Que en la naturaleza nada es un desecho es algo que queda comprobado cada vez que la ciencia ahonda lo suficiente para lograr avances que benefician a la sociedad.
Otra muestra de ello es el noble mango, una fruta que se produce a manos llenas en Colombia, y cuya cáscara, por lo general, se tira a la basura o se destina en el mejor de los casos al compostaje. Pero investigadores de la Univesidad de Antioquia tienen otros planes. Una investigación que adelantan profesores y estudiantes de la Facultad de Ingeniería y de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Antioquia, ya cuenta con un producto hecho en laboratorio.
Se trata de una película elaborada a partir de la pectina, fibra espesante —similar a la gelatina— de las paredes celulares de las plantas, que se concentra principalmente en las cáscaras de las frutas y que, en el mango, alcanza un porcentaje de entre 5 % y 32 %, según la variedad, lo cual hizo que los investigadores universitarios la seleccionaran para su proyecto.
Esa película, obtenida en laboratorio y todavía en fase de desarrollo, se proyecta como una alternativa para la preservación de alimentos en empaques no tóxicos y biodegradables, pues se trata de un polímero natural, a diferencia de la mayoría de los plásticos, que son polímeros sintéticos derivados del petróleo, altamente contaminantes.
La idea de este proyecto se gestó hace unos dos años en un laboratorio de la Facultad de Ingeniería de la UdeA, donde el investigador Ricardo Mesías trabaja en diferentes iniciativas similares a partir de residuos agroindustriales de plantas como cacao, piña, naranja, aguacate y café, entre otras, así como derivados de alimentos.
Según Mesías, “la pectina se puede extraer de todas las frutas, cada una con un mayor o menor porcentaje, y en algunas de ellas, como la naranja, el uso comercial está muy identificado, pero en el del mango es muy incipiente, por eso seleccionamos este fruto”, explicó el docente y candidato a doctor en Ingeniería de Materiales.
La materia prima para la investigación se obtuvo en un tradicional local comercial de frutas que funciona en Ciudad Universitaria, se llevó al laboratorio, donde las cáscaras se deshidrataron, pulverizaron y tamizaron, y se enviaron al Grupo Ciencia de los Materiales —Cienmate—, adscrito al Instituto de Química de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, donde se extrajo la pectina.
Allí, este heteropolisacárido, que funciona como una especie de cemento, fue sometido a 15 experimentos iniciales, los cuales estuvieron bajo la responsabilidad de Angie Lorena Rendón, estudiante del pregrado en Química y joven investigadora del grupo Cienmate, bajo la orientación de Yuliana Monsalve Carmona, docente del Instituto de Química e integrante de ese grupo de investigación.
“En primer lugar se hizo el análisis químico para establecer su porcentaje de humedad y calidad, entre otros, y, tras esto, vino el examen físico, para evaluar su desempeño mecánico, si se estiraba o no y cómo respondía a este proceso, si su espesor era uniforme o no”, explicó Mesías.
La docente Monsalve Carmona agregó que después de la extracción de este componente procedieron a hacer una caracterización, para determinar su peso molecular, la temperatura de descomposición y un análisis de espectroscopía infrarroja, con el fin de asegurarnos de que sí estábamos trabajando con la pectina..
Por su parte, Angie Lorena Rendón, explicó que “para llegar a saber cuáles eran las condiciones ideales para la extracción de la pectina se desarrolló un tratamiento estadístico, que consistió en sacar una gran cantidad de datos con tres variables —variación del pH, de la temperatura y del tiempo— hasta llegar a un diseño de experimento que nos diera las condiciones óptimas”.
A partir de los datos de rendimiento del material extraído, Angie creó, en un primer momento, un modelo estadístico de superficie de respuesta, con el cual se analizaron las diferentes variables y, con posterioridad, hizo la formulación para las películas.
“Buscamos en la literatura la manera como se formaban esas películas, que tuvieran buenas propiedades mecánicas, que fueran resistentes, no quebradizas, a partir de lo cual empezamos el proceso de la formación, probando con varios agentes plastificantes y moldes, así como con diferentes concentraciones y cantidades de pectina, hasta llegar al producto final”, detalló la joven investigadora.
“Esta formulación se hizo con un método llamado casting, que consiste en disolver el polímero en agua caliente y se le adiciona un agente plastificante, para que las cadenas del polímero interactúen mejor para la formación de la película, tras lo cual se hace un vaciado en molde”, anotó la doctora en Ciencias Químicas, Yuliana Monsalve Carmona.
Para este caso, en un primer momento se ensayó con el vaciado de la formulación en una placa de vidrio, pero cuando la película se secó, quedó adherida a la superficie y fue difícil retirarla. Sucedió algo similar con otros moldes de diferentes materiales, hasta que por fin encontraron un acrílico que funcionó.
Esta no es la primera vez que Ricardo Mesías se involucra en proyectos similares, que ha adelantado desde el Grupo de Materiales Poliméricos y en asocio con investigadores de otros grupos y unidades académicas de la Alma Máter, siempre en la búsqueda de contribuir a la solución de problemas ambientales.
Por eso, sus trabajos se concentran principalmente en el desarrollo de proyectos para aprovechar deshechos poscosecha de vegetales o de residuos de la leche, que en muchas ocasiones se convierten en un problema durante su disposición final en rellenos sanitarios.
“Con esta investigación se atacan dos focos principales muy grandes de contaminación: el impacto ambiental generado por plásticos derivados del petróleo y el generado por los residuos agroindustriales”, enfatizó Mesías.
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