¡Para osos monumentales, yo! Uno de ellos se remonta a mi edad de 7 años, cuando para Navidad me vestí con camisa roja y falda verde. Quería verme acorde a la fecha, sin embargo, lo único que conseguí fue el bullying continuo de mis primos durante años porque, según ellos, rojo y verde no combinan para nada, pero ¿qué iba a saber yo sobre combinar colores? Esta es la hora y aún no entiendo por qué el rojo y el verde no pueden ir juntos. A la par con esto, además de cierta cólera, también surgió mi consciencia de la existencia de colores mil en las ropas. No importaba el diseño, ni la edad del usuario, encontré que tanto trajes y vestidos siempre llevan colores. Posteriormente también percibí una relación directa entre los tintes que tienen las prendas y una posible afectación al medio ambiente por su uso.
De acuerdo con la ONU, a nivel mundial la industria textil es la segunda que más contamina después de la industria petrolera, debido a que produce el 20% de las aguas residuales en las cuales se encuentran sustancias diversas como micro plásticos, colorantes, surfactantes, sales inorgánicas, entre otros. Inclusive, para producir un pantalón de algodón se necesitan 3.000 litros de agua, cantidad que un humano consume durante 10 años. En la siguiente gráfica podrás entender más sobre la forma en la que esta industria contamina nuestras aguas.
Ya en el contexto colombiano y concentrándonos en la contaminación que los colorantes de la industria textil ocasionan en nuestro país podemos tener en cuenta el Informe Nacional de Residuos o Desechos Peligrosos en Colombia publicado en el año 2017. En éste se indica que en el país se produjeron 8.980 toneladas de desechos de la preparación de barnices, pigmentos, y colorantes; si quisiéramos tener una imagen mental de esta cifra, esto equivale a una manada de 1.796 elefantes asiáticos. Los colorantes son bastante usados en la industria textil, igual que en las industrias cosméticas y de papel. Una gran parte de esta cantidad termina como residuos en los cuerpos de agua y aunque hay algunos colorantes que son biodegradables, es decir, que la misma naturaleza los puede destruir, la mayoría son recalcitrantes, y aparte de esto, son tóxicos para la vida acuática, provocan la reducción del oxígeno disuelto y disminuyen la penetración de la luz, afectando los procesos fotosintéticos.
La abundante solución
La realidad de los colorantes en los cuerpos de agua se presenta en muchas ciudades siendo una de ellas Medellín. Quizás por este contexto es que en dicha ciudad encontramos a Gina Hincapíe, doctora en ingeniería con énfasis en materiales, que desde el 2015 estuvo pensando en cómo liberar las aguas de los colorantes que la contaminan. Un hecho determinante que abría los ojos a trabajar en este tipo de problemas fue que en el año 2015 en el Río Medellín se presentó una coloración roja en el sur del Valle de Aburrá; esta misma situación se evidenció en los años 2017 y 2018. Para ese entonces María del Pilar Restrepo, encargada del Área Metropolitana en esa época, afirmó que los responsables de aquella situación eran tres empresas textiles que habían vertido sus aguas residuales en el río, en las cuales están presentes una gran cantidad de colorantes que son los que causaron aquel tinte rojizo en el río.
Para Gina y su grupo de investigación de la Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia era importante pensar en retirar dichos colorantes de los cuerpos de agua, siendo su propuesta un proceso de adsorción de estos, a partir de biomasa lignocelulosa. Te preguntarás ¿qué es la biomasa?, ¿eso con qué ‘se come’?, ¿por qué la palabra lignocelulosa es tan difícil de leer?
Para que no te enredes, tenemos que abordar el concepto en dos partes. Primero, la biomasa comprende materia como las cáscaras de las frutas, el bagazo de la caña de azúcar, paja, residuos de la madera, entre otros cuya característica es que son compuestos orgánicos, de posible degradación y que se originan por procesos biológicos. Ahora la referencia a lignocelulósico indica que esta biomasa posee dos componentes llamados lignina y celulosa, los cuales serían claves en el proceso planteada para la limpieza de las aguas.
El planteamiento del grupo de investigadores era bastante estratégico y se puede resumir de la siguiente manera. Si el país produce bastante biomasa de este tipo, como subproducto de otras actividades agrícolas o alimenticias, ¿por qué no usar nuestros conocimientos para usar estos residuos en la descontaminación de las aguas? Trabajar en este campo motivó bastante a Gina, quien ya dentro de un laboratorio manifestaba que cuando era niña jamás pensó ser investigadora. “La vida da muchas vueltas” dice ella; escucha este podcast para saber qué la inspiró a seguir este camino de la ciencia:
La biomasa que se utilizó te va a asombrar
Una primera decisión que tuvo que tomar Gina con su grupo de investigación fue qué material lignocelulósico utilizar para descontaminar. La sorpresa que nos llevamos al enterarnos de la decisión tomada fue grande: ¡cuncho de café!, también conocido como “guarrú” o “borra” y que es el sobrante sólido en la preparación de un buen café, caliente para mi gusto. Para tener una idea de cómo es el cuncho del café, la figura a continuación te lo muestra.
Definido lo anterior, se hicieron pruebas usando tanques, en los cuales se dispusieron un litro de agua contaminada con naranja de metilo (un colorante) y 6 gramos de la biomasa, en este caso, de cuncho de café. Esta mezcla se agitó por algunos minutos (para aumentar la energía cinética), a bajas temperaturas y con un pH ácido. El cuncho del café atrae las moléculas del colorante y las atrapa dentro de sí, haciendo que el color desapareciera del agua. Las ventajas de esta iniciativa fueron, primero, los costos muy bajos, ya que el cuncho del café, y en sí la biomasa lignocelulósica, es abundante y gratis; también, al realizar este tratamiento a baja temperaturas, resultaba más económico que con altas temperaturas. La otra de las ventajas descubierta es que se podrían solucionan dos problemas al mismo tiempo: la contaminación de las aguas, como ya se ha mencionado, y el uso de este tipo de residuos de biomasa, los cuales terminan en grandes cantidades en los rellenos sanitarios.
Este tipo de procesos ya ha sido pensado por otros investigadores; por ejemplo, un grupo de expertos de la Universidad de Guadalajara y el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica también utilizaron biomasa lignocelulósica para limpiar las aguas de la industria textil. En este caso, utilizaron cáscara de naranja para remover el naranja de metilo de las aguas contaminadas.
No todo es color de rosa
A pesar de que se trata de una innovación esperanzadora, hay una incógnita flotando en medio de todo: ¿qué se hace con el residuo después de haberlo utilizado? Toda biomasa lignocelulósica tiene un nivel máximo de absorción, y ese es el caso del cuncho del café. ¿Qué pasa cuando alcanza su capacidad? Claro, se podría pensar en regenerar el material, limpiarlo para volverlo a usar, utilizando altas temperaturas, sin embargo, esto podría traer un sobrecosto y se perdería uno de los beneficios de este proceso: su economía. Otras voces indican que una vez se use para descontaminar las aguas esta biomasa se podría utilizar para elaborar productos de apariencia maderable y que reemplace el uso de madera original. Este proceso solo se ha llevado a cabo en un laboratorio, sin embargo, Gina y su equipo han creado la expectativa de trabajar en toda una línea de uso y aplicaciones de biomasa lignocelulósica para ésta u otras aplicaciones. Quizás aún hay camino por recorrer, pero ya se han dado pasos para que todos nosotros podamos vestirnos de los colores que queramos sin necesidad de que la Tierra sufra por esto. Mientras tanto, Gina sigue sonriente en su laboratorio creyendo que a partir del conocimiento se puede construir un mundo mejor.
Entrevistado: Gina Hincapié Mejía
PhD en Ingeniería, Ingeniera Química
Correo electrónico: gina.hincapie@colmayor.edu.co
Periodista: María Lucía Sarmiento
Conceptos claves
- Biomasa lignocelulósica: Material orgánico proveniente de procesos biológicos y que dentro de su composición interna se encuentran altas cantidades de lignina y celulosa.
- Sustancias recalcitrantes: Son aquellas que no son biodegradables, es decir, que persisten en el medioambiente porque este no los puede eliminar por su propia cuenta.
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Palabras clave: Industria textil, contaminación del agua, tratamientos de aguas, limpieza de aguas, biomasa, descontaminación, borra de café