Por Eliette Angel V.
Cuando tenía 21 años, el doctor William Tiznado, investigador del Departamento de Ciencias Químicas de la UNAB, realizó una pasantía en el Instituto Peruano de Energía Nuclear (IPEN). Su trabajo era ayudar en un proyecto internacional cuyo objetivo era dilucidar si las teorías sobre las rutas de comercio entre las culturas pre-incáicas (anteriores a 1438) eran ciertas o no. Su única herramienta de información eran trozos de cerámicas -vajillas y herramientas- de hace cientos de años. Este trabajo que se asocia más a arquéologos, requería del apoyo fundamental de químicos como Tiznado.
Imaginemos dos poderosas culturas antes de la llegada de Colón: los Wari, cuya capital estaba en lo que hoy es Ayacucho (sudeste de Lima) y los Lambayeque, ubicados más al norte. Cada cultura tenía su propio estilo en sus cerámicas. Entonces si se encontraba un plato considerado Wari más al norte de sus dominios era porque tenía comercio con los Lambayeque y así con diversas culturas. Pero esta distinción no siempre era del todo exacta. Los estilos, en ocasiones, podían comenzar a mezclarse o los cerámicos estaban deteriorados para su identificación. ¿Cómo saberlo a ciencia cierta?
Las cerámicas guardaban en su interior información clave: unos elementos químicos llamados “tierras raras”. “Solamente se encuentran en ciertas concentraciones en lugares muy específicos. Entonces son como una huella digital de cada región”, explica con su habitual calma el doctor Tiznado.
Entonces el objetivo de los químicos en el proyecto, bajo la dirección del doctor Eduardo Montoya Rossi, era analizar e identificar esas tierras raras. Todo un desafío porque era como buscar una aguja en un pajar: sus cantidades eran ínfimas. Para lograrlo, debían pulverizar fragmentos de cerámicas rotas, y luego exponerlos a un haz de neutrones en el reactor nuclear del IPEN, para volverlos radioactivos y así detectar las tierras raras (técnica llamada “Análisis por Activación Neutrónica”).
“Era una explosión, era realmente impresionante”, recuerda Tiznado, quien si bien siempre le había gustado la ciencia, quería estudiar una carrera más tradicional, como odontología o alguna ingeniería, pero el puntaje que logró en su primer examen de ingreso no fue suficiente. Aunque le iba bien en el ramo, lo suyo con la química no fue un amor a primera vista, sino que una relación que con el tiempo fue dando frutos. Su práctica -realizada entre 1996 y 1997-, le dio la convicción total de que había elegido bien su camino profesional.
Quiero ser científico
“Fue un proyecto gigantesco, el primero serio en Perú, que identificó las rutas de comercio y rompió paradigmas. Respecto a las mismas muestras que se analizaron, arqueólogos muy serios y respetados habían declarado, por ejemplo: ‘Esta es cerámica Wari’. Y no era así. La ciencia dura ayuda en ese sentido. Es como cuando dices: ‘Él es su padre biológico’. Pero le haces el ADN y no lo es. Eso fue una experiencia increíble, ¡boom!”, detalla.
Y añade: “Durante mi práctica también tuve acceso a la bibliografía científica, y ya empecé a tener el bichito de: ‘Oye, quiero formarme como científico, hacer posgrados y volverme especialista en algún área de la química’”.
Para seguir ese camino, debía dejar su natal Perú. “En ese entonces, allá no habían posibilidades de seguir formándome como científico, mi única opción como químico era irme a una industria”, reflexiona. Se trató de una decisión no menor considerando que Tiznado siempre fue muy apegado a su familia. En 2002 ganó una beca del Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD), de su Programa Regional de Becas, para cursar su doctorado en Química en la Universidad de Chile. Fue la primera vez en su vida que tomó un avión. Al llegar a nuestro país, una de sus primeras tareas fue decidir a qué área de la química quería dedicarse. Su camino había estado vinculado con la química analítica. Pero en la Universidad de Chile el área de la química teórica y computacional eran muy reconocidas.
“En Perú el área de química teórica no estaba implementada, no la conocía. Entonces yo pensaba que si me iba por esa rama me iba a dedicar a leer libros, estar de bibliotecario”, comenta entre risas. Fue un coterráneo que ya llevaba años en el doctorado, Badhin Gómez, que le empezó a hablar maravillas de esta área. Fue tal su pasión y la de sus colegas, que pensó: “Algo bueno debe tener la química teórica”.
¿Recuerda cómo le enseñaron la estructura del átomo en el colegio? Que el átomo es un núcleo con electrones orbitando a su alrededor. ¡Bienvenidos a la química teórica! “Este modelo del átomo son los primeros intentos de utilizar la mecánica cuántica para entender esta mínima unidad llamada átomo que, al conglomerarse, va formando estructuras mas complejas de la materia”, detalla el investigador, quien se sumó a la UNAB en 2009.
“La química teórica es fundamental para entender cómo funciona estos procesos. Eso no lo puedes entender solamente con experimentos en el laboratorio, necesitas conceptualizarlo y tener un formalismo que permita racionalizar sobre estos fenómenos”, agrega el doctor Tiznado, quien también forma parte del comité académico de su doctorado en Fisicoquímica Molecular.
El siguiente paso: una línea de investigación
Una rama derivada de la química teórica consiste en el uso de software para simular y evaluar fenómenos relacionados con la química. Se trata de la química computacional, que permite simular diversas propiedades y procesos relacionados con los cambios de la materia. “No es antojadizo, el software se guía bajo las reglas de un formalismo, como la mecánica clásica o la mecánica cuántica”, dice. Tiznado ha desarrollado su carrera principalmente como químico computacional. “Permite una mayor productividad”, confiesa y prueba de ello es casi su centenar de publicaciones. Aunque también realiza investigación colaborativa en los ‘formalismos’ de la química teórica.
Sobre su línea de investigación, un día entró a la oficina de su supervisor de doctorado, Patricio Fuentealba, quien le mostró las carpetas de las distintas áreas de interés en el grupo. “Los cluster atómicos es una de las menos desarrolladas”, le dijo. “Entonces eso quiero investigar”, le respondió Tiznado. Y ese es el camino que principalmente ha seguido.
Los clusters atómicos se producen cuando se empiezan a juntar un grupo de átomos: no es ni el átomo individual ni llega a formarse el material. Están en el intermedio y sus características son peculiares.
Por ejemplo, tenemos un átomo de cobre (Cu) con sus propiedades. Luego lo juntamos con otro átomo y formamos Cu2, que tiene otras propiedades, diferentes a las del átomo solo y a las del material de cobre. Con un átomo más, el Cu3 es diferente al átomo individual y a Cu2. Y así sucesivamente.
“Si combinas hasta 100 átomos, puedes tener 100 clusters diferentes con sus propiedades, y con características súper interesantes. En cambio, si juntas un pedazo de cobre con otro, sólo tienes un material de cobre más grande, con las mismas propiedades”, explica. Y agrega: “Eso es lo interesante, el rango de posibilidades. Esas características uno las puede estudiar a nivel teórico muy bien. También hay sofisticados experimentos a nivel gaseoso”.
Teoría y realidad
Pero los cluster no son sólo teoría. Existen en el extremo aislamiento del espacio interestelar. Allí pueden encontrarse clústeres atómicos, que provienen de la explosión de una lejana estrella. “Ese es el requisito para que los clusters existan, que estén aislados. Porque si esos clústeres se combinan con otra cosa (otros clústeres o moléculas), se van convirtiendo en materiales cuyas propiedades persisten independientes de su tamaño”, comenta. También se forman clústeres cuando alguien fuma o quema madera, pero estos rápidamente se combinan con otros compuestos.
Quizás uno de los clusters más famosos es aquel formado por 60 átomos de carbono, C60. Como los átomos se distribuyen en forma de esfera (como los domos geodésicos), se les bautizó fullerenos, en honor al arquitecto estadounidense que creó estas estructuras, Buckminster Fuller.
“El fullereno tiene propiedades muy diferentes del grafito o el diamante, que son las formas alotrópicas del carbono más conocidas (distintas formas del carbono en estado sólido). Allí está el interés de estas especies de clusters atómicos, que son exóticas, pero que tienen propiedades espectaculares. Cuando se logre la tecnología para manipularlas, pues vamos a tener una gama de materiales con diversas propiedades”, sueña el doctor Tiznado.
El investigador considera que aunque sus aplicaciones en tecnologías aún no sean comunes, el solo hecho de estudiar los clústeres atómicos, sus propiedades y por qué no obedecen las reglas tradicionales de la química, permite expandir las teorías o modelos existentes.
“Es un poco como lo que sucede con las guerras, catapultan el desarrollo de metodologías y tecnologías, como internet, los viajes al espacio o el GPS. En este caso, quizás no llegue a masificarse la síntesis de estas especies exóticas, pero sí inspiran y promueven el desarrollo de nuevas metodologías, y esas metodologías se empiezan a utilizar para el estudio de cualquier sistema químico”, opina.
Y aunque el investigador intentó volver a Perú cuando finalizó su doctorado en 2006, finalmente Tiznado echó raíces en nuestro país, formando su familia y un grupo de investigación bien establecido.
“En Chile pude seguir formándome y eso es súper importante. Al costo que da retirarte de tu país, familia, gente querida. Pero siento que si no hubiese tenido esa oportunidad, habría vivido con esa falencia”, reflexiona este amante de la cocina peruana. Sus especialidades son los clásicos lomo saltado, arroz chaufa y ceviche. “En la cocina me vuelvo químico experimental”, dice entre risas.
