CIATEQ Estado de México, es un Centro de Investigación especializado en Ingeniería y Tecnología del Plástico, situado estratégicamente en la región centro del país donde atiende a una gran cantidad de empresas dedicadas a la transformación de polímeros. Por esto, surge la necesidad de contar con un Laboratorio de Química Combinatoria mejor equipado y a la vanguardia tecnológica, que ofrezca a industriales y académicos el potencial de generar nuevas tecnologías en polímeros y materiales avanzados en forma acelerada.
La química combinatoria realiza un mayor número de experimentos en menor tiempo reduciendo el consumo los recursos invertidos.
Es un sistema que permite realizar diversos experimentos de manera simultánea, variando los niveles de parámetros de interés y en general en pequeña escala. Consiste de sistemas robóticos automatizados en conjunto con software especial de diseño de experimentos que hacen más eficaz el trabajo de los investigadores, se disminuye el tiempo de ejecución de un proyecto y los costos de experimentación. Por esta razón también se les conoce como sistemas de experimentación de alta eficiencia.
¿Para qué se utiliza y cuáles son sus ventajas?
Los primeros sistemas de química combinatoria iniciaron en el área farmacéutica y posteriormente surgieron sistemas para el área de polímeros, principalmente para la síntesis de poliolefinas (Polietileno y Polipropileno) tal y como está el sistema PPR y en general para cualquier proceso de síntesis de polímeros.
Este sistema cuenta con 48 celdas para reactores de vidrio con capacidad de 10 ml, dividido en 6 módulos, para realizar en pequeña escala síntesis y modificación de polímeros, el cual consta de una cámara inerte (Nitrógeno gas), dos brazos robóticos para la dosificación de reactivos, un sistema de control de temperatura, presión, dosificación, agitación y manejo de datos, una base de datos Oracle para la administración de la información y software especial para la creación de diseños experimentales.
Con un método convencional para una línea de investigación en un experimento se invierten hasta 5 años en el desarrollo, haciendo entre 50 a 100 experimentos de 2 a 5 variables, con este sistema de Química Combinatoria se reduce el tiempo de respuesta a 2 meses realizando de 500 a 1000 experimentos y llevando más de 10 líneas de investigación lo que representa un ahorro considerable en el consumo de los recursos para el investigador.
¿Cómo se opera?
Lo primero es contar con un diseño experimental, estableciendo diferentes niveles de las variables a explorar. El diseño es usado por el software de control para las adiciones de los reactivos (usando los brazos robóticos) y para fijar los valores de los parámetros (temperatura, presión, tiempo, agitación).
En la balanza robótica se pesan los 48 reactores de vidrio, que posteriormente se colocan en las celdas de reacción. Los resultados de los parámetros son monitoreados en línea y se van almacenando de forma automática en una base de datos que es utilizada para el análisis de la información.
Después de la prueba, los productos obtenidos son recuperados directamente en el reactor de vidrio en el que se llevó a cabo la reacción y se pesan para conocer el rendimiento y posteriormente son caracterizadas usando equipos analíticos de alta eficiencia (MDSC, Rapid-GPC, TGA, FTIR).
Este novedoso equipo recientemente integrado a CIATEQ es único en Latinoamérica y cuenta con 16 ejemplares a nivel mundial, de los cuales 14 pertenecen a industrias privadas y solo dos de ellos están al servicio de la industria uno de ellos en Italia y el otro en CIATEQ Edo. de México, por lo cual el sector de plásticos en el país cuenta con una herramienta competitiva en la investigación para la creación de nuevas tecnologías en el sector.
