La química computacional utiliza modelos matemáticos y simulaciones, a través de un computador, para estudiar y resolver diversos problemas. En lugar de efectuar experimentos en laboratorio, los profesionales de esta área usan software para modelar sistemas moleculares y predecir propiedades, reacciones y comportamiento. Patricia Pérez, docente de la U. San Sebastián, explicó su actual materia de estudio.

Esta materia evalúa hipótesis de investigación en un sistema computacional, lo que permite probar las opciones más válidas, impulsadas por la capacidad de cálculo y, muchas veces, por las complejidades propias de modelar. “Empecé a desarrollarme en ese campo, específicamente en el estudio de modelos computacionales para la reactividad química. Ahí podemos modelar bajo una teoría y probar o desechar una hipótesis”, explicó la docente a Rockstars.

Patricia Pérez hoy en día estudia reacciones en el área de la química orgánica. Por ejemplo, en la década del 30, hasta la década del 60, solo había química experimental. Y cuando la química cuántica y la química moderna les dan un soporte matemático y físico a las reglas empíricas de aquellos tiempos. “Con el auge de la computación, ahora se puede trabajar con sistemas grandes, por ejemplo, con miles de átomos dentro de estas máquinas de cómputo”, indicó.

La académica de la USS señaló que en Chile hay una muy buena investigación en esta área, con desventajas y limitaciones dado la pequeñez del país. “Pero hoy, hay varios grupos de investigación, que tienen conexiones, relaciones y colaboraciones. Por ejemplo, en la UNAB yo formé parte del Departamento de Ciencias Químicas, además fui directora del programa de licenciatura y del programa de doctorado”, comentó.

Simulaciones moleculares

Patricia Pérez sostuvo que hoy en día las preguntas en química computacional, al igual que en sus comienzos, estás orientadas a establecer o conocer cómo se organiza y transforma la materia en una reacción química. “Por ejemplo, la reacción química se puede modelar con un solvente. Ese es un marco que uno utiliza y puede hacerse además con temperatura. De hecho, con el poder de cálculo que tenemos, se pueden modelar reacciones hasta de proteínas”, destacó.

Para la docente la teoría y la práctica son complementarias, es decir, un químico teórico o computacional puede generar un modelo y predecirle al profesional sintético que la reacción equis va a producirse o no; y este químico sintético, por su parte, va a validar o desechar esa hipótesis. “Entonces, ahí viene la retroalimentación entre ambas unidades, para hacer una mejor investigación y complementarse”, añadió.

Patricia Pérez manifestó que, en su investigación, el interés está puesto en modelar algún paso, de alguna reacción, para que sea útil para un proceso de catálisis, por ejemplo. O para una formación de un ciclo particular (heterociclo), que es parte de un principio activo para algún medicamento. “Podemos ser como intermediarios, estar en al centro de algún proceso de interés hacia estas energías o hacia la química verde, etc.”, detalló.

Finalmente, la profesora titular de la USS adelantó que hoy las políticas de investigación en las universidades están en esa dirección. Por ejemplo, trabajar con I+D más transferencia tecnológica y emprendimiento. “Todo apunta a lograr algún producto que pueda ser de utilidad para algún beneficio para la sociedad. Hoy estamos entrenando un sistema para poder predecir mutagenicidad, a través de machine learning, así que estoy súper entusiasmada por lo que viene”, especificó.