Uruguay también investiga material que ganó Nobel de Química: estructuras que capturan gases y cosechan agua

Las estructuras metalorgánicas, conocidas por su sigla en inglés como MOF (Metal Organic Frameworks), son hoy uno de los materiales más prometedores de la ciencia moderna. Su impacto acaba de ser reconocido a nivel mundial con la entrega del Premio Nobel de Química 2025 a los científicos Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar M. Yaghi, por su trabajo pionero en el diseño, desarrollo y aplicación de estas redes porosas capaces de almacenar moléculas, capturar gases o incluso obtener agua del aire. Pero mientras el mundo celebra este avance, Uruguay también investiga este tipo de materiales desde hace dos décadas, con líneas de trabajo que van desde la remediación ambiental hasta el desarrollo de sistemas para liberar medicamentos de forma controlada.

La química Julia Torres, investigadora de la Facultad de Química de la Universidad de la República, explicó a El País que las estructuras metalorgánicas —también llamadas andamiajes o ensamblajes metalorgánicos— combinan metales con moléculas orgánicas formando materiales cristalinos con propiedades únicas. “Son un conjunto de materiales novedosos en comparación con los que existían antes. Se combinan metales con moléculas orgánicas, formando estructuras que son cristalinas, regulares, lo que permite observarlas mejor y diseñar nuevos materiales con propiedades específicas”, señaló. Esa posibilidad de modificar los componentes —ya sea el metal o la molécula orgánica— abre un campo inmenso de experimentación, porque cada variación genera un material diferente, con características químicas y físicas particulares

Torres explicó que una de las principales particularidades de los MOF es su alta porosidad. “Tienen poros, agujeritos muy pequeños, pero en gran proporción. Dentro de esos espacios pueden ocurrir cosas muy interesantes, que les dan propiedades especiales. Pueden captar gases, almacenar moléculas, funcionar como sensores o acelerar reacciones químicas, lo que les da aplicaciones industriales”, dijo. Entre las más llamativas está la posibilidad de que estos materiales capturen dióxido de carbono (CO₂) desde la atmósfera, contribuyendo a mitigar el cambio climático, o que sean capaces de cosechar agua del aire, incluso en zonas desérticas. “Pueden captar agua del aire y luego, calentando o enfriando, liberarla y reutilizarla. Eso sirve para lugares donde no hay acceso a agua dulce, aunque la humedad relativa sea baja. Funcionan igual”, explicó.

Según la investigadora, estos materiales comenzaron a desarrollarse hacia fines del siglo XX, pero en los últimos diez años la investigación y la producción industrial crecieron de forma exponencial. Hoy existen empresas que fabrican toneladas de MOF y los utilizan en sistemas industriales para evitar la emisión de gases contaminantes. “Hay industrias que montaron sistemas donde el gas a liberar pasa por tubos llenos de estas sustancias, que capturan el dióxido de carbono e incluso otros gases selectivamente. Luego ese gas puede extraerse y el material volver a utilizarse. Es un oro, porque su aplicación y su valor agregado son enormes”, afirmó Torres.

El comité del Premio Nobel de Química 2025 destacó precisamente esa versatilidad y el enorme potencial de estos materiales. Los científicos galardonados —Kitagawa, Robson y Yaghi— lograron construir los primeros marcos metalorgánicos estables y demostraron cómo podían usarse para almacenar gases, purificar agua o servir como catalizadores. En su anuncio, la Academia Sueca comparó los MOF con “la cartera mágica de Hermione”, por su capacidad de contener en un espacio minúsculo una cantidad asombrosa de moléculas. Desde entonces, el campo se expandió rápidamente y dio origen a una nueva rama de la química de materiales, donde el diseño a medida es posible. “Vos podés cambiar los bloques de construcción, los metales o las moléculas orgánicas, y diseñar materiales con nuevas propiedades”, dijo Torres.

Foto: X/@NobelPrize

El desarrollo de herramientas computacionales y de inteligencia artificial también potenció esta área. “Hoy existen bases de datos donde uno puede buscar, usando herramientas digitales, cuál sería el material ideal para lograr determinada propiedad, aunque todavía no exista. Una vez que tenés esa fórmula, podés prepararlo en el laboratorio. Eso abre posibilidades enormes y se está haciendo en todo el mundo”, explicó la investigadora, que participa activamente en redes internacionales de investigación.

En Uruguay, los MOF se estudian desde hace unos veinte años. “Nosotros tenemos una línea de investigación en la Facultad de Química en la que trabajamos con este tipo de materiales desde hace tiempo, y hemos estudiado las mismas propiedades que se investigan en otros países: su capacidad para captar agua, su sensibilidad a distintas moléculas, sus aplicaciones ópticas o su uso como catalizadores”, indicó Torres.

Su grupo trabaja además en líneas más novedosas, como el diseño de vehículos para fármacos, es decir, sistemas que permitan introducir medicamentos dentro de los poros del material para liberarlos gradualmente dentro del organismo, modificando su velocidad y su eficacia. También desarrollan materiales orientados a la remediación ambiental, por ejemplo, para eliminar colorantes u otros contaminantes vertidos por las industrias. “Estos materiales pueden colocarse a la salida de un vertedero y disminuir la concentración de contaminantes que no se deben arrojar al ambiente. A la vez, ayudan a las empresas a cumplir con la normativa”, explicó.

La química señaló que el principal desafío para los investigadores uruguayos sigue siendo el presupuestal. “Acá se hace investigación de altísima calidad, pero no siempre se tienen todos los equipos que hay en otros lugares, ni suficientes becas de posgrado. Eso puede hacer que el avance sea un poco más lento”, reconoció. Sin embargo, destacó que los equipos nacionales se mantienen plenamente integrados al circuito científico global. “Nosotros participamos en congresos internacionales, publicamos en las mismas revistas que los grupos más avanzados del mundo y tenemos muchas colaboraciones que nos permiten acceder a equipamientos y pasantías que acá no hay”, explicó.

Torres, que dirige un grupo dentro del área de Química Inorgánica, destacó que todo este trabajo es fruto del esfuerzo colectivo. “La ciencia no es un trabajo individual. Es el resultado de muchos años y de mucha gente, colaborando, compartiendo conocimiento, aprendiendo unos de otros. Así avanza la ciencia”, dijo. Y concluyó con una reflexión optimista sobre la calidad de la investigación local: “A pesar del presupuesto recortado, lo que se hace en Uruguay es de altísima calidad. Lo dicen los propios investigadores de otros países cuando nos encontramos en congresos. Con apoyo sostenido, Uruguay puede seguir aportando ciencia al conocimiento global”.

Foto Archivo El País.