Red Nanomat: la apuesta de seis universidades públicas para resolver los retos en energía y agua de las regiones

El Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM) de la Universidad del Valle lidera la apuesta por el desarrollo de nanomateriales aplicables a tecnologías de gestión del agua y la energía.

En el marco de un proyecto financiado por el Sistema General de Regalías (SGR), seis universidades públicas conformaron la Red Nanomat, una alianza estratégica orientada al desarrollo de conocimientos y tecnologías en nanociencia y la nanotecnología, enfocados en afrontar los retos asociados con la gestión del agua y la energía en diferentes regiones del país. La iniciativa, liderada por el Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM) de la Universidad del Valle, busca fortalecer las capacidades en ciencia, tecnología e innovación (CTeI) de las instituciones participantes, mediante la adquisición de equipos, el impulso a la investigación y la promoción de la apropiación social del conocimiento.

Nanociencia y nanotecnología: campos clave para la sostenibilidad mundial

Para la ONU, el cumplimiento de la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible está profundamente transversalizado por la ciencia, la tecnología y la innovación. Particularmente, en 2021, el organismo destacó a la nanotecnología como una de las áreas de vanguardia con mayor potencial para aportar a la solución de desafíos globales; como la crisis ambiental, la inseguridad hídrica y la transición energética; además de impulsar la productividad y la sostenibilidad a nivel mundial.

La importancia de la nanotecnología radica en que constituye la aplicación práctica de la nanociencia, un campo que estudia los fenómenos, las propiedades y los comportamientos de la materia a escala nanométrica (entre 1 y 100 nanómetros; es decir, la millonésima parte de un milímetro). A esta dimensión, los átomos, compuestos y materiales pueden presentar variaciones significativas en sus características químicas, físicas, biológicas, térmicas y mecánicas, como cambios en su conductividad eléctrica o en su resistencia. Así, el estudio de estos permite el diseño, la manipulación y la fabricación de nuevos materiales, dispositivos y sistemas más eficientes y funcionales en múltiples procesos a nivel macro.

El potencial de la nanociencia y la nanotecnología no ha pasado desapercibido en el mundo. Según la ONU, entre 1996 y 2018 se publicaron 152.359 artículos científicos y se registraron 4293 patentes relacionadas. Además, se estima que este sector alcanzó un valor de 2,23 mil millones de dólares durante este año, con inversiones concentradas principalmente en naciones industrializadas, como Estados Unidos, China y Alemania. Sin embargo, en los países en vía de desarrollo también se adelantan investigaciones prometedoras.

Un campo con grandes desafíos en Colombia

En Colombia, la investigación en nanociencia y nanotecnología enfrenta grandes retos en materia de financiación y talento humano.

En Colombia, la investigación en nanociencia se enfoca en la síntesis, el diseño y la caracterización de materiales con aplicaciones en sectores como la salud, la energía, la agricultura, la minería, la electricidad, el textil, la electrónica y las TIC. Gran parte de estos desarrollos se lleva a cabo en las universidades públicas, que concentran el 52 % de los grupos de investigación del país y generan el 51,6 % de las publicaciones científicas anuales. No obstante, su labor enfrenta desafíos significativos, entre ellos:

• Limitado financiamiento: Colombia invierte apenas entre el 0,21 % y el 0,31 % del PIB en CTeI, lejos del 3,02 %, promedio de los países de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE).
• Déficit de talento humano: mientras en Estados Unidos se gradúan más de 57.000 doctores cada año, en Colombia lo hacen menos de 1400.

Una iniciativa nacional para impulsar la investigación nano

Edgar Mosquera, Noralba Martínez y Adriana Niño, investigador principal, gerente y directora científica del proyecto, respectivamente.

Ante este panorama, nació el proyecto Fortalecimiento de las capacidades en CTeI y transferencia de conocimiento en nanociencia y nanotecnología aplicadas a energía y agua, financiado a través de la Convocatoria 36 de la Asignación para la Ciencia, Tecnología e Innovación del SGR y ejecutado por la Universidad del Valle.

“Con este proyecto, buscamos fortalecer las capacidades regionales en investigación e innovación en energía y gestión del agua, mediante el desarrollo y aplicación de tecnologías basadas en nanomateriales”, explicó Edgar Eduardo Mosquera Vargas, docente del Departamento de Física de Univalle e investigador principal del proyecto.

El proyecto tiene tres objetivos estratégicos:

• Generación de nuevo conocimiento: a través de investigaciones experimentales, teóricas y aplicadas en materiales funcionales con potencial para contribuir a la gestión del agua y a la generación y almacenamiento de energía.
• Fortalecimiento de la infraestructura científica: mediante la adquisición de equipos de última generación para los laboratorios que hacen parte de la red Nanomat.
• Apropiación social del conocimiento: a través de programas de formación STEAM (ciencia, tecnología, ingeniería, arte y matemáticas), foros consultivos, semilleros de investigación e intercambios con comunidades.

Red Nanomat: una alianza interregional para impulsar la nanociencia

Para lograr dichos objetivos, se conformó la Red Nanomat, integrada por la Universidad del Atlántico, la Universidad de los Llanos, la Universidad del Quindío, la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, la Universidad de la Amazonía y la Universidad del Valle. Esta alianza es clave porque combina trayectorias investigativas consolidadas (que facilitan la articulación interinstitucional) con una distribución geográfica diversa, lo que otorga al proyecto un verdadero alcance nacional.

“Si bien la alianza se conforma en el marco del proyecto, estas universidades ya contaban con una experiencia investigativa importante. Ahora, con esta iniciativa, se fortalecerán sus capacidades mediante la adquisición de equipos, el incentivo a la investigación y la divulgación del conocimiento, todo coordinado desde la Universidad del Valle”, destacó Adriana Katerine Niño Vargas, docente de la Escuela de Ingeniería Química de Univalle y directora científica del proyecto.

El Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM) de la Universidad del Valle es un referente en nanociencia en el país.

La dirección del proyecto está a cargo del Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM) de la Universidad del Valle. Este instituto, creado en 2005, cuenta con diez grupos de investigación reconocidos por MinCiencias, líderes en el estudio del nanomagnetismo y en el desarrollo de materiales compuestos, recubrimientos avanzados y materiales funcionales con aplicaciones en gestión de salud, energía, agua y medioambiente.

“El reconocimiento y la experiencia del CENM son las razones por las que lidera el proyecto. En el sector público, somos referentes en investigación en nanociencia y nanotecnología, y, con esta iniciativa, buscamos fortalecer nuestras capacidades y las de las demás regiones participantes”, señaló Noralba Martínez Lozano, administradora del CENM y gerente del proyecto.

Impacto nacional: ciencia y tecnología para los desafíos energéticos e hídricos

Se espera que, con este proyecto, los departamentos de Atlántico, Meta, Quindío, Caquetá, Boyacá y Valle del Cauca fortalezcan sus capacidades en CTeI en nanociencia y nanotecnología, desarrollando soluciones a los retos locales en los sectores energético e hídrico.

“Primero, los 26 investigadores vinculados estudiarán y desarrollarán diferentes materiales a escala nano: aleaciones, óxidos metálicos, polímeros compuestos, biocarbones, etc. Después, se implementarán estos materiales en diversas tecnologías, entre ellas, sistemas de tratamiento y remediación del agua mediante membranas y procesos electroquímicos, y sistemas de almacenamiento y producción de hidrógeno y de biogás”, aclaró el profesor Edgar Mosquera, quien también es el director del CENM.

Tras ello, se promoverá la apropiación social del conocimiento y las tecnologías mediante diversas estrategias, que contarán con el apoyo de la Facultad de Educación y Pedagogía de la Universidad del Valle.

“Hasta 2030, cuando finaliza la ejecución del proyecto, esperamos impactar a más de 1200 personas; entre investigadores, estudiantes, docentes y miembros de comunidades indígenas, campesinas y grupos firmantes. Esto se logrará a través de foros, congresos, talleres y otras actividades orientadas a que la comunidad se apropie del conocimiento y lo aplique en la solución de problemáticas de su entorno”, concluyó la profesora Adriana Niño.

De esta manera, el proyecto Fortalecimiento de las capacidades en CTeI y transferencia de conocimiento en nanociencia y nanotecnología aplicadas a energía y agua, y la Red Nanomat impulsarán el progreso de estos campos en Colombia, al tiempo que contribuirán a ofrecer soluciones concretas a los desafíos energéticos e hídricos que enfrenta el país. Un paso firme, liderado por la Universidad del Valle, hacia un futuro en el que la ciencia y la tecnología se consolidan como motores del desarrollo sostenible y del bienestar regional.