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Fabiana Gennari, ingeniera química por la Universidad Nacional del Comahue y doctora en ingeniería por la Universidad Nacional de La Plata, dirige un grupo de investigación en el Centro Atómico Bariloche, de la CNEA, donde se forman estudiantes de doctorado y posdoctorado del Instituto Balseiro y da clases de Química e Introducción a los Materiales. Hace pocos días, recibió el Premio L’Oréal por las Mujeres en la Ciencia 2016, junto con la UNESCO y en colaboración con el CONICET. Fue premiada por la investigación sobre el desarrollo de materiales nanoestructurados para la producción y el almacenamiento de hidrógeno.
En el CA Bariloche es investigadora principal del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y de la CNEA. En el Instituto Balseiro, que depende de la CNEA y la Universidad Nacional de Cuyo (UNCuyo), comenzó a dar clases en 2005. Primero fue docente en la materia de Termodinámica de la Licenciatura en Física. En la actualidad, es profesora adjunta y también dicta la materia de Química e Introducción a los materiales en varias de las carreras de Maestría y Doctorado del Instituto Balseiro.
“Este premio L’Oréal -UNESCO es otorgado a la responsable de un proyecto de investigación, pero quiero destacar que mi equipo está compuesto por 11 profesionales en distintos estadios de formación”, señala Gennari y agrega que trabaja junto con otros dos investigadores formados: Pierre Arneodo Larochette y Julio Andrade Gamboa, ambos docentes en el Instituto Balseiro.
El equipo se completa actualmente con dos estudiantes de Doctorado de Ciencias de la Ingeniería, tres posdoctorandos y tres investigadores jóvenes. Todos forman parte del CONICET y la mayoría realiza o realizó sus estudios de posgrado en el Instituto Balseiro.
HIDRÓGENO Y DIÓXIDO DE CARBONO
El premio nacional L’Oréal-UNESCO “Por las Mujeres en la Ciencia” 2016, que consiste en 250 mil pesos, fue otorgado a Gennari por el diseño y el desarrollo de materiales nanoestructurados para la producción y el almacenamiento de hidrógeno. La investigadora explica que dentro de su proyecto, que se titula “Producción y almacenamiento de energía limpia de manera sustentable”, desarrollan cuatro sublíneas de trabajo. Una de las mismas es el desarrollo de catalizadores para producir hidrógeno. La segunda línea es la producción de materiales tipo “esponjas” para almacenar hidrógeno, que son matrices sólidas de compuestos denominados “hidruros”.
El hidrógeno no está “suelto” en la naturaleza, sino que siempre integra compuestos como por ejemplo el agua (H2O). Gennari y su equipo producen el hidrógeno a partir de una mezcla de etanol y agua, que es producto de la fermentación de residuos vegetales o biomasa. “Almacenamos el hidrógeno en materiales que luego nos permiten liberarlo cuando sea necesario para producir energía eléctrica”, explica la científica, que es Jefa de Grupo en el Departamento de Físico-Química de Materiales del CAB, dentro de la Gerencia de Investigación Aplicada de la CNEA.
“En el mundo hay gente que está trabajando en este tipo de desarrollo de almacenamiento de hidrógeno y en la parte de catalizadores también. En nuestro proyecto abordamos todas las etapas necesarias de forma aunada para que el proceso global sea viable. Quizás esto sea distintivo, como también las estrategias seleccionadas para mejorar y diseñar el material. Alemania es uno de los países fuertes en este campo. Nosotros tenemos colaboraciones con ese país, y también con Francia, Italia, España y Estados Unidos”, cuenta la docente.
La tercera sublínea del proyecto que fue premiado recientemente nació a partir de un inconveniente que se convirtió en una oportunidad. Ocurre que uno de los subproductos resultantes del proceso utilizado por Gennari y equipo para producir hidrógeno es el dióxido de carbono (CO2), que es uno de los gases contaminantes de la atmósfera y causantes del calentamiento global. La investigadora desarrolló materiales cerámicos nanoestructurados que capturan el CO2 y que se llaman “óxidos mixtos”.
“En nuestro proyecto, desarrollamos materiales que capturan, absorben e incorporan en su estructura, por un enlace químico, el CO2 y que forman un nuevo compuesto que es estable y que no es nocivo para el medio ambiente”, señala Gennari. Y remarca: “Esa sería una solución viable no sólo para capturar el CO2 que generamos en la primera etapa sino de forma más global para reducir las emisiones de CO2 que los combustibles fósiles ya están generando”. Así, el material “atrapa CO2” podría ser utilizado, por ejemplo, en las chimeneas de las centrales térmicas, postula la científica.
La cuarta etapa o sublínea de trabajo del equipo de Gennari es evaluar qué se podría hacer con el CO2 almacenado. “Se puede usar para producir otro compuesto de valor agregado para la industria, como por ejemplo el metanol, que sirve de precursor de otros procesos como la producción de plástico; o se puede dejar así para realizar una disposición final”, detalla la científica. Asimismo, describe que ese compuesto de CO2 es una sal blanca, que es inocua y que ya existe en la naturaleza, como en las caracolas del mar.
Gennari también remarca que su grupo realiza también otras líneas de investigación, y que todas se insertan en los objetivos de la CNEA. “Trabajamos de forma aunada con un objetivo común de desarrollo de materiales para aplicaciones energéticas y medioambientales”, remarca.
Ante la consulta de cómo se fortaleció la idea de diseñar y desarrollar materiales “atrapa CO2”, Gennari cuenta que en la reunión de la Asociación Argentina de Tecnología Nuclear (AATN) de 2015, a través de la invitación de un referente de la CNEA, el Doctor Jaime Pahissa, escuchó una presentación de un especialista en cambio climático, el Dr. Vicente Barros. “La energía nuclear no es emisora de CO2 y ese fue el lema en esa reunión de la AATN”, destaca la científica. “Nosotros estábamos ya trabajando en estas líneas de investigación y luego de esa reunión de la AATN sentimos que debíamos avanzar fuertemente en torno a la captura del CO2”, agrega.
-¿Qué es lo que más le gusta de enseñar y de formar a jóvenes investigadores?
-Siento que es la forma en la que puedo devolverle al país lo que recibí. Me formé en la escuela primaria, la secundaria, la universidad y el doctorado con financiación del Estado. Siento que es una forma concreta y clara de devolver a la sociedad lo que recibí. Además, trabajar con gente joven es energizante. Siempre me dan ganas de hacer muchas cosas y como tengo sólo dos manos es una manera de proyectarme en el laboratorio. Si tengo 5 personas, tengo 12 manos: las mías y las 10 que se suman. Cada investigador joven o becario tiene claro lo que está haciendo y estoy mucho con ellos en la actividad cotidiana. Eso me gusta. Es así cómo hay que formar, ya que es un enriquecimiento continuo en los dos sentidos. También me parece muy importante que los doctorandos o posdoctorandos puedan realizar estadías de investigación con grupos de primer nivel en el exterior y dentro del país.
-¿Cuándo comenzaron a trabajar con el tema del hidrógeno?
-Empecé a trabajar en el tema del almacenamiento de hidrógeno en el año 2000. En mi cabeza tomó forma la segunda vez que regresé del exterior, en 2005, cuando empecé a trabajar con producción de hidrógeno y almacenamiento. Todo empezó a tomar fuerza. Incorporé gente, aparecieron los primeros doctorandos en esta temática en 2007, se solicitaron subsidios. En 2013, empezamos a incorporar el tema del dióxido de carbono. Desde que uno lo piensa hasta que lo puede concretar no es fácil.
-¿Han avanzado mucho en el estudio de los materiales “atrapa C02”?
-Es interesante destacar que tanto los materiales capturadores de CO2 como los almacenadores de hidrógeno son selectivos. Por ejemplo, si les damos una mezcla de hidrógeno con CO2, producida a partir de etanol y agua, pueden absorber sólo el hidrógeno. Al CO2 puedo separarlo para que quede almacenado en otro material. O al revés. Cuando uno hace el cálculo de ingeniería evalúa qué conviene más para optimizar el proceso, medir a qué temperatura sale la mezcla gaseosa y ver si conviene enfriar o no. Nosotros nos enfocamos en entender el material que realiza esa reacción. Ya entendimos el mecanismo de la reacción de diferentes materiales y lo optimizamos. También lo redefinimos y lo modelamos. Esto es algo que necesitamos para hacer un cambio de escala.
-¿Cuál es el siguiente desafío en su proyecto de investigación?
-Uno de los desafíos es avanzar con un trabajo aunado e interdisciplinario para hacer un cambio de escala, para saltar de la escala laboratorio a escala de un pueblo por ejemplo. En nuestro grupo tenemos físicos, químicos e ingenieros. Pero es necesario que otros actores del sector científico-tecnológico del país participen y hagan el desarrollo. Podríamos tomar un caso de estudio: buscar un pueblo de pocos habitantes y evaluar cómo hacer para implementar las distintas etapas, que puede incluir o no la producción de hidrógeno. También podríamos obtener el hidrógeno de otra fuente, como la energía nuclear, para trabajar en la línea de almacenamiento. Y luego ver si se puede aplicar en ciudades más grandes.
-¿Cuál sería la principal aplicación de la producción del hidrógeno?
-La principal aplicación es la generación de electricidad en regiones que están alejadas del tendido eléctrico. Porque el hidrógeno se usa para quemar en un motor de combustión interna, que es menos eficiente, o en una celda de combustible, que es una tecnología que ya tiene mercado como las baterías de los celulares. Así obtenemos la energía que necesitamos para la actividad cotidiana y el agua, resultando de este modo un proceso de generación de energía amigable con el medio ambiente.
-¿Y qué haría falta para concretar un cambio de escala?
-Se necesita un acompañamiento de políticas, de inversión económica y de modificación de la matriz energética. Pero también de un análisis de costo que incluya como factor el daño ambiental. La generación de energía derivada de la quema de combustibles de fósiles sigue siendo competitiva porque no se incluye en el análisis el impacto a largo plazo en el medio ambiente y en la salud humana. ¿Qué precio tiene? ¿Quién le pone precio?
Por Área de Comunicación del Instituto Balseiro.
