de premios a la trayectoria en calidad de aire para una terna compuesta por dos profesionales -en la que resultaron galardonados el doctor Ernesto de Titto y el ingeniero Eduardo Ortiz- y una institución, en este caso la División Química Atmosférica de la CNEA.

Para la selección de la institución se realizó una consulta a la comunidad de profesionales de la Argentina que trabaja en calidad del aire, proponiendo a todos ellos que elijan entre varias opciones. 

Como resultado, la División de la CNEA obtuvo el 90% de los votos. 

Este reconocimiento por parte de los pares fue calificado por los miembros del grupo como un reaseguro para su labor y un importante reconocimiento a su trayectoria.

Creada en 1994 como Grupo Monitoreo Ambiental (GMA), la División Química Atmosférica se dedica a la realización de ensayos de chimeneas, monitoreo de la calidad del aire y estudios de impacto ambiental atmosférico, entre otras actividades de investigación, desarrollo y transferencia.

En este marco, la División desarrolla sus tareas como parte de la estructura matricial de la gestión ambiental de los denominados sitios CNEA, con especial énfasis en el desarrollo de líneas de base ambiental y en el apoyo al monitoreo periódico de la calidad del aire.

Asimismo, brinda asistencia técnica a varias industrias, instituciones gubernamentales y otros organismos. 

Se destacan su contribución a la gestión ambiental atmosférica de la generación termoeléctrica del país y el desarrollo del sector procesos industriales de los primeros inventarios nacionales de gases de efecto invernadero presentados por Argentina ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático. 

Otro trabajo importante se encaró en conjunto con el Comité Técnico Ejecutivo (CTE) del municipio de Bahía Blanca para dilucidar el aporte de fuentes locales y regionales de partículas atmosféricas a la superación de los límites de material particulado en suspensión en el aire ambiente de la ciudad.

Además de estas tareas, la División cuenta con una amplia producción científica que consta de más de 70 artículos en revistas internacionales, 20 capítulos de libros publicados por instituciones internacionales y prestigiosas editoriales y más de 250 contribuciones a eventos C&T.

Al inicio de la pandemia de Covid-19, la División también hizo su aporte con la elaboración del informe sobre Transmisión de SARS-CoV-2 por Vía Aérea y Medidas de Reducción de Exposición que destacó tempranamente el riesgo de transmisión de la enfermedad por inhalación de aerosoles.

CNEA

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Química y explosivos Especialista se incorpora como asesora externa en Ciencia y Justicia

  

Una especialista en Química y explosivos se incorpora como asesora externa en Ciencia y Justicia

Se trata de Graciela Gonzalez, que además de ser investigadora del CONICET es integrante de una organización para la prohibión de armas químicas.

Durante años, la investigadora del CONICET Graciela Gonzalez fue parte del consejo asesor del Programa Nacional Ciencia y Justicia. Ahora, su rol y funciones cambiaron y pasará a ser asesora externa.

-¿Cómo continuará tu vínculo con la Justicia como asesora externa del Programa Nacional Ciencia y Justicia?

-Desde hace algunos años, alejada de la práctica pericial, me he dedicado a trasmitir mi experiencia en temas forenses, tanto en el ambito de la justicia como en la formación de nuevos profesionales en química, relacionado obviamente con mi rol docente en la UBA y tambien como miembro del Consejo Consultivo en Enseñanza y Divulgación (ABEO) de la OPCW, la Organización para la Prohibición de Armas Químicas. 

Quienes formamos parte de este consejo, buscamos concientizar y evitar la reemergencia en el uso de este tipo de armas de destrucción masiva mediante la educación. 

La organización desarrolla una gran labor promoviendo los usos pacíficos de la química. 

Por otro lado, su accionar frente a la denuncia del uso de armas químicas es mediante un equipo forense que acude a la escena, toma muestras, preserva la cadena de custodia y por supueto realiza los análisis de laboratorio pertinentes.  

Para eso, como en otras colaboraciones con la justicia, sea a escala local o internacional, se requieren profesionales capacitados tanto en su propia especialidad como en el manejo de muestras y la preparación de informes y la comunicación en estos ámbitos. 

Este es el área en la que espero colaborar en mi rol como asesora del Programa, es decir, fundamentalmente en capacitaciones que contribuyan a mejorar la comunicación entre el laboratorio y los actores de la justicia y en consecuencia la calidad en los resultados  y por supuesto en otros temas en los que, como química, pueda contribuir.

-¿Cómo se relaciona tu línea de estudio en el CONICET con la temática de los explosivos?

-En mis cursos nos enfocamos en la asistencia que podemos dar a la justicia desde el laboratorio en temas balísticos, incendios y explosivos, armas químicas y delitos ambientales. 

Temas en los que en parte me formé durante mi desempeño como perito químico. 

También analizamos como contribuir en una investigación mediante la interacción con las fuerzas de seguridad, bomberos y personal de justicia. 

Los contenidos van desde los más generales como calidad, seguridad y protección en el laboratorio, el equipamiento relacionando los tipos de compuesto y las posibles técnicas para su determinación, cómo pensar los análisis según tipos de compuestos y muestras y algo de la legislación vigente. 

Si bien durante el curso se analizan casos reales, en el final del curso se busca que los alumnos tomen un caso real y presenten un análisis como si fueran los peritos convocados del caso. 

De este modo, cuando han adquirido los conceptos básicos podemos discutir las circunstancias de la investigación, ya que a mi criterio algunos temas pueden resultar muy sensibles si no se estudian en el marco de un curso más amplio. 

Los casos donde han ocurrido explosiones, accidentales o no, son uno más de los temas que incluimos, y por la magnitud de daños que ocasionan suele ser muy impresionante, aunque desafortunadamente no son los únicos.

En cuanto a mi proyecto de investigación, trabajo el en monitoreo y recuperación de compuestos de interés ambiental para que puedan ser reutilizados por la industria evitando o disminuyendo la generación de residuos, para lo cual desarrollamos interfases con sensibilidad a estos compuestos que puedan usarse por ejemplo en sensores, en general para usos electroquímicos. También soy parte de la investigación que busca emplear algunas especies vegetales como biomarcadores en el uso de organofosforados.

De algún modo, todo está relacionado con que la actividad química debe diseñarse para mejorar la calidad de vida y el ambiente, o al menos no contribuir  su deterioro y cuando se sospecha que esto no ocurre, colaborar con la justicia para que esclarezcan los hechos.

 -¿Qué importancia tiene, según su punto de vista y también por tu experiencia de años asesorando a la Justicia como integrante del Programa, que la ciencia se acerque y colabore con la Justicia?

-En mi opinión el sistema judicial y de laboratorios forenses son algo refractarios a los cambios. 

Creo que el modo más eficiente de generar cambios es formar a los actores de la justicia, capacitar de manera permanente a todo el personal vinculado a causas donde se requieran pericias técnicas. 

Un ejemplo que conozco es la Escuela Judicial del Consejo de la Magistratura de Tucumán forma a los actores judiciales en temas técnicos y así se logra más criterio para pedir peritajes, leer informes o interactuar con profesionales de otras disciplinas a la vez que se tornan más exigentes, lo que retroalimenta al sistema para mejorar.

CONICET

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Novedosa técnica de análisis químico para estudiar el arte rupestre prehispánico

 

 Imagen: gentileza investigadores/as.

Un equipo de investigación del CONICET incorpora una novedosa técnica de análisis químico para estudiar el arte rupestre prehispánico

La micro-espectrometría de fluorescencia de rayos X contribuye a la conservación de las pinturas y puede realizarse en el trabajo de campo.

Un equipo de científicas y científicos del CONICET logró utilizar en pinturas rupestres, de aproximadamente 1200 años de antigüedad, una técnica de análisis químico que permite conocer su composición material y garantiza la conservación del patrimonio cultural. 

El arte prehispánico analizado por el equipo interdisciplinario fue hallado en los sitios arqueológicos de Oyola y La Candelaria, ubicados en la sierra de El Alto-Ancasti, provincia de Catamarca.

Conforman el grupo de investigación especialistas del Centro de Estudios sobre Patrimonios y Ambiente de la Universidad Nacional de San Martin (CEPyA, UNSAM), del Instituto Regional de Estudios Socioculturales (IRES, CONICET- UNCA), de la Escuela de Arqueología de la Universidad Nacional de Catamarca (EdA, UNCA) y del Instituto de Antropología de la Universidad Nacional de Córdoba (IDACOR, UNC).

“Uno de los ejes de nuestro trabajo tiene que ver con conocer los materiales empleados en la confección de las pinturas rupestres a lo largo del tiempo, ya que sabemos que el arte de la sierra de El Alto- Ancasti es el producto de distintos episodios de pintado sucedidos en cientos de años”, señala Lucas Gheco, investigador del CONICET en el IRES y docente en UNSAM. 

Estos datos servirán para comprender los procesos de confección de las pinturas y su interrelación con los distintos grupos humanos que las produjeron: 

“Indagar acerca de la forma de preparación de esas pinturas, si fueron realizadas por el mimo grupo de personas o si eran recetas compartidas y extendidas espacial y temporalmente”, agrega el arqueólogo.

Sin embargo, la toma de muestras de las pinturas rupestres siempre supone una pequeña destrucción, y en este sentido una problemática en relación a la preservación. 

Por eso, un equipamiento no invasivo que garantice la conservación de pinturas antiguas aporta valor a la tarea arqueológica sin implicar un deterioro patrimonial. 

Según Gheco, esto es precisamente lo que logra el equipo portátil de micro-espectrometría de fluorescencia de rayos x que incorporaron los expertos en su última campaña arqueológica en el noroeste argentino.

Marcos Tascón, investigador del Consejo en el Instituto de Ingeniería Ambiental (IIIA, CONICET-UNSAM), docente en la UNSAM y parte integrante del grupo, explica el funcionamiento del equipo: 

“El instrumento irradia con rayos X una superficie bastante pequeña, aproximadamente un milímetro cuadrado, esto normalmente tiene una mínima penetración que excita electrónicamente a los elementos químicos que se encuentran presentes en la muestra. 

Al generar la excitación de los electrones, los mismos emiten radiación de rayos X en forma de fluorescencia”. 

Y agrega: “La energía de la radiación emitida es característica de los elementos presentes en la muestra”. 

Por lo tanto, al obtener estas señales es posible reconocer los elementos químicos que componen los materiales con los cuales fueron confeccionadas las pinturas.

Para Tascón, otro aspecto que hace a este equipo de particular interés es que es posible transportarlo al trabajo de campo. 

“Si bien con el equipo de laboratorio podemos obtener resultados similares, trasladarlo nos permite hacer los estudios in situ, lo cual aporta una gran ventaja porque podemos diagnosticar el trabajo directamente en el lugar y, de esta forma, realizar más estudios que de otra manera no serían posibles”, puntualiza el investigador.

De cara al futuro, y con más de 300 análisis obtenidos a través de esta tecnología no invasiva, los científicos y científicas que conforman el equipo de investigación prevén trabajar en publicaciones sobre el estudio de los compuestos utilizados y el proceso de producción del arte rupestre en la sierra de El Alto-Ancasti.

Además de Gheco y Tascon, participaron de este trabajo diferentes integrantes del Equipo Interdisciplinar El Alto-Ancasti, entre ellos Marcos Quesada (IRES y EdA), Fernando Marte (CEPyA, UNSAM), Eugenia Ahets Etcheberry (CEPyA y CONICET), Matias Landino (CEPyA y CONICET).

Por Yasmín Noel Daus

CONICET

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investigación de Olivieri es tapa de una revista especializada en química analítica

 

 Imagen escogida para la tapa de la revista Analytica Chimica Acta Vo 1192 Febrero 2022. Imagen: gentileza investigador.

Una investigación en la que colaboró Alejandro Olivieri, reciente ganador del Premio Houssay, fue escogida como tapa de una revista especializada en química analítica

Se trata de Analytica Chimica Acta. 

El artículo presenta el desarrollo de un modelo matemático que permite evaluar los parámetros de calidad de distintos métodos analíticos basados en redes neuronales, en particular las de tipo convolucional.

Una investigación de la que participó Alejandro Olivieri, investigador del CONICET en el Instituto de Química de Rosario (IQUIR, CONICET-UNR), junto con científicos de Irán y Rusia, fue escogida como tapa del número de febrero de la revista especializada Analytica Chimica Acta. 

El artículo presenta el desarrollo de un método matemático que permite estimar los parámetros de calidad de cualquier red neuronal -sin importar su arquitectura ni su funcionamiento interno ni el tipo de muestras a las que se aplique- usada en química analítica (QA) para calibrar líneas curvas. 

En particular, el trabajo se enfocó en las llamadas redes neuronales convolucionales, un nuevo tipo de herramienta quimiométrica que está ganando popularidad en el campo de la QA.

¿Qué es la química analítica?

La QA es la disciplina a que se ocupa de medir concentraciones de compuestos químicos de interés, denominadas analitos, en diversos tipos de muestras, se trate de muestras biológicas, farmacológicas, industriales, ambientales o de cualquier otra clase.

En este sentido, la QA está presente en numerosas ramas y actividades, como, por ejemplo, en la industria farmacéutica (para asegurar que los medicamentos tengan el principio activo en la cantidad que lo deben tener), el control de calidad de alimentos, el análisis bioquímico y el monitoreo de contaminantes en agua, aire y suelo.

La quimiometría y el camino hacia una química analítica sustentable

Tradicionalmente, a la preparación de muestras y a la realización de diversas mediciones instrumentales, en la QA se suma el uso de métodos cromatográficos, que normalmente requieren de la utilización de solventes y reactivos poco amigables con el medioambiente, además de insumir mucho tiempo e implicar costos significativos.

La quimiometría es una disciplina que, desde hace ya algunos años, apuesta a reemplazar (en el marco de la QA) los métodos cromatográficos, por el desarrollo de algoritmos computacionales, que, a partir del procesamiento de datos y la combinación de modelos matemáticos y estadísticos, permitan extraer la mayor cantidad de información posible de las mediciones tomadas con los instrumentos más modernos que se disponen.

“Hoy en día, un instrumento de medición es capaz de medir millones de datos que no se pueden analizar fácilmente. 

Nuestra idea es, con ayuda de estas herramientas quimiométricas, tratar de separar matemáticamente aquello que no se puede separar de manera física o química, y evitar, de esta forma, recurrir a métodos cromatográficos, que son muy confiables, pero que pueden tener consecuencias poco beneficiosas para el ambiente”, explica Alejandro Olivieri, quien recientemente recibió el Premio Houssay Trayectoria en la categorìa Química no biológica, Ciencias de la Tierra, del Agua y de la Atmósfera .

La calibración analítica y los modelos de redes neuronales

Uno de los aspectos fundamentales del desarrollo de un método analítico quimiométrico es lo que se conoce cono calibración analítica, que es el proceso mediante el cual se establecen reglas -a partir de medidas en sustancias patrones-, que vinculan las señales de los instrumentos de medición con la concentración de compuestos químicos de interés, que luego se pueden aplicar a nuevas muestras para predecir la concentración de analitos presentes en ellas.

Básicamente, las calibraciones se basan en establecer relaciones de proporcionalidad entre las señales de los instrumentos de medición y las concentraciones de determinados analitos en las muestras analizadas. 

La recta que grafica esta relación se denomina recta de calibración.

“Tradicionalmente, la calibración está basada en relaciones lineales entre señales y concentraciones de compuestos, y la ley que vincula estas variables es muy sencilla y se grafica con una línea recta. 

El problema es cuando estas relaciones no son lineales y se desconoce la ley que las vincula. 

Porque (a diferencia de lo que ocurre con las líneas rectas) son infinitas las curvas que pueden pasar por los puntos obtenidos de las mediciones en sustancias patrones”, explica Olivieri.

Para poder sortear este inconveniente, los químicos analíticos disponen de modelos computacionales flexibles y sofisticados, conocidos como redes neuronales, que tienen la capacidad de aprender la relación que vincula los diferentes puntos en una línea curva y, a partir de ello, hacer predicciones sobre la composición de nuevas muestras, aun cuando la expresión que liga las variables sea desconocida porque no se sepa cuál es el principio físico que gobierna ese vínculo.

¿Qué son los parámetros de calidad?

Existe una serie de parámetros de calidad para evaluar los métodos analíticos basados en calibraciones de línea recta, llamados también cifras de mérito, definidos como sensibilidad, selectividad, limite detección y límite de cuantificación. 

El método analítico con mejores parámetros de calidad será preferido frente a otros, por su capacidad de ofrecer mejores respuestas frente muestras desconocidas.

“Pero en los métodos analíticos que calibran líneas curvas a través de distintos modelos de redes neuronales, la definición de estos parámetros es todavía un tema de investigación. 

Esto hace que todavía no haya criterios claramente definidos para preferir un método analítico por sobre otro”, afirma Olivieri.

“Hasta ahora había parámetros de calidad para evaluar determinadas redes neuronales, lo que presentamos en este trabajo es un modelo más general, que permite estimar esos parámetros de calidad o cifras de mérito para cualquier tipo de rede neuronal”, concluye el investigador.

Por Miguel Faigón

Referencia bibliográfica

Shariat, K., Kirsanov, D., Olivieri, A. C., & Parastar, H. (2021). Sensitivity and Generalized Analytical Sensitivity Expressions for Quantitative Analysis Using Convolutional Neural Networks. Analytica Chimica Acta, 338697. https://doi.org/10.1016/j.aca.2021.338697

Sobre investigación:

Kourosh Shariat. Sharif University of Technology (Irán)

Dimitry Kirsanov. Saint-Petersburg State University (Rusia).

Alejandro C. Olivieri. Investigador superior. IQUIR

Hadi Parastar. Sharif University of Technology (Irán).

CONICET

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