Un grupo de investigación conformado por integrantes del alumnado y profesorado de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) trabaja en el desarrollo de un biopolímero a partir de la cáscara de plátano, que tendría las características físico-químicas necesarias para sustituir materiales convencionales como los utilizados en bolsas de plástico.

Las doctoras Rebeca Sosa Fonseca, del Departamento de Física, Ana María Soto Estrada e Iris Serratos Álvarez, del Departamento de Química de la Unidad Iztapalapa, así como los alumnos de la Licenciatura en Física, Juan Antonio García Torres, de la Licenciatura en Química, Jorge Luis Mendoza Téllez y de la Licenciatura en Ingeniería Biomédica, David Silva Roy, coincidieron en que si bien existen numerosas publicaciones entorno a la creación de polímeros naturales, este es un proyecto encaminado a “desarrollar nuevos materiales que puedan tener múltiples aplicaciones tecnológicas” y sobre todo que sea amigable con el medio ambiente.

La doctora Sosa Fonseca dijo que en el Laboratorio de Espectroscopía suelen realizarse estudios de las propiedades ópticas de diversos materiales, entre ellos las muestras de almidón que los alumnos participantes han obtenido de la cáscara de plátano.

Tras señalar que el proyecto de investigación surgió a iniciativa del alumno Juan Antonio García Torres, agregó que la cáscara de plátano, de la cual interesa su característica fibrosa, es un buen elemento para utilizarlo como composta y mejorar los cultivos agrícolas, después de un uso comercial. En ese sentido, uno de los objetivos del estudio es entender cuáles son los mecanismos que permiten dicha mejoría en la producción agrícola.

“Hemos hecho las primeras pruebas en la obtención del biopolímero o película con distintos solventes”, con el fin de contar con un material amigable y sirva de composta, al tiempo de generar productos similares a las bolsas de plástico utilizadas cotidianamente en establecimientos comerciales, lo que tendría un importante impacto en beneficio del medio ambiente.

Respecto la etapa de desarrollo en que se encuentra la investigación comentó que “todavía estamos en el paso de valorar la resistencia, es decir la propiedad mecánica del biopolímero” y “calculamos que los resultados se tendrían en aproximadamente ocho meses.

La investigadora, quien coordina en la Ciudad de México la Olimpiada de la Física, añadió que con este proyecto se estaría en posibilidades de trabajar también con otros productos de origen natural como el camote o papa y llegar a resultados similares a los de cáscara de plátano.

El alumno Juan Antonio García Torres quien encabezó el proyecto, explicó que esta investigación surge con el propósito de utilizar la cáscara como un producto que pueda sustituir al plástico y reducir la contaminación y dar alternativas, además cumple con el objetivo 13 de la Agenda 2030 de la ONU.

Durante el proceso de desarrollo de este biopolímero, uno de los principales retos fue buscar la materia prima que les permitiera usar el almidón, de manera que añadiéndoles ciertas soluciones pudieran “crear este prototipo de biopolímero compostable”.

Puntualizó que la diferencia entre los biopolímeros biodegradables y los compostables es que los primeros se convierten partículas muy pequeñas, pero contaminantes, mientras los segundos tienen el valor agregado de ser amigables con la tierra e incluso podrían nutrirla.

Por el momento, se desarrolla el prototipo, en la parte física, mediante estudios de espectroscopía infrarroja, termogravimetría y mediciones mecánicas.

“Queremos obtener un buen prototipo de biopolímero y darle un objetivo final dentro de la industria para poder posteriormente acercarnos a las comunidades productoras y pudiera ser una alternativa de negocio sustentable.

Los avances del estudio se lograron en gran medida gracias a la experiencia y colaboración de las doctoras Soto Estrada y Serratos Álvarez, del Área de Química Inorgánica del Departamento de Química, en la que se trabaja con nanomateriales, entre ellos, polímeros.

La doctora Ana María Soto expuso que en el Laboratorio de Química inorgánica generalmente se llevan a cabo síntesis de materiales de diferentes tipos y la caracterización y obtención de algunas propiedades de éstos son complejas, por lo que “siempre necesitamos ayuda de los físicos”, porque son ellos quienes tienen la formación para conocer las propiedades ópticas, magnéticas o eléctricas, mientras que “nosotros nos dedicamos más a la síntesis y caracterización desde el punto de vista químico”.

Dijo que hoy la tendencia es utilizar otras sustancias que la naturaleza nos provee y no utilizar compuestos químicos que a veces sí dañan la tierra.

La doctora Serratos Álvarez detalló que en el desarrollo del estudio hay una relación estrecha entre la Física y la Química, por lo que los alumnos llevaron a cabo las reacciones en el laboratorio y probaron diferentes condiciones y cambiando diversos solventes para el uso de polímeros.

En cuestiones de física se hicieron las pruebas mecánicas de resistencia, una característica importante de los polímeros que permite saber si se está sintetizando correctamente; en la parte de química, se hizo una síntesis consistente en la polimerización del almidón contenido en la cáscara de plátano, para ello se parte de la hidrólisis del desecho, que posteriormente se somete a un medio ácido, se le adiciona una mezcla de alcoholes que una vez integrados en la masa obtenida, se neutraliza la reacción con un tratamiento básico. Finalmente, para obtener el polímero en forma se deshidrata la mezcla con un tratamiento térmico.

Lo que se observó fue comparado con espectros de infrarrojo y las caracterizaciones con la literatura “y sí han correlacionado bastante bien”.

Agregó que adicionalmente la tecnología actual permite contar con programas computacionales para hacer modelaje de polímeros y receptores ligando que ayudan a verificar el trabajo que se está haciendo.

David Silva Roy, estudiante de la licenciatura en Ingeniería Biomédica de la Unidad Iztapalapa, detalló el procedimiento que efectuaron para sintetizar el almidón, que difiere a otros presentados en artículos científicos.

Además “nos dimos cuenta de que a pesar de que los polímeros están hechos con los mismos enlaces, de manera física se observó que presentan diferentes propiedades; por ejemplo, en el caso del plátano es muy flexible, mientras que en el de la papa resulta quebradizo; esto nos dice que debemos replantearnos otros nuevos usos que pueden darse a ese tipo de materiales. Notamos que se degradan debido a un hongo y esto nos permite calcular que el tiempo de su vida útil es de cuatro meses”.

Jorge Luis Mendoza Téllez, alumno de la licenciatura en Química manifestó que hacer polímeros es prácticamente jugar con legos a nivel molecular y sintetizarlos consiste en “ir armando cosas de las que la naturaleza nos provee”, por lo tanto, obtener un polímero de la cáscara de plátano, permite que éste se pueda reintegrar a la naturaleza porque es compostable.