MAGIA. Esta palabra de manera inmediata me lleva a recordar las varitas, las monedas y los sombreros negros. Siempre he pensado que la magia es el puente entre lo visible y lo invisible. Y es que, realmente parece algo sobrenatural; ver una cosa y después ¡chaz! Desaparece. Imagínense una vida donde las cosas fueran así, y en donde algo que se asume como problema se pueda desaparecer, o al menos, convertirse en algo bueno. Quizás para nuestro caso, un escenario en donde nos gustaría ver esta magia es con los residuos sólidos que generamos. Sería un gran alivio, que nuestra creatividad y quizás no tanto la magia, nos lleve a disminuir los niveles de contaminación por residuos como los tenemos ahora. Y es que, no sé si han puesto a pensar, pero nosotros, los seres humanos, somos máquinas generadoras de residuos todo el tiempo, y lo peor es que somos maquinas sin fórmula para eliminarlos.
Lo anterior trae a mi recuerdo una frase que le escuché a un comediante “Cada vez que el hombre se mete en la naturaleza, mete la pata”. Pero, una buena medicina para comenzar a curar esto puede empezar primero por preocuparnos por lo que está pasando y crear estrategias para disminuirlos o controlarlos desde nuestra vida diaria, incluso, desde nuestro lugar de trabajo o empresa donde laboramos.
Los residuos siempre están presentes en el mundo
Se estima que a nivel mundial se desecha hasta una tercera parte de los alimentos para el consumo humano, generándose residuos desde el cultivo hasta su comercialización. Esto tiene sus propias dimensiones en nuestro país. Hablemos con cifras. Según un estudio realizado por La Universidad Nacional Abierta y a Distancia (UNAD) y el Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) en el año 2017, que se tituló Exploitation of agroindustrial waste in Colombia se producen 14.974.807 toneladas/año de café, palma de aceite, caña de azúcar, maíz, arroz, banano y plátano. Esta cifra es astronómica y la podríamos equiparar con aproximadamente 535.000 volquetas completamente llenas. Si estas las pusiéramos un tras de otra tendríamos una hilera aproximada de 3.200 Kilómetros.
Si este número nos asombra, más asombro nos puede producir la cifra de residuos que comúnmente se incineran o se depositan en el relleno sanitario, llegando a 71.943.813 toneladas/año que es cinco veces mayor que la producción agrícola reportada. Ante esta situación, el Departamento Nacional de Planeación de Colombia, había proyectado para el año 2018 que el 20% de los residuos que van al relleno fueran aprovechados e incentivar de esta manera el reciclaje. Pero el país aún sigue trabajando en esa dirección.
Un toque de química le daría otro rumbo a esos residuos
Juan Felipe Osorio Tobón, doctor en Ingeniería de Alimentos de la Universidad de Campinas (Unicap), en Brasil, y actualmente docente de la Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia, encontró una manera de darle uso a estos residuos. Según Juan Felipe, los desechos agroindustriales podrían convertirse en un producto de gran valor para otros sectores económicos de la sociedad extrayendo algo que tienen dentro y que se conocen como compuestos bioactivos. Por esta razón, su investigación está enfocada principalmente en la extracción e identificación de compuestos bioactivos utilizando diferentes tipos de tecnologías.
Estos compuestos, aunque tienen un nombre algo complejo, son fáciles de comprender. Los compuestos bioactivos son moléculas de origen natural, las cuales tienen una actividad positiva al interior del comportamiento fisiológico de los organismos vivos. Estas moléculas se comportan en algunos casos como antioxidantes y ese poder antioxidante evita que las personas desarrollen ciertos tipos de enfermedades. Por otro lado, también puede ser utilizado como aditivo de origen natural en los alimentos para que tengan mayor durabilidad. Además de lo anterior, de estos se derivan algunas propiedades anticancerígenas, antienvejecimiento, que ayudan a evitar y combatir la obesidad, la diabetes, las enfermedades del sistema cardiovascular y nervioso, de tal manera que la industria farmacéutica tiene a su disposición una gran cantidad de moléculas a partir de las cuales se pueden desarrollar medicinas en un futuro muy cercano. Ellos están inmersos en muchos alimentos que consumimos a diario y en la mayoría de los casos provienen de fuentes vegetales incluyendo esos residuos de cosechas u orgánicos que pueden verse como un problema.
Según lo anterior, los residuos agrícolas podrían ser una realidad, pero también una alternativa para caminar hacia el desarrollo sostenible de nuestro país; pero ¿será que todos los residuos pueden ser aprovechados en producción de bioactivos? Los residuos generados por la agroindustria son útiles dependiendo de su procedencia y de su composición. Al fijarnos en ellos, sus características pueden cambiar. De hecho, es diferente, por ejemplo, el residuo que se obtiene de la producción de la panela (conocido como bagazo) a los residuos que se obtienen de la producción de la piña. Es por esta diversidad de condiciones de los residuos sólidos orgánicos que aparte de los usos mencionados anteriormente, ellos pueden ser reutilizados para la producción de energías renovables, obtención de biocombustibles y algunos productos químicos, elaboración de productos maderables y hasta como carbón, por ejemplo, abono. Entonces, ¿cuáles serán los residuos óptimos que responden a la iniciativa de Juan Felipe y cuál será el porcentaje de residuos que pueden ser aprovechados sobre la cantidad de residuos generados de este tipo al año? Respondiendo esta pregunta, se podría estimar de manera cualitativa y cuantitativa el impacto positivo que podría ejercer esta investigación sobre el medio ambiente y en especial, las posibilidades reales de llevar esta solución de manera masiva a la sociedad.
Las sorprendentes tecnologías que se usan para convertir residuos vegetales a bioactivos
Juan Felipe compartió con ALUNA tres tipos de tecnologías de extracción: la extracción asistida con ultrasonido (UAE), la extracción con líquidos presurizados (PLE) y extracción con fluidos supercríticos (SFE). Sin embargo, la protagonista de su investigación es la primera de ellas y conocida como UAE.
“Mas allá de ser innovadores, ser emprendedores” fue la frase de Juan Felipe Osorio que marcó esta conversación. Escucha el siguiente podcast e inspírate con su historia:
El fenómeno físico de la técnica UAE se denomina cavitación, que se da por ondas ultrasónicas que generan burbujas al interior del líquido que contiene materia orgánica, las cuales van creciendo y llegan a un límite en el que implosionan y por esta implosión se generan grandes cantidades de energía, haciendo que las células se rompen. La ruptura ocasionada permite que se libere todo el contenido celular que después se purifica y se separan, obteniéndose así los compuestos bioactivos. Para este proceso se utiliza principalmente como solventes el agua y etanol. En el caso de este último, se puede recuperar nuevamente para continuar siendo empleado en el momento de la extracción.
En un día normal, si pudiésemos ver el proceso de obtención de bioactivos a partir de residuos vegetales, funcionaría de la siguiente manera. Inicialmente hay que disponer de una materia prima que por lo general es de origen vegetal, ésta es preparada por medio de un proceso de secado y molienda, como se puede observar en la siguiente ilustración. Posteriormente, esa materia prima resultante es puesta en contacto con el solvente mientras se aplican las sondas ultrasónicas.
Como podemos ver en el diagrama anterior, en el tercer paso, la materia vegetal se expone a un proceso de filtración y para finalizar, el solvente es evaporado utilizando una técnica llamada rota evaporación, de esta manera se obtiene una solución concentrada y a esta solución se le realiza una caracterización fisicoquímica.
Un ejemplo de los resultados de cada proceso lo podemos ver en la siguiente imagen. Se puede observar la materia prima, el producto liofilizado, filtrado y la solución resultante.
¿Qué es lo innovador y cómo se promueve el cuidado del planeta?
El principal aporte al planeta está en la disminución de los residuos sólidos orgánicos y la generación de elementos que favorecen la vida. Además de lo anterior, y ya hablando del proceso, se evita el uso de solventes tóxicos que puedan afectar tanto la salud como el medio ambiente. Así mismo, se genera un ahorro energético ya que al utilizar tiempos de extracción reducidos y temperaturas más bajas, contribuyen a que sean procesos mucho más económicos.
Esto va para largo: Es pertinente añadir que esta técnica se encuentra a pequeña escala, es decir, a nivel de laboratorio, pero es claro para este grupo científico el potencial y el impacto que tiene esta investigación en la sociedad, por esto el siguiente paso es desarrollar un prototipo que permita ser aplicado en la industria.
Entrevistado: Juan Felipe Osorio
PhD en Ingeniería de Alimentos, Magíster en biotecnología
Correo electrónico: juan.tobon@colmayor.edu.co
Periodista: Sharitz Daniela Mantilla
Conceptos clave
- Bioactivos: Son los componentes alimenticios que influyen en las actividades fisiológicas y celulares que generan un efecto beneficioso para la salud. No son nutrientes y, por lo tanto, no son esenciales para la vida.
- Residuos agroindustriales: Son residuos de naturaleza orgánica y se clasifican por su origen, lo cual facilita su reciclaje y permite que en lugar de ser un problema, sea una oportunidad de aprovechamiento.
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