Constanza Cruz, académica del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental de la casa de estudios, realizó una pasantía en la Universidad de Warwick en el Reino Unido, enfocada en comprender los mecanismos de degradación de baterías de litio y contribuir al desarrollo de tecnologías más eficientes y sostenibles.

Fortalecer la colaboración internacional en el estudio de baterías de litio y así mejorar su estabilidad, eficiencia y vida útil fueron algunos de los objetivos de la pasantía que la académica del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Técnica Federico Santa María (USM), Constanza Cruz, realizó en la Warwick Manufacturing Group (WMG), de la Universidad de Warwick en el Reino Unido.

La estadía se desarrolló en el equipo de materiales y celdas para baterías liderado por el profesor  Louis Piper, en el marco de una Visiting Research Fellowship financiada por The Faraday Institution.

Según explicó Constanza Cruz, el propósito de este viaje fue obtener mayor conocimiento en las baterías de litio, “particularmente en el entendimiento de sus mecanismos de degradación bajo condiciones reales de operación, combinando el comportamiento electroquímico con técnicas avanzadas de caracterización ex situ, y operando de rayos X (in situ)”, con lo cual, señaló, se podrán desarrollar estrategias orientadas a mejorar  la estabilidad, eficiencia y la vida útil de las baterías fundamentales para la transición energética y la electromovilidad debido a su capacidad de almacenar energía.

Investigación

El trabajo de la académica se centró en el análisis de celdas de gran formato, específicamente de tipo LiMnFePO₄ (LMFP), con el objetivo de relacionar su desempeño electroquímico con cambios estructurales, morfológicos y composicionales a lo largo de su envejecimiento.

Para ello, se utilizan técnicas electroquímicas avanzadas, técnicas de caracterización espectroscópicas, integradas con estudios operando de rayos X que permiten observar el comportamiento interno de los materiales en tiempo real durante el funcionamiento de la batería.

“Este enfoque permite construir una visión integral de los mecanismos de degradación, identificando los factores que limitan el desempeño de las baterías en condiciones reales”, detalló la investigadora.

Impacto en Chile

Constanza Cruz precisó que este tipo de estudios tiene un impacto relevante  en Chile, considerando su rol estratégico en la producción mundial de litio. “Chile enfrenta el desafío de avanzar hacia la generación de mayor valor agregado, por lo que esta investigación contribuye a fortalecer capacidades en desarrollo de materiales, desempeño de baterías y reciclaje”.

De la misma forma, la experiencia también abre nuevas oportunidades de colaboración entre la USM y la Universidad de Warwick, incluyendo el desarrollo de proyectos conjuntos y el intercambio académico. “Este vínculo permite consolidar redes de colaboración entre Chile y el Reino Unido, promoviendo la investigación en almacenamiento de energía desde una perspectiva global y colaborativa”, concluyó Constanza Cruz.

El investigador y exalumno de ingeniería civil Química de la Universidad Técnica Federico Santa María (USM), Matías Alvear, fue reconocido en Helsinki, Finlandia, con el premio a la mejor tesis doctoral del periodo 2023–2025, por su investigación realizada en la Universidad Åbo Akademi cuyo objetivo fue desarrollar procesos más eficientes y sostenibles para la industria y el medio ambiente.

El reconocimiento fue otorgado por la Sociedad Finlandesa de Catálisis, que cada tres años entrega este tipo de galardones, a investigadores que llevan a cabo estudios que aporten a distintas áreas del estudio de procesos catalíticos que, en el caso Alvear se relaciona con la producción sustentable de precursores del plástico.

“Epoxidación de olefinas ligeras sobre silicatos de titanio” es el nombre de la tesis del exalumno del Departamento de Química y Ambiental de la USM, quien explicó que “logramos desarrollar un nuevo proceso químico que fue patentado, lo que demuestra su aplicación real en la industria”.

Proceso competitivo

El premio considera tesis desarrolladas en distintas universidades de Finlandia en el área de catálisis, en un proceso altamente competitivo que incluye evaluación externa. En este contexto, el exalumno de la USM destacó entre cientos de investigaciones. “Juntaron todas las tesis del área y eligieron la mía como la mejor de todo Finlandia. Es una gran sorpresa, porque hay muy buenos científicos trabajando en este país”, detalló Alvear.

Asimismo, valoró el carácter colectivo del logro: “Es un lindo reconocimiento que refleja el trabajo de muchas personas que me ayudaron y apoyaron. Es también un premio al trabajo en equipo y a la colaboración internacional”, agregó.

De la USM al mundo

Matías Alvear inició su formación en la Universidad Técnica Federico Santa María, donde estudió Ingeniería Civil Química, base que —según destacó— fue clave en su desarrollo profesional. “Siempre es importante la base. La formación que recibí en la universidad, especialmente en áreas como fenómenos del transporte junto con transferencia de calor y materia, fue fundamental para poder avanzar en investigación”.

Tras egresar, continuó sus estudios de maestría en el Politécnico di Milano, para luego trasladarse a Finlandia, donde desarrolló su doctorado. Posteriormente, realizó un postdoctorado en la University of Wisconsin–Madison y actualmente se desempeña como científico en Johns Hopkins University, en Estados Unidos.

“Luego de mi doctorado, trabajé en el desarrollo de procesos sustentables para abordar desafíos como el calentamiento global y la crisis de los plásticos. Hoy continúo en esa línea, con foco en soluciones químicas con impacto ambiental positivo”, comentó.

Ciencia para el futuro

El trabajo del investigador no solo tiene relevancia académica, sino también implicancias en desafíos globales como la transición energética y la economía circular.

“Mi área de desarrollo se relaciona con temas clave como el hidrógeno verde, la economía circular y la explotación de tierras raras. El desarrollo de procesos productivos que permitan cuidar el planeta es fundamental para el futuro”, sostuvo.

En esa línea, su investigación también apunta a optimizar procesos industriales para reducir residuos. “Buscamos mejorar la eficiencia en la producción de productos químicos, evitando la generación de desechos y haciendo más sustentable la industria química”, puntualizó.

Dr. Pablo Aránguiz Urroz, académico de la Escuela de Química y Farmacia de la Facultad de Medicina, UNAB Sede Viña del Mar.

El uso de la inteligencia artificial (IA) ha ido aumentando en todos los sectores de la sociedad, y en la industria farmacéutica supone una nueva revolución para el diseño y desarrollo de nuevos medicamentos, permitiendo una aceleración del proceso.

La IA es un sistema tecnológico que involucra una variedad de redes y herramientas avanzadas que imitan la inteligencia humana. Utiliza software que puede interpretar y aprender desde datos disponibles para realizar decisiones independientes para alcanzar objetivos específicos. Dentro de sus aplicaciones, la IA es capaz de percibir y reconocer patrones, memorizar, identificar y optimizar procesos y controles.

En el área de la salud ya existen algunas herramientas que han sido desarrolladas basadas en sistemas IA, por ejemplo, mediante el supercomputador IBM Watson, se diseñó una herramienta para ayudar en el análisis de los datos del paciente, lo que resulta en sugerencias de estrategias de tratamiento para el cáncer. Este sistema también se puede utilizar para la detección rápida de enfermedades, lo que queda en evidencia al demostrar su capacidad para detectar el cáncer de mama en tan solo 60 segundos.

Se puede imaginar la participación de la IA en el desarrollo de un producto farmacéutico desde el origen en el diseño del medicamento hasta su aplicación al paciente. Esta herramienta tecnológica puede ayudar al diseño racional de fármacos; apoyar en la toma de decisiones; determinar la terapia adecuada para un enfermo; y gestionar los datos clínicos generados y utilizarlos para el desarrollo futuro de medicamentos. Asimismo, ayuda en la toma de decisiones en el área de marketing, venta e inversión de productos farmacéuticos.

El proceso de descubrimiento y desarrollo de un fármaco puede llevar más de una década y cuesta en promedio 2800 millones de dólares estadounidenses. La IA puede reconocer los compuestos principales y con mayor probabilidad de éxito, y proporcionar una validación más rápida del objetivo del fármaco y la optimización del diseño de la estructura de este. De hecho, varias empresas biofarmacéuticas, como Bayer, Roche y Pfizer, se han asociado con empresas de innovación tecnológica (TI) para desarrollar plataformas de IA para el descubrimiento de terapias en áreas como la inmuno-oncología y las enfermedades cardiovasculares.

La IA aplicada a procesos de producción en la industria farmacéutica también ha demostrado impulsar eficazmente una mejora en la eficiencia y calidad de la producción mediante la automatización de ciertos procesos, y ha sido aplicada exitosamente en la síntesis y manufactura de fármacos usados con diversas indicaciones como sildenafil (para la disfunción eréctil), difenhidramina (antialérgico) y rufinamida (antiepiléptico).

A pesar de sus ventajas, la IA enfrenta algunos desafíos importantes en el manejo de la información, como la escala, el crecimiento, la diversidad y la incertidumbre de los datos.

En este sentido, todo el éxito de la IA depende de la disponibilidad de una cantidad sustancial de datos, ya que estos datos se utilizan para la formación posterior que se proporciona al sistema. El acceso a los datos de varios proveedores de bases de datos puede generar costos adicionales para una empresa, y los datos también deben ser confiables y de alta calidad para garantizar una predicción precisa de los resultados.

Otros desafíos que impiden la adopción completa de la IA en la industria farmacéutica incluyen la falta de personal calificado para operar plataformas basadas en IA, presupuesto limitado para organizaciones pequeñas, aprensión de reemplazar humanos que conduce a la pérdida de empleos, escepticismo sobre los datos generados por IA y el fenómeno de la caja negra (es decir, la incertidumbre de cómo la plataforma de IA llega a sus conclusiones).

La preocupación más importante con respecto a la incorporación de estas tecnologías es la pérdida de empleos que se produciría y las estrictas regulaciones necesarias para la implementación de la IA. Sin embargo, estos sistemas están destinados solo a facilitar el trabajo y no a reemplazar completamente a los humanos.

Finalmente, y a pesar de que actualmente no hay medicamentos en el mercado desarrollados completamente basados en IA y considerando que aún quedan desafíos específicos con respecto a la implementación de esta tecnología, es muy probable que la IA se convierta en una herramienta indispensable en la industria farmacéutica en un futuro cercano.