Parte de ser clasificado como una de las 86 instituciones públicas en la categoría de Actividad de Investigación Muy Alta (R1) por la Clasificación Carnegie de Instituciones de Educación Superior significa atraer a algunos de los mejores y más brillantes investigadores de todo el mundo para que vengan a Texas Tech University.

Eso también significa identificar y reclutar a algunas de las principales mentes jóvenes orientadas a la investigación para que vengan al campus como estudiantes universitarios o graduados. Julia Kagiliery podría ser una de esas.

Antes de que llegue a la universidad sin embargo, el joven de Jacksonville, Florida, ya está probando lo que es ser un consumado, investigadora publicada a través de su trabajo con el miembro de la facultad de Texas Tech, David Weindorf. Juntos, junto con la ayuda de otros investigadores de EE. UU., han publicado un artículo en el Revista Internacional de Geología del Carbón donde combinaron métodos ópticos y de rayos X para cuantificar el contenido de azufre de lignito en el carbón.

"Es absolutamente asombroso publicar tan joven, "dijo Kagiliery, estudiante de honor de 16 años de la Escuela Episcopal de Jacksonville. "Creo que los jóvenes a menudo son despedidos por su edad en todos los campos de estudio. Existe algún tipo de creencia de que los jóvenes, especialmente mujeres jóvenes, están menos calificados para proyectos como este.

"Estoy muy agradecido por todas las personas que me ayudaron en este proyecto, porque realmente creyeron en mí. Esto es algo realmente especial para mí. y sirve como testimonio del poder del trabajo duro y la tenacidad. El Dr. Weindorf siempre dice:'Tienes grandeza dentro de ti, Lo sé, Hazlo crecer, enséñalo.'"

Weindorf, un vicepresidente asociado en la Oficina de Investigación e Innovación y profesor y catedrático de Pedología de BL Allen en el Departamento de Ciencias de Plantas y Suelos de la Facultad de Ciencias Agrícolas y Recursos Naturales, vio la pasión de Kagiliery por la investigación y su deseo de triunfar cuando se acercó a él por primera vez sobre un proyecto de ciencias de la escuela secundaria anterior.

"Mi equipo de investigación y yo hemos estado trabajando con el desarrollo de aplicaciones de sensores proximales durante más de una década, "Weindorf dijo." Somos ampliamente considerados autoridades internacionales en tal análisis. El proyecto del lignito ha sido uno que he tenido en mente durante varios años, pero nunca había tenido las oportunidades adecuadas para desarrollarlo.

"Sinceramente, este tipo de investigación es muy novedoso ".

Como estudiante de segundo año, para su feria de ciencias de la escuela secundaria, Kagiliery realizó un estudio sobre la fitorremediación de suelos contaminados con aceite de motor al examinar la avena marina que crece a lo largo de la playa. Fue un proyecto inspirado en su amor por la playa y su recuerdo del daño causado a las playas de Florida a raíz de la explosión de Deepwater Horizon en 2010 y el posterior derrame de petróleo.

Fue a través de este proyecto que se conectó con Weindorf, habiendo leído su artículo sobre detección de petróleo en Alabama en relación con el derrame de Deepwater Horizon. Voló a Lubbock para trabajar con Weindorf y la técnica de espectroscopía de infrarrojo cercano visible (VisNIR) de detección proximal.

Fue durante este tiempo que los dos comenzaron a discutir otros sensores que podrían usarse y otros materiales que podrían probarse. Dado el trabajo de Weindorf en la aplicación de sensores proximales y el proyecto de lignito que aún no se había desarrollado, el uso de las técnicas en carbón se convirtió en el ajuste natural.

El proyecto examinó formas novedosas de determinar el contenido de azufre del carbón de lignito, utilizando VisNIR, así como espectrometría de fluorescencia de rayos X portátil (PXRF) y sensores ópticos como NixPro, todos los cuales son relativamente nuevos y muestran datos de diferentes formas, pero que Weindorf dice están ganando rápidamente aceptación en todo el mundo para una serie de aplicaciones.

Pero antes de que se pueda realizar cualquier examen de carbón de lignito, las muestras tuvieron que ser recolectadas.

Weindorf se puso en contacto con colegas en Dakota del Norte para obtener acceso a las minas de carbón activas y comenzó a reunir un equipo de investigadores para ayudar en el proyecto. incluida la candidata a doctorado en ciencias de las plantas y el suelo, Autumn Acre, y Cynthia Jordan, de último año.

Kagiliery y los demás tomaron muestras de cuatro minas diferentes en Dakota del Norte y recolectaron 250 muestras durante un período de dos días. Utilizando el laboratorio de Eric C. Brevik en la Universidad Estatal de Dickinson en Dickinson, Dakota del Norte, Tierra de Kagiliery, seco, etiquetado y submuestreado cada muestra, enviar algunos gramos de cada muestra al laboratorio del colaborador Nicholas Jelinski en la Universidad de Minnesota y el resto al laboratorio de Weindorf en Texas Tech.

Unas pocas semanas después, Kagiliery voló a Lubbock donde pasó los siguientes dos días escaneando cada muestra con VisNIR, el NixPro y el PXRF, tratando de descubrir cuál, o qué combinación de métodos, puede predecir mejor el contenido de azufre del carbón de lignito.

Al crear un modelo para determinar el contenido de azufre utilizando todas las herramientas, Kagiliery usó el 75 por ciento de las muestras para calibrar el modelo y el 25 por ciento restante para verificar la precisión del modelo. Trabajó codo a codo con Somsubhra Chakraborty del Instituto Indio de Tecnología-Kharagpur, uno de los colaboradores más cercanos de Weindorf, evaluar varios modelos estadísticos diferentes para utilizar los datos recopilados.

De todos los datos recopilados y analizados, se determinó que una combinación del sensor óptico NixPro y los datos PXRF fueron los más exitosos para predecir el contenido de azufre del carbón de lignito, con una precisión de aproximadamente el 85 por ciento, mejor que cualquier sensor por sí solo.

Determinar con precisión el contenido de azufre del carbón tiene enormes impactos ambientales, ya que la quema de carbón que contiene abundante azufre crea dióxido de azufre, lo que conduce a la lluvia ácida.

"En partes del país con capacidad de reserva limitada, esto puede acidificar rápidamente el suelo, Superficie del agua, etc., causando daños ambientales sustanciales, ", Dijo Weindorf." Lo que nuestra investigación ha demostrado es que un campo portátil, El instrumento de mano tiene la capacidad de medir con precisión el contenido de azufre en el carbón de lignito. Si bien nuestro proyecto se llevó a cabo en un laboratorio para controlar cuidadosamente todas las variables para el estudio científico, el equipo utilizado es portátil en el campo y se puede adaptar fácilmente para su uso en el campo. Por lo tanto, el uso de dicha tecnología en tiempo real para un análisis rápido del carbón, en minas activas, parece plausible ".

Kagiliery ingresará a la universidad en dos años ya con una ventaja sobre sus compañeros de clase; de ​​hecho, por delante de la mayoría de sus pares en los EE. UU. Es una investigadora científica publicada.

Este proyecto parece ser solo el comienzo. Continúa colaborando con Weindorf en ideas para proyectos futuros utilizando su versatilidad para examinar problemas tanto a distancia como cerca de casa.

"Siempre supe que quería dedicarme a la ciencia, pero ese objetivo siempre se ha sentido tan lejano, ", Dijo Kagiliery." Realmente nunca pensé mucho en cómo se ve realmente ser un científico. Esta experiencia me ha mostrado lo que es hacer ciencia real, y que no tengo que esperar hasta graduarme para comenzar a tener un impacto.

"Esto ciertamente ha cambiado mis objetivos profesionales para estar más basados ​​en la investigación y las publicaciones. También me ha introducido en un nuevo campo de la ciencia. Siempre supe que disfrutaba de la química y la biología en mis clases en la escuela y en los libros de texto, pero he encontrado un amor reciente por la ciencia ambiental. Sin duda, me ha abierto los ojos a la profundidad y las posibilidades de mi futuro ".

¿En cuanto a dónde podrían estar esas posibilidades colegiadamente? "Mis antiguos maestros y el Dr. Weindorf me han enseñado sobre el valor de las personas en mi educación, ", Dijo Kagiliery." Cuando pienso en cómo llegué a ser el investigador y estudiante que soy, Me impresiona la gente que me ha apoyado y animado en el camino. El Dr. Weindorf ha sido una de las personas más influyentes para mí en ese sentido. Espero continuar con mi investigación, donde sea que me lleve, incluyendo Texas Tech. Como junior, Todavía tengo algo de tiempo para considerar mis opciones, pero Texas Tech ocupa un lugar destacado en mi lista ".