El pasado 19 de agosto de 2025, el Servicio Geológico Colombiano lideró el simposio internacional sobre “Aplicaciones de materiales de carbono u otros minerales en energía y medio ambiente”, un encuentro que reunió a expertos de Chile, Brasil y Colombia, con el objetivo de compartir experiencias y hallazgos científicos orientados a enfrentar retos comunes en la transición energética justa, tratamiento de aguas, salud ambiental y sostenibilidad.

El espacio, que se llevó a cabo en la sede CAN del SGC, en Bogotá, tenía como propósito fortalecer la cooperación nacional e internacional y promover el intercambio de conocimientos aplicados a problemas concretos del País, como la contaminación por metales pesados, la recuperación de pasivos ambientales y el aprovechamiento de residuos en soluciones tecnológicas innovadoras.

Ciencia para enfrentar la crisis del agua y los alimentos

La jornada inició con la intervención del Dr. Juan Matos Lale, investigador de la Universidad Autónoma de Chile, quien inició con un llamado contundente: “la próxima gran crisis mundial no será por energía, sino por agua y alimentos”. 

El Dr. Matos explicó cómo su grupo de investigación ha trabajado en aprovechar residuos orgánicos —como cáscaras de mangostino, arroz o papa— para generar nanomateriales de carbono aplicables en fotocatálisis, celdas solares y tratamiento de aguas contaminadas. Uno de sus principales aportes ha sido el desarrollo de ventanas fotovoltaicas a partir de dióxido de titanio dopado con carbono, lo que permite transformar la luz visible en energía, superando las limitaciones de la energía solar convencional. Estos proyectos, además de innovadores, se han acompañado de estudios de mercado, estimando tasas de retorno por encima del 80 %.

También compartió resultados en la producción de capacitores electroquímicos y materiales de bajo costo derivados de residuos de corteza de pino, que han mostrado mayor eficiencia y estabilidad frente a productos comerciales. Finalmente, mencionó la importancia de estas soluciones en un contexto de creciente estrés hídrico y de crisis alimentaria global, señalando que la ciencia y la innovación deben enfocarse en dar un uso sostenible a los residuos para generar energía, descontaminar el agua y producir nuevos materiales. 

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Nanomateriales: del grafeno a los nanodiamantes

Posteriormente, el Dr. Diego López Silva, investigador y profesor de la Universidad Federal do ABC, en Brasil, expuso los avances y perspectivas en aplicaciones de nanomateriales de carbono. En su presentación explicó la importancia de la escala nanométrica, donde los fenómenos están gobernados por la mecánica cuántica, y repasó los principales tipos de nanomateriales: cero, uno y dos dimensionales. Destacó estructuras como el fullereno, los nanotubos de carbono y el grafeno, todos ellos con propiedades únicas que han transformado la investigación científica y tecnológica, llegando incluso a ser reconocidos con premios Nobel.

En su intervención también habló de desarrollos más recientes, como los puntos cuánticos de carbono y nanodiamantes, que abren nuevas posibilidades en electrónica avanzada. Mencionó que su grupo logró sintetizar un material al que denominaron diamondin, con potencial para revolucionar la electrónica al incorporar más grados de libertad en el movimiento de los electrones. El Dr. López Silva resaltó que lo más valioso de los nanomateriales no es solo cada propiedad en particular, sino la combinación de ellas, lo que permite avanzar en soluciones sostenibles para la industria, la energía y la tecnología del futuro.

Catalizadores a partir de carbón

Este espacio también contó con la participación de la Dra. Yazmin Yaneth Ágamez-Pertuz, profesora asociada de la Universidad Nacional e investigadora senior de Minciencias, quien señaló que los materiales derivados del carbón presentan propiedades estructurales y superficiales que los hacen altamente eficientes en procesos catalíticos, tanto como soportes como en su papel activo. Destacó el potencial de carbones activados, dopados y modificados químicamente para mejorar la adsorción, la estabilidad térmica y la selectividad de las reacciones.

Adicionalmente, la Dra. Ágamez-Pertuz presentó aplicaciones en procesos de oxidación avanzada y en la remoción de contaminantes, donde los materiales carbonosos permiten aumentar la eficiencia de reacción y reducir costos frente a catalizadores metálicos tradicionales. Señaló, además, que el aprovechamiento de fuentes alternativas de carbón, incluyendo residuos agroindustriales, contribuye a desarrollar soluciones sostenibles que integran valor agregado, innovación tecnológica y economía circular.

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El reto de diversificar el uso del carbón

Por su parte, el ingeniero Esteban Felipe Castillo, gerente del grupo de Promoción de la Vicepresidencia de Promoción y Fomento de la Agencia Nacional de Minería, presentó un análisis sobre el mercado del carbón a nivel mundial y su impacto en Colombia. Destacó que, a pesar de las expectativas de un descenso, su demanda global sigue creciendo, liderada por China e India. 

El principal competidor de Colombia en el carbón térmico es Indonesia, que ha creado un excedente que ha reducido los costos a niveles sin precedentes. Castillo enfatizó que la dependencia económica del país a un único sector como el carbón es un riesgo y propuso diversificar la industria hacia usos no convencionales como la producción de grafeno, hidrógeno y urea. Castillo explicó que, aunque estos mercados son más pequeños, la investigación y la planificación estratégica son clave para que Colombia aproveche su potencial y reduzca su vulnerabilidad frente a las fluctuaciones del mercado global.

Agua potable para La Guajira con carbón y ósmosis inversa

La jornada continuó con la intervención del Dr. Mario Andrés Noriega, profesor de la Universidad Nacional de Colombia y coordinador de laboratorios de la Facultad de Ingeniería, quien presentó un proyecto piloto de ósmosis inversa para la potabilización de agua en comunidades vulnerables de La Guajira. Señaló que, aunque el carbón activado es eficaz en la remoción de contaminantes orgánicos, no elimina sales ni otros compuestos inorgánicos; por eso su propuesta combina un pretratamiento con carbón y arcillas locales con un sistema de membranas de ósmosis inversa. El objetivo es ofrecer agua potable a bajo costo, usando equipos diseñados y fabricados en Colombia, integrados con energía solar y pensados para adaptarse a las condiciones específicas de cada pozo.

El Dr. Noriega destacó que este desarrollo ya cuenta con un prototipo funcional y que, en alianza con el Servicio Geológico Colombiano, se espera ser instalado en diciembre de 2025 en un pozo piloto de La Guajira. Resaltó la importancia de una metodología rigurosa para seleccionar pozos, considerando factores técnicos, ambientales y sociales, pues la aceptación comunitaria es clave para el éxito del proyecto. Con una capacidad de producir hasta 200 litros de agua potable por minuto, esta iniciativa busca convertirse en una solución replicable, escalable y de impacto inmediato para las poblaciones que más lo necesitan.

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Investigación aplicada desde el SGC

Finalmente, la voz del Servicio Geológico Colombiano estuvo representada por la investigadora Lorena Marín, de la Dirección de Laboratorios, quien presentó proyectos orientados a la detección y remediación de contaminantes emergentes. Explicó que su equipo trabaja en el desarrollo de sensores ópticos basados en espectroscopía Raman y nanomateriales de bajo costo, capaces de identificar metales pesados en concentraciones muy bajas, esta investigación se desarrolla en colaboración con el Centro de Excelencia de Nuevos Materiales de la Universidad del Valle. Además, la Dra. Marín compartió avances en economía circular, como el aprovechamiento de PET reciclado para producir nanotubos de carbono y el uso de cobre reciclado en la creación de óxidos semiconductores aplicados a la remediación de aguas.

Esta jornada finalizó con un conversatorio con las y los conferencistas, moderado por Angélica María Candela Soto, directora técnica de Laboratorios. Este fue un espacio para reflexionar sobre el estado actual y las perspectivas futuras de aplicaciones en nanomateriales carbonosos.

Durante el conversatorio, la directora Angélica aseguró: “Haciendo ciencia y tecnología hacemos país y ese es el objetivo de este encuentro”. Asimismo, en este espacio se especificó que, si bien la investigación básica en América Latina es de primer nivel, el principal obstáculo es la falta de inversión para escalar esos conocimientos a aplicaciones reales. Por tanto, es necesario promover alianzas público-privadas para que los proyectos avancen.  

El simposio dejó una reflexión compartida: los desafíos ambientales y sociales de América Latina requieren una ciencia colaborativa y aplicada, capaz de tender puentes entre disciplinas, países y comunidades.