Recientemente, se incorporó a la Facultad de Ciencias de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC), específicamente al Departamento de Química Ambiental, la académica Dra. Rocío Durán. Licenciada en Química y Doctora en Química de la Pontificia Universidad Católica de Chile, Rocío Durán comenzó a especializarse en la química computacional, trabajando desde la perspectiva de la química cuántica.
Además, posee experiencia en el área de investigación en la Universidad Bernardo O’Higgins y en la Universidad de Talca, en el Centro de Bioinformática, Simulación y Modelado (CBSM). “Postulé a la UCSC a través de un concurso interno de la Facultad de Ciencias, que buscaba patrocinar un proyecto para la incorporación de un académico o académica en el Departamento de Química Ambiental, con un enfoque en el estudio de contaminantes en el ambiente. Se trata de un proyecto de Instalación en la Academia, patrocinado por una institución de educación superior”, comentó respecto al origen de la postulación.
Luego, se realizó una postulación oficial, con un proyecto asociado a las estrategias y desafíos institucionales referido a mejorar su trayectoria académica y se concursó a nivel nacional para obtener la adjudicación de éste y así fortalecer su línea de investigación. “La química computacional es una herramienta poderosa que utiliza métodos computacionales para modelar y prever el comportamiento de sistemas químicos, facilitando el entendimiento de mecanismos de reacción. Utilizamos diversos softwares para cálculos de estructura electrónica con el fin de modelar y entender las reacciones químicas que toman lugar en la atmósfera”, explicó.
En la química computacional se pueden estudiar diversas temáticas asociadas a las distintas áreas de la química, como la química orgánica, inorgánica, electroquímica, fisicoquímica, entre otras. Sin embargo, la Dra. Rocío Durán se ha enfocado en la química atmosférica, particularmente en el estudio de las reacciones químicas de compuestos emitidos por árboles nativos y su interacción con los contaminantes presentes en la atmósfera. “Estudiamos ciertos compuestos orgánicos volátiles emitidos a la atmósfera por el bosque esclerófilo, que interactúan con contaminantes atmosféricos y con moléculas presentes en la troposfera. La idea es modelar estas reacciones y caracterizar los productos obtenidos”, complementó.
Línea de investigación
La académica enfoca su estudio en el área de los terpenos, principalmente en los monoterpenos, que son compuestos orgánicos volátiles derivados del isopreno, un hidrocarburo insaturado de 5 átomos de carbono. La concentración de estos compuestos volátiles varía según la especie del árbol. “Estudio árboles del bosque esclerófilo en mi Fondecyt de Iniciación, entre los que destacan el maitén, el peumo, el espino y el pimiento. Estos liberan una mayor concentración del terpeno linalool, una molécula que, tras reaccionar en la atmósfera, genera productos que presentan una gran cantidad de sitios favorables para interactuar con las moléculas de vapor de agua”, explicó.
La académica además trabaja en la reducción de la conversión del ozono troposférico, el cual es un contaminante secundario y un gas de efecto invernadero, a través del estudio de la cinética de las reacciones que toman lugar con los compuestos que emite el bosque nativo. De tal manera, estos compuestos reaccionan reduciendo así la concentración del ozono.
“Los compuestos orgánicos volátiles reaccionan con el ozono a través de mecanismos de varias etapas que incluyen reacciones de ozonólisis, retrocicloadición, y cicloadición 1,3-dipolar, generando así productos de reacción. Estos productos tienen la característica de ser altamente probables precursores de núcleos de condensación de nubes. Un ejemplo es el linalool, que reacciona con el ozono. Realizamos simulaciones computacionales para evaluar estas reacciones, seleccionando posteriormente la que presenta la mejor cinética. El producto resultante se caracteriza mediante simulaciones de dinámica molecular clásica, que emulan las condiciones atmosféricas (presión, temperatura y densidad de gases), permitiendo estudiar la capacidad de nucleación de los productos favorecidos cinéticamente”, explicó.
La problemática medioambiental por un lado tiene relación con la reducción del contaminante atmosférico, que es el ozono. El ozono troposférico es un gas incoloro e imperceptible (visualmente), lo que hace que su presencia pase desapercibida y, en consecuencia, sus efectos sobre los seres vivos también sean menos evidentes. Sin embargo, los árboles pueden contribuir a mitigar este problema al convertir el ozono en compuestos que pueden actuar como precursores de núcleos de condensación de nubes, favoreciendo así la formación de nubes y precipitaciones.
Parte de sus motivaciones para ingresar a la Facultad de Ciencias, es el potencial del trabajo colaborativo. “La UCSC me atrajo porque considero que aquí es posible desarrollar un enfoque multidisciplinario. Aunque mi especialización es en el ámbito computacional, estoy convencida de que colaborar con las investigadoras e investigadores de esta institución me permitiría integrar y ampliar mi línea de investigación”, finalizó.
Sobre el proyecto de Instalación a la Academia, estará ligado al proyecto Fondecyt Iniciación, pero ampliará el objeto de estudio para incluir el bosque templado, enfocándose principalmente en los compuestos emitidos por árboles del género Nothofagus. “También enfatizamos en la perspectiva de género, con el objetivo de contribuir a la reducción de la brecha de género, mediante la integración de esta perspectiva tanto en la investigación como en la docencia, utilizando diversas estrategias y herramientas que he adquirido en el último tiempo, a través de cursos y talleres”, complementó.
La Dra. Durán estará ligada a la carrera de Química Ambiental y, además participará en el Postgrado de la Facultad de Ciencias UCSC.