(ISRAEL SÁNCHEZ. REFORMA)
En 2021, a la científica Liliana Romero Reséndiz le impresionaba pensar que, a pesar de haber alcanzado hitos como la llegada a la Luna, la humanidad fuera tan vulnerable ante el pandémico embate del SARS-CoV-2.
“¿Cómo es posible que nuestra tecnología actual no tenga nada para protegernos de contraer enfermedades?”, se preguntaba entonces la doctora en Ciencia e Ingeniería de Materiales, hoy académica de la Facultad de Química de la UNAM.
“Si es un reto al que nos enfrentamos cada día, ¿por qué no tenemos la tecnología suficientemente madura para que cuando nos llegue un reto biológico como el que nos llegó con la pandemia por Covid-19 estemos listos para decir: ‘Mi tren, mi espacio público, mi autobús, mi escuela, no te van a contagiar enfermedades’?”, añade Romero (Ciudad de México, 1990) en entrevista.
Esto es lo que la motivó, cuenta la científica enlazada desde Reino Unido, a elaborar una forma de acero conocido como “heteroestructurado” que no sólo ha demostrado ser seis veces más resistente que el acero convencional y tener un buen nivel de flexibilidad, sino que, por supuesto, también es antimicrobiano.
“Significa que cuando bacterias o virus u hongos o algas están en contacto con la superficie de ese metal no se van a reproducir”, remarca.
“Entonces, imagínate, por ejemplo, que este acero se pudiera usar en un transporte público o en la banca de una primaria. Tú vas a saber que cuando tocas el tubo del que te sostienes en el metro o en el autobús, o cuando la niña o el niño llega a su banca, al tocar ese material y después tocarse la cara o comer algo, no se va a contagiar de enfermedades”.
Este trabajo, que valió a la joven el reconocimiento 25 Mujeres en la Ciencia de la empresa 3M, se encuentra en proceso de patente como el primer acero en el mundo que es al mismo tiempo antimicrobiano y heteroestructurado.
Romero explica que los materiales heteroestructurados se distinguen de los convencionales por estar compuestos de pequeñas partes diferentes que, al combinarse, forman un todo con mejores propiedades que si fuera un todo homogéneo.
La científica lo ilustra diciendo que la aleación convencional, donde se combinan metales mediante fundición, es como hacer una sopa; “todos los ingredientes juntos hacen una solución, y no importa si agarras del fondo de la sopa o de la superficie, de todas formas te va a saber rico, o sea, va a tener esta misma mezcla”.
Si bien los metales heteroestructurados también son producto de aleaciones por estar basados en la combinación de metales, la diferencia radica no en la composición química, sino en el arreglo microscópico.
“Si tienes un microscopio y pones un material heteroestructurado, lo que tú podrías observar es que a lo mejor en un punto se ve como un cristal grandote, y a lo mejor en otro se ve un cristal chiquito.
“Esa combinación entre cristales grandotes y chiquitos es, precisamente, lo que nosotros optimizamos”, subraya Romero. “Es decir, es un proceso largo de saber qué porcentaje de cosas chiquitas y qué porcentaje de cosas grandotas vas a poner juntos para que te dé las propiedades que quieres”.
En el caso del acero con propiedades antimicrobianas, esto se logra por adición de elementos como cobre, zirconio o plata, en cuyas superficies es difícil que las bacterias se reproduzcan; “nuestro acero más exitoso tiene sólo 3 por ciento de cobre, una cantidad muy pequeña.
“En resumen, es una distribución de nanopartículas en todo el volumen del material”, detalla quien trajera a México esta rama emergente de la metalurgia luego de aprenderla directamente con el pionero de la misma, Yuntian T. Zhu, durante una estancia postdoctoral en Hong Kong.
“Ahí fue donde me di cuenta, y dije: ‘A ver, si yo combino algo que la sociedad realmente necesite, por ejemplo, protección biológica, y hago un diseño inteligente de tal manera que me permita meterle esta parte del arreglo heteroestructurado para al mismo tiempo tener mejor durabilidad y mejor rendimiento mecánico, entonces voy a tener algo que realmente apoye a la sociedad’”.
Imagen microscópica de un metal heteroestructurado, donde se observan cristales grandes y pequeños que son optimizados. Crédito: Cortesía Liliana Romero Reséndiz
De regreso en México para incorporarse al Departamento de Ingeniería Metalúrgica de la Facultad de Química de la UNAM, en noviembre de 2022, Romero se convirtió en la primera persona del País en trabajar con materiales heteroestructurados; “de hecho, podría decir que en toda Latinoamérica”, acota, con evidente orgullo, la investigadora hoy reconocida por tal labor.
Opción sustentable para todo uso
Entre las múltiples virtudes del acero heteroestructurado que ideó Romero sobresale que es una alternativa sumamente sustentable. Y es por varias razones.
Por un lado, su elaboración conlleva un proceso de tratamiento térmico, es decir de calentado, de apenas 5 a 60 minutos; “ésa es la forma en la que al final nosotros obtenemos cristales grandotes y chiquitos combinados en el mismo material”, precisa.
“(En contraste), el tratamiento térmico que los metales convencionales requieren para que todo esté grandote va por ahí de cuatro hasta setenta y tantas horas, o sea, son muy largos.
“Entonces, con el heteroestructurado te estás ahorrando tiempo, energía, dinero, porque lo estás produciendo más rápido”, recalca Romero.
Aunado a esto, al tener este nuevo acero una vida útil más larga, se produce menor cantidad de desechos; una menor cantidad de basura metálica va a llegar al ambiente.
Y, finalmente, al fabricar con metales que son más resistentes, se puede reducir la cantidad necesaria para tal producción. Por ejemplo, si para hacer un automóvil con metal convencional se requieren 900 kilogramos de acero, con el acero heteroestructurado se necesitaría menos que eso para producir el mismo vehículo que, en consecuencia, sería más ligero.
“Si este material te da la oportunidad de producir autos, aviones, barcos, trenes, que son más ligeros, entonces también vas a gastar menos combustible, y vas a generar menor cantidad de contaminación al ambiente”, apunta Romero.
Ello, la industria del transporte, es una de las áreas donde este acero heteroestructurado tendría una gran aplicación. Pero no sólo ahí, sino también en el ámbito de la construcción, en el almacenamiento de alimentos y hasta en el área médica para producir, por ejemplo, agujas y una amplia gama de dispositivos clínicos.
Básicamente, sostiene Romero, este nuevo acero puede sustituir al convencional en cualquier uso, aunque hay ciertas consideraciones a tomar; “por ejemplo, si yo quiero un metal para mis aretes, no necesito el mismo tipo de propiedades que el metal para la estructura de mi casa”.
“Cuando son aplicaciones sencillas como mis aretes, que no requieren una gran durabilidad o un maravilloso rendimiento, te conviene usar algo que sea súper barato. El acero heteroestructurado y antimicrobiano es mucho más barato que lo que la industria produce hoy, pero aún así, si tú lo comparas con puro acero, el más simple, que es prácticamente sólo hierro y carbono, a lo mejor ése te sigue saliendo un pelín más barato.
“En resumen, sí puede usarse en todas las aplicaciones metálicas, sí puede reemplazar todos los aceros, siempre y cuando vaya de acuerdo a lo que la aplicación requiere”, agrega. “Si tú comparas este acero heteroestructurado con los metales o las aleaciones que actualmente te ofrecen beneficios antimicrobianos, definitivamente el nuestro es al menos tres veces más barato”.
Para consolidar esa sustitución del material convencional, Romero señala que hace falta, primero, que se concrete el registro de patente, lo cual puede tomar algunos años. Y, en segundo lugar, una mayor difusión de que esto existe.
La investigadora celebra por esto último la gran visibilidad que tuvo su trabajo gracias al reciente reconocimiento de 3M; “afortunadamente, gracias a esa difusión, ya estoy en pláticas con un par de empresas que tienen interés en este tipo de acero, una en México y una en Inglaterra”.
Entre implantes y autos
El trabajo de Romero le ha granjeado varios apoyos internacionales, como la beca del programa Marie Sklodowska-Curie, de la Unión Europea, o la Juan de la Cierva, del Ministerio de Ciencia e Innovación de España.
Esta última, detalla la investigadora, es para impulsar el desarrollo de biomateriales como los utilizados en implantes ortopédicos.
Romero señala que la aleación más común que se usa hoy en día para tal fin es la de titanio con aluminio y vanadio (Ti-6Al-4V); “pero tiene un problema: el vanadio está relacionado con cáncer en la sangre, y el aluminio, con Alzheimer. O sea, son tóxicos”.
“Sin embargo, se utiliza porque es barata de producir y se puede emplear a gran escala”, continúa la científica.
“Entonces, para evitar esto, que tengan mejor vida útil y que no sean dañinas al cuerpo humano, una parte de mi investigación también es desarrollar aleaciones de base titanio, pero reemplazar el aluminio y el vanadio por otros elementos metálicos diferentes. Y también lo trabajo con arreglos heteroestructurados para hacerlos más durables”.
La beca Marie Curie, por la cual actualmente se encuentra realizando una estancia en la Universidad de Bournemouth, en Reino Unido, está relacionada con el desarrollo de aceros heteroestructurados para la industria automotriz; “que tengan una mayor vida útil y, como dije, que te hagan el auto más ligero para que gaste menos combustible, o sea, para que sea más eficiente y sustentable”.
‘También puedo ser líder’
Lo que más emocionó a Romero de ser parte del reconocimiento 25 Mujeres en la Ciencia fue la posibilidad de servir como modelo e inspirar a nuevas generaciones.
“Me emocioné porque me imaginé a niñas, a adolescentes, que van a leer la noticia y van a decir: ‘Si Liliana pudo, quiere decir que yo también. Yo también puedo ser ingeniera, también puedo ser doctora, también puedo crear, puedo ser una líder, puedo trabajar en el extranjero o en México, y puedo lograrlo’”, comparte la investigadora, resaltando que un campo como el de la Metalurgia la brecha de género aún es muy amplia.
“Para que te des una idea, cuando yo estaba estudiando mi ingeniería (en Metalurgia y Materiales), en el primer semestre éramos casi 150 estudiantes, y yo sólo puedo recordar a dos compañeras y yo; o sea, 3 mujeres entre casi 150”.
Romero narra que, dada su facilidad por las matemáticas, desde muy joven decidió que quería ser ingeniera civil o arquitecta. Y fue su paso por el Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos (CECyT) 7, del IPN, lo que finalmente la puso frente a frente con la Metalurgia.
La profesora que le impartía esa clase se dio cuenta de lo mucho que le gustaba a la joven Liliana, y le aconsejó visitar la Escuela de Ingeniería Química e Industrias Extractivas (Esiqie), donde experimentó el amor a primera vista.
“Yo entré a los laboratorios, y desde que los vi dije: ‘¡Guau, yo quiero estar aquí!’. Me enamoré”, dice Romero. “Recuerdo con mucho cariño a aquella maestra porque prácticamente an ella le debo esto que estoy haciendo, fue la que me orientó”.
Ya una vez cursando la carrera, la futura investigadora confrontaría todos esos roles e ideas que tradicionalmente suelen imponerse a las mujeres.
“Desde que somos niñas se nos enseña el ‘Tienes que ser delicada, ser dulce, tienes que ser amable, cuidar a otros’. Después de mi primer año de carrera, aprendí más de mí, aprendí que a lo mejor si yo quiero puedo ser delicada, puedo ser dulce. Pero no es todo.
“También puedo ser una líder, también puedo tener temas de conversación diferentes, puedo ser fuerte, también puedo ser muy buena en, por ejemplo, fundir un metal, en a lo mejor un proceso de deformación”, prosigue Romero. “Entonces, esa oportunidad me hizo realmente llevarme más allá de los límites tradicionalmente aceptables para una mujer. Y realmente te puedo decir que aprendí mucho más de mí”.
¿Qué habría sido distinto de estar rodeada de más mujeres?
Tal vez no hubiera aprendido qué tan fuerte soy, emocionalmente, físicamente, que puedo ser líder. Tal vez me hubiera quedado con estos estereotipos de ‘Me tengo que ver bonita, tengo que ser dedicada, tengo que cuidar a otros’. Y tal vez no me hubiera impulsado más a decir: ‘Yo también puedo estar al frente de un grupo, yo también puedo tener ideas, puedo crear’. Yo creo que es eso, si no me hubiera salido de la zona de confort, probablemente no hubiera aprendido más de mí.
