Científicos quieren limpiar los ríos con cáscaras de naranjas

Así es el proceso por el que pasan las cáscaras de los cítricos para convertirse en materiales absorbentes. / Cortesía Cideteq

Con cáscaras de naranjas, toronjas y piñas, un grupo de investigadores mexicanos y españoles logró remover metales pesados, como el cobre, de aguas contaminadas.

Por María Paula Rubiano
Periodista El Espectador y Blog El Río

Se tardaron cinco años en lograr que las cáscaras anaranjadas y amarillas de naranjas, toronjas y piñas se convirtieran en poderosos materiales capaces de remover del agua compuestos tan tóxicos como los colorantes artificiales que produce la industria textil o metales como el cobre y la plata.

En 2012, la empresa de procesamiento de frutas Nutrimeza se había puesto en contacto con el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica de México (Cideteq), para que sus investigadores idearan la manera de aprovechar los desechos orgánicos que producen. La investigación fue asignada a Linda Victoria González, quien pensó que, por su estructura porosa, las cáscaras de naranja podían servir para desarrollar algún tipo de filtro.

González estaba al tanto de los múltiples estudios que se habían hecho en busca de crear tecnologías que utilizaran como absorbentes las cáscaras de cítricos, las cuales representan cada año unos 38,2 millones de toneladas de desechos, que en su mayoría llegan intactos a los rellenos sanitarios.

El problema era que la capacidad de absorción de las cáscaras era muy baja. Por eso, los investigadores del Cideteq se unieron con científicos del Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial (Cidesi), también en México, y con sus pares de la Universidad de Granada (UGR), con el objetivo de crear un nuevo método que hiciera útiles las montañas de cáscaras.

Las pruebas se hicieron en la Universidad de Granada. Allí, los tres investigadores principales —Linda González y Leonardo Valdenegro, de México, y Fernando Marín, de España— se vieron enfrentados a la tarea de decidir qué otras frutas, además de la naranja, podían usarse.

Se decidieron por las toronjas y las piñas, según expresa Luis Romero Cano, asistente del proyecto por parte del Cideteq. Pero saben que las posibilidades no se terminan con estas tres frutas. “En Colombia, creemos que el maracuyá podría funcionar. Su estructura sería muy buena para absorber, porque es como una esponjita”, explica Linda González.

Pero ¿cómo convertir estos biodesechos en filtros que limpien sustancias peligrosas como el fenol —un colorante orgánico muy usado en la industria textil— y el cobre? El tratamiento de las cáscaras de fruta que diseñaron los investigadores tiene dos fases. “Lo que hicimos primero fue una fase de secado del material. Luego aplicamos procesos químicos para aumentar la capacidad que tienen de absorber contaminantes”, explica Romero.

El primer proceso, el secado, se realizó con una tecnología de caída de presión controlada (DIC, por sus siglas en inglés), que somete las cáscaras a un ambiente en el que la presión baja rápidamente, llenándolas de vapor por varios segundos. Después, las cáscaras quedan en el vacío, lo que les quita todo rastro de humedad y modifica su textura por completo.

Lo que sigue es que los investigadores añaden compuestos químicos para que, cuando el agua contaminada pasa por las cáscaras tratadas, los elementos deseados se queden impregnados en ellas y el agua pase purificada.

“Este proceso no limpia el agua de todos los contaminantes. Es un proceso de refinamiento, es decir, en cuanto a tratamiento de las aguas está en el nivel más sofisticado”, explica el investigador Romero.

“Nosotros queríamos probar la remoción del cobre, porque en el estado de Sonora (México), hubo un desastre ambiental en 2014”, señala. Ese año, la mina Buenavista del cobre, vertió 40.000 metros cúbicos de sulfato de cobre al río Sonora, junto con otros nueve metales peligrosos, y superó 31.000 veces los niveles permitidos.

Las pruebas para limpiar el agua de cobre fueron un éxito rotundo: con su filtro de cáscaras lograron desintoxicar el agua contaminada con una eficiencia diez veces mayor a la del carbón activado, el material que hoy se utiliza en las mayorías de plantas de tratamiento de aguas residuales. Además, el material es reutilizable. Después de quitarle el cobre que absorbe, el proceso puede repetirse hasta 17 veces, según los investigadores.

Si bien los científicos decidieron aplicar químicos que permitieran remover el fenol y el cobre, aseguran que con otro tratamiento químico podrían removerse otros compuestos. De hecho, mientras adelantaban el proyecto en la Universidad de Granada, llegó desde Colombia la profesora Helena García, quien amplió los horizontes de la investigación.

“Lo que hicimos fue modificar las pruebas para tratar otro tipo de metales, como la plata. Nos gustaría llevarlo a afluentes como el río Bogotá, donde hay presencia de elementos organo-metálicos, o en ríos del Meta, donde hay mucha presencia de plaguicidas y fungicidas”, explica la docente de la Universidad del Meta. García está evaluando si es posible utilizar la cascarilla de arroz para desarrollar filtros similares a los que hicieron sus colegas mexicanos y españoles.

Ilustración por César Andrés Rodríguez

El reto que espera a los investigadores es probar su tecnología con aguas de afluentes reales, para ver cómo interactúan los químicos que les agregan a sus cáscaras con otros contaminantes presentes en los torrentes de los ríos. “Nuestra materia prima es gratuita y se produce en grandes cantidades en el mundo, por eso implicaría una reducción en los costos de las plantas de tratamiento de aguas”, asegura Luis Romero.

Los científicos están convencidos de que su producto puede competir con el carbón activado, el material estándar que hoy usa la industria de filtros para limpiar afluentes. Ya introdujeron sus cáscaras procesadas en columnas de lecho, que es una estructura similar a la que usan los filtros de las plantas de tratamiento. Falta aplicar la tecnología a escala industrial, para ver si las cáscaras de cítricos dejan de amontonarse en los basureros.

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