El pasado 7 de junio, se llevó a cabo la primera versión de la Feria de Cinética Química y Bioquímica, organizada por el profesor titular Howard Ramírez Malule. En este evento, los estudiantes realizaron experimentos de una reacción oscilante, observando su comportamiento y modelándolo en software como Polymath o MATLAB. A continuación, se presentan los 11 proyectos que participaron en la feria con los aspectos más destacados de cada uno.
1. Reacción Química Oscilante de Belousov-Zhabotinsky
Integrantes: Valeria Beltrán-Viafara, Stephania Castro-Belalcazar, Laura S. Daza-Riascos
Este proyecto se centró en la reacción de Belousov-Zhabotinsky, una de las reacciones oscilantes más emblemáticas. Las estudiantes observaron cómo las concentraciones de reactivos varían de forma periódica, generando cambios visibles en el color de la mezcla. Destacaron las aplicaciones de esta reacción en áreas como el modelado de sistemas biológicos y la electroquímica.
2. Reacción de Briggs-Rauscher
Integrantes: Julián Durán Gómez, Laura Garnica Martínez
Este proyecto presentó la clásica reacción de Briggs-Rauscher, en la cual la mezcla oscila entre diferentes colores, como azul y dorado. Los estudiantes destacaron cómo las condiciones experimentales afectan los ciclos de color y cómo esta reacción tiene aplicaciones tanto educativas como científicas.
3. Reacciones Oscilantes Belousov-Zhabotinsky
Integrantes: Lina Marcela Enriquez M., Rosxana Torres T., Andrés Felipe Villota M.
Este grupo también trabajó con la reacción de Belousov-Zhabotinsky, enfocándose en la preparación de las disoluciones y la observación de oscilaciones periódicas de color. Los resultados mostraron cambios entre tonalidades café y transparente, destacando el papel de la agitación constante para reiniciar las oscilaciones.
4. Reacción Oscilante de Briggs-Rauscher
Integrantes: Ruber F. Fajardo Montenegro, Miguel A. Espín Ortiz, Richard A. Taramuel Penguenan
Este equipo exploró la versatilidad visual de la reacción de Briggs-Rauscher. Observaron cómo bajo las condiciones adecuadas, la mezcla cambió de color entre dorado y azul oscuro durante varios ciclos, antes de culminar en un tono púrpura. La presencia de almidón fue crucial para identificar las oscilaciones de yodo en la reacción.
5. Reacción de Bray-Liebhafsky
Integrantes: Carlos Botina, Juan Sebastián Sánchez.
Este proyecto investigó la reacción de Bray-Liebhafsky, una reacción oscilante menos conocida en la que el peróxido de hidrógeno y el yodo interactúan para generar ciclos de oscilación. Aunque no se proporcionaron más detalles, este fenómeno es importante para comprender las interacciones químicas no lineales.
6. Reacción Oscilante Belousov-Zhabotinsky
Integrantes: Juan Felipe Camilo, Laura Valentina Bravo y Alejandro Díaz
Este equipo también se enfocó en la reacción de Belousov-Zhabotinsky, analizando cómo la periodicidad de las oscilaciones puede ser alterada por variaciones en las concentraciones de los reactivos. Este tipo de reacciones oscilantes ofrece una ventana a la comprensión de sistemas complejos y aplicaciones en nanotecnología.
7. Reacción Oscilante de Briggs-Rauscher
Integrantes: Emilly Vitery, Alejandro Martínez, Luis Córdoba
Este proyecto también trabajó con la reacción de Briggs-Rauscher, observando los cambios de color entre incoloro, amarillo y azul. Los estudiantes destacaron cómo las oscilaciones dependen de la concentración de yodo y oxígeno, lo que ofrece un campo de estudio para aplicaciones en ciencia de materiales.
8. Reacciones oscilantes - La botella azul
Integrantes: Saray Daniela Pabón, Manuela Corredor
Este equipo presentó la reacción de "la botella azul", donde una solución cambia de color al ser agitada, alternando entre azul e incolora. El fenómeno, causado por la reducción del oxígeno disuelto en la solución, es un clásico ejemplo de una reacción oscilante.
9. Modelamiento Cinético Reacción Briggs-Rauscher
Integrantes: Gabriela Romero, Kelly Rodallega, Francisco Buitrago
Este proyecto modeló la reacción de Briggs-Rauscher en MATLAB, ofreciendo una comprensión detallada sobre la dinámica de la reacción. El equipo destacó cómo el modelado matemático de reacciones oscilantes proporciona una herramienta útil para predecir el comportamiento de sistemas complejos, con aplicaciones en la industria química.
10. Reacción Oscilante de Luminol
Integrantes: Melannie Borja, Manuela Rivera, Juan Camilo Salinas
Este equipo investigó la reacción de luminol, conocida por su quimioluminiscencia. Observaron cómo el luminol emitía luz de manera periódica al reaccionar con peróxido de hidrógeno en presencia de un metal catalizador. Este tipo de reacción se asemeja al proceso natural que emplean las luciérnagas para producir luz.
11. Reacción de Briggs-Rauscher
Integrantes: Angela María Ortega, Arabella Vargas
Este último proyecto también se enfocó en la reacción de Briggs-Rauscher, observando cómo las oscilaciones químicas alteran el color de la mezcla. Las estudiantes explicaron cómo los cambios en las concentraciones de yodato y peróxido de hidrógeno afectan el comportamiento cíclico de la reacción.
Reflexiones del Profesor Howard
1. Aprendizajes clave al modelar reacciones oscilantes: El profesor Howard Ramírez destacó la importancia del aprendizaje basado en la experiencia y el proceso. Los estudiantes no solo adquirieron conocimientos técnicos, sino que también aprendieron a enfrentar y superar desafíos. El proceso incluyó tres etapas fundamentales: la selección de una reacción oscilante, el balance de moles y la obtención del modelo matemático, seguido de la validación experimental. Este enfoque permitió que los estudiantes compararan sus simulaciones con los resultados experimentales, especialmente en términos de predicción del tiempo de oscilación.
El profesor titular Howard resaltó un momento clave en el proceso, cuando los estudiantes, tras varios intentos fallidos, lograron que la reacción oscilante ocurriera en el laboratorio. "La euforia fue palpable", señaló, mientras los estudiantes le invitaban a observar el experimento en acción, sincronizado con sus modelos computacionales. Según él, esto no solo refuerza el aprendizaje de programación y modelación, sino que también fomenta el trabajo en equipo y la perseverancia.
2. Aplicaciones en la investigación y la industria química: Las reacciones oscilantes, aunque complejas, tienen un gran potencial de aplicación en la investigación y la industria. Howard mencionó que varios profesores, al ver el éxito de la feria, han mostrado interés en profundizar en los desarrollos matemáticos y experimentales que surgieron. La capacidad de modelar reacciones in silico antes de llevarlas al laboratorio no solo ahorra recursos, sino que optimiza los experimentos. Los estudiantes pueden aplicar estas habilidades en sus futuros proyectos de grado, trabajos en la industria o investigaciones, lo que refuerza el vínculo entre la teoría y la práctica.
3. Planes futuros para la feria: El profesor Howard tiene planes ambiciosos para la expansión de la feria. Inspirado en el éxito de la feria de biorreactores, está evaluando la posibilidad de extender este evento a nivel nacional, con la participación de diversas universidades. Además, la visión para el futuro incluye la incorporación de diferentes tipos de reacciones y fenómenos cinéticos, con un nivel de dificultad creciente cada semestre. La feria de cinética se complementará con la feria de biorreactores, generando una secuencia de aprendizaje que abarque desde la cinética de las reacciones hasta el diseño de reactores, asegurando una formación integral para los estudiantes.
La Feria de Cinética Química y Bioquímica no solo representa una plataforma para que los estudiantes apliquen sus conocimientos teóricos en un entorno experimental, sino que también fomenta la creatividad, la colaboración y la resolución de problemas. Con planes de expansión y nuevos desafíos en cada edición, este evento se consolida como una pieza clave en la formación de futuros profesionales capaces de enfrentar los retos de la investigación y la industria química, llevando la ciencia de la simulación a la realidad.