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Hugo Lara aplica la física en soluciones ambientales al aprovechar la luz del sol

Luciana de la Fuente
25/feb/2020

En 2015 al firmar el Acuerdo de París, México, junto con otros 194 países, se comprometió a reducir en 30% sus emisiones de carbono para el 2030. Hacerlo posible, sin embargo, va más allá de la voluntad, requiere conocimiento y tecnología que permita reducir contaminantes.

El investigador del Instituto de Física (IF), Hugo Alberto Lara García, busca contribuir en ello a través de la investigación en propiedades físicas de materiales para después aplicarlos en tecnologías que ayuden a mitigar el cambio climático.

“Yo estoy muy interesado en aplicar la física en temas ambientales con el fin de encontrar soluciones y beneficios para la sociedad a nivel nacional y mundial”, comenta a Noticias IFUNAM. Su trabajo está relacionado con uno de los grandes retos mundiales: sustituir los combustibles fósiles por energía solar y, específicamente, analizar materiales que utilicen la luz del sol de manera eficiente para generar energía.

Perfiles IFUNAM: Hugo Lara. Realización: Carlos Antonio Sánchez. Entrevista: Luciana de la Fuente.

Uno de los materiales en los que enfoca su investigación es la perovskita. Este material innovaría las tecnologías de celdas fotovoltaicas debido a que tiene mayor capacidad de absorción de luz solar, a diferencia del silicio, que es el material que se usa actualmente. Como parte de su línea de investigación, Hugo Lara estudia las propiedades ópticas de las perovskitas para sintonizarlas y utilizarlas como semiconductores en diferentes aplicaciones.

La razón de este interés es que los materiales semiconductores son indispensables para el funcionamiento de celdas fotovoltaicas ya que estos son los que absorben la luz solar, generando una corriente de electrones que se transforman en energía eléctrica.

El boom de las perovskitas como semiconductores surge a partir del 2009, cuando el equipo del investigador japonés Tsutomu Miyasaka probó un arreglo de una perovskita híbrida para fabricar las primeras células solares con las que se obtuvo una eficiencia de conversión energética de 3.8%.

Desde entonces, el interés mundial por el estudio de este tipo de materiales incrementó considerablemente y en este año se logró una eficiencia de conversión del 29.1%.

De ahí que Hugo se enfocará en conocer bien los fundamentos físicos de estos semiconductores para poder diseñar mejores materiales. Él, por ejemplo, pretende trabajar en el IF con el objetivo de entender las propiedades optoelectrónicas que rigen a estas perovskitas para finalmente llegar a su aplicación en fotocatálisis. Básicamente, se trata de aplicar estos semiconductores a fotosíntesis artificial.

Perfiles IFUNAM: Hugo Lara. Foto: Carlos Antonio Sánchez.

Con la física en la mira desde niño

Desde niño e inspirado por uno de sus tíos, quien es físico del Instituto de Geofísica de la UNAM y realizó un año sabático en la NASA, Hugo supo que quería estudiar física y hacer investigación.

“Cuando era niño, mi tío trabajaba en la NASA, y eso a mí me llamó mucho la atención. Luego, en la secundaria, se me metió en la cabeza estudiar física y nunca se me quitó hasta que llegué a la Facultad”, afirma.

Su motivación era la base de hacer ciencia: hacerse preguntas y responderlas. “Desde chico me interesaba mucho por conocer el fondo de las cosas. Cuando uno estudia alguna ciencia básica tiene que hacerse preguntas fundamentales, uno debe ser curioso”, continúa.

Su formación académica comenzó en la UNAM, donde estudió la carrera de física, que le permitió satisfacer su necesidad de resolver problemas. “Estudiar física, además de que te hace bueno resolviendo problemas en general, te abre un ramo de posibilidades por si quieres hacer alguna especialidad, eso es una de las cosas que más me gustó”, agrega.

Aunque su interés original era estudiar astronomía, durante la licenciatura descubrió una materia que redireccionó por completo su camino: estado sólido.

Desde entonces, Lara se interesó por la física de materiales y ocupó casi todos sus créditos optativos en materias relacionadas con esta rama, incluso, su fascinación por este campo de estudio desembocó en un posgrado en ciencia e ingeniería en el Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM.

Perfiles IFUNAM: Hugo Lara. Foto: Carlos Antonio Sánchez.

Ahí, inspirado por su profesor de introducción a la química, Heriberto Pfeiffer, definió su línea de investigación: captura y conversión de dióxido de carbono a productos de valor agregado.

Para profundizar en esta línea de investigación, Hugo viajó a Inglaterra. En 2016 realizó una estancia de ocho meses en la Universidad de Cambridge, donde estudió la catálisis heterogénea utilizando ciertos metales y materiales para la conversión catalítica de amoniaco, y así producir hidrógeno libre de dióxido de carbono.

Gracias a una beca de SENER-Conacyt, Hugo volvió a México en 2017 para realizar un posdoctorado también en el Instituto de Materiales. Y en 2018, ingresó al Instituto de Física para hacer un posdoctorado, bajo la asesoría del investigador Luis Pérez, enfocado al estudio teórico-experimental de la adsorción de moléculas de gases de efecto invernadero sobre catalizadores. Al año siguiente, para su sorpresa, obtuvo una plaza en el Instituto como parte del Departamento Física Química.

“Siempre he estado interesado en la aplicación de la física del estado sólido a problemas ambientales”, afirma el investigador del IF.

Durante los próximos años, Hugo planea formar un grupo multidisciplinario que estudie las propiedades optoelectrónicas de semiconductores tipo perovskita y utilizarlas para diferentes aplicaciones; una de ellas puede ser usarlas para producir hidrógeno a través del rompimiento de la molécula del agua o convirtiendo el CO2 en productos de valor agregado (fotosíntesis artificial) y celdas solares.

Para él, pertenecer a la UNAM significa no sólo una responsabilidad social para contribuir al bienestar de la sociedad, sino también a la formación profesional de los futuros físicos, inculcando los valores laborales que implica ser un científico de calidad.

“Es un sueño para mí pertenecer al IF. El IF tiene todos los recursos para que yo pueda desarrollar con éxito la investigación que yo plantee como objetivo y es uno de los Institutos más importantes no sólo del país, sino de Latinoamérica”, asegura, motivado, Hugo Lara.

Perfiles IFUNAM: Hugo Lara. Foto: Carlos Antonio Sánchez.

*Agradecemos el apoyo de la Secretaría de Educación, Ciencia, Tecnología e Innovación de la CDMX para el desarrollo de este contenido, que forma parte del proyecto "Física para Todos desde el Instituto de Física".