El PAP «Apoyo a la Investigación y Desarrollo en Nanociencias y Nanotecnologías» busca desarrollar patentes en proyectos que tienen que ver con el manejo de vinazas de tequileras y la creación de un hidrogel auxiliar en la mejora de suelos agrícolas
Tratar y convertir la basura industrial en una materia prima; transformar el movimiento del cuerpo en energía, y crear un hidrogel que sustituya a polímeros superabsorbentes y aplicarlo en la mejora de suelos, son los tres proyectos ancla que el Proyecto de Aplicación Profesional (PAP) de Nanotecnología desarrolla recientemente.
Bajo el nombre oficial del PAP «Apoyo a la Investigación y Desarrollo en Nanociencias y Nanotecnologías», este proyecto recibió la visita del Rector del ITESO, Alexander Zatyrka Pacheco, SJ, quien conoció de cerca cada una de las aplicaciones que están trabajando bajo la coordinación de la académica Yenni Velázquez Galván, adscrita al Departamento de Matemáticas y Física (Dmaf) del ITESO, en colaboración con Andrés Meiners, co-fundador de Namalab.
Este PAP, en el que participan estudiantes de las ingenierías en Nanotecnología, Química y Electrónica, está subdividido en tres subproyectos enfocados en el impacto en el tema ambiental. El primero de ellos tiene que ver con energía: Fernando Hernández, Adrián Matías y Leonardo Rodríguez alumnos de Nanotecnología, y José González, de Electrónica, trabajan con el objetivo de obtener un cosechador de energía, aprovechando sal cristalizada, para generar voltaje con el movimiento de los pies, los codos u otras partes del cuerpo humano.
“La idea es generar un material flexible que pueda producir energía con las vibraciones del cuerpo, para alimentar un dispositivo de uso médico, como un marcapasos o oxímetro, y aumentar la vida útil de los mismos”, expresó Fernando.
Adrián Matías explicó que dada la naturaleza de estos dispositivos se requiere una fuente de energía alterna, pues normalmente las baterías tienen bastantes desventajas, entre ellas, su tiempo de vida y su impacto ambiental, pues tan sólo en 2018 se generaron 345 mil toneladas de desechos de baterías de iones de litio, de la cual sólo se recicló el 5 por ciento.
“Nos concentramos en aprovechar la energía en movimiento del cuerpo humano, utilizando materiales piezoeléctricos, biocompatibles y de bajo costo, para conseguir dispositivos autosustentables y ecológicos, algo que beneficiará a los usuarios, por ejemplo, con quienes tienen marcapasos, evitando las complicadas cirugías de cambio de pilas”, mencionó.
El segundo proyecto está orientado al manejo de residuos y al uso de economía circular con las aguas residuales del proceso de industrialización del tequila. Mariana Morales de Ingeniería Química, junto a María Martínez, Daniela Villanueva y Pablo Méndez, de Ingeniería en Nanotecnología colaboran con esta iniciativa que busca producir biocarbón a partir de las vinazas de las empresas agaveras.
Durante este procedimiento químico, el gabazo del agave es lavado con agua a temperatura ambiente, luego se seca, se tritura y tamiza, esta es la base para realizar tanto el biocarbón como el biocarbón activado: “para hacer los dos necesitamos un proceso térmico, tomamos la fibra cruda y obtenemos a partir de eso el biocarbón, para el activado impregnamos la fibras por 24 horas con varios agentes como el ácido cítrico”, explicó María.
Daniela Villanueva apuntó que por cada litro de tequila se producen alrededor de diez de estas vinazas, que es gua muy turbia con sólidos asentados, y lo que se hace es darle un proceso de filtrado para retirar estos sólidos: “a partir de esto se nota muy claramente el cambio de color y ya podemos hacer el tratamiento con biocarbón a las vinazas filtradas, solamente se añade una proporción, y se deje en un orbital de agitación en el laboratorio de química con una temperatura controlada, para tener una absorción efectiva, para finalmente tener vinazas tratadas”, dijo.
Velázquez, como coordinadora del PAP, explico que están procurando tener procesos muy sencillos, para que las propias tequileras puedan reproducir el proceso para el tratamiento de las vinazas. “Tratamos de que los materiales sean lo más ambientalmente amigables, y que el proceso sea escalable, sencillo, barato, para que pueda reproducirse a nivel industrial. Nuestro sueño dorado es que el agua la podamos limpiar lo suficiente para que la puedan usar en los riegos, y el último uso es que estos biocarbones los puedan usar en los destilados, para usar la economía circular dentro de la misma industria”, añadió.
Finalmente, el tercer proyecto, el cual fue presentado por los alumnos Miguel Ángel Espinoza y Katya Morales de Ingeniería Química, junto a Terezza Marianne González y Alfonso Aguilar de Ingeniería en Nanotecnología, tiene que ver con encontrar alternativas sustentables para un plástico llamado polímero súper absorbente, que se usa ampliamente en la industria, sobre todo en pañales desechables, toallas sanitarias, agricultura y en empaques alimenticios. Debe tenerse en cuenta que cada año se utilizan alrededor de cuatro millones de toneladas de pañales desechables, convirtiéndolos en el tercer mayor desecho que puede encontrarse en un vertedero.
“Lo que se busca es encontrar una opción tanto biodegradable como amigable con el medio ambiente. En los pañales, el polímero que se utiliza viene en la parte de adentro, es un polvo incrustado en el interior. Lo que buscamos es emular este polímero, sintetizar uno que tenga los mismas condiciones, pero a base de materiales biodegradables, estamos usando una combinación de ácido cítrico y sorbitol (alcohol de azúcar)”, comentó Miguel.
Alfonso Aguilar mencionó que el uso de este hidrogel también puede ser muy beneficioso en cuestiones agrícolas para la mejora de suelos porque puede ser utilizado en zonas desérticas o en lugares donde no se cuenta con recurso hídrico, para combatir las sequías.
“Ayuda como retenedor. Al estar en el sustrato absorbe el agua cuando hay demasiada humedad y permitirme soltarla cuando es necesaria. Se aplica cerca de la raíz de las plantas, entonces, cuando la tierra se seca, el hidrogel libera el agua y equilibra la humedad en la tierra. Se puede revolver, se aplica por encima o se revuelve junto con la semilla al momento de la siembra. La ventaja de este producto es que se degrada naturalmente e incluso sirve como nutriente para las plantas”, dijo.
Andrés Meiners de Namalab, reveló que este proceso de síntesis se basa en tres principales vertientes: el desarrollo del prepolímero, seguido de la síntesis y del proceso de entrecruzamiento: “actualmente desarrollamos un nuevo sistema para la síntesis, tratando de dar los tiempos, para así optimizar el proceso y que sea más redituable. Tratamos de sustituir el producto y hacer un pañal compostable, que pueda ser un sustituto directo de los polímeros superabsorbente, que son altamente contaminante y liberan un montón de microplásticos en el agua y la tierra”.
Desde este PAP la intención es conseguir un producto escalable y económicamente viable, y generar un proceso de patente –tanto para el tratamiento de las vinazas como para el hidrogel– desde ITESO, para que puedan ser utilizados dentro de la industria, y a futuro, ver la posibilidad de trabajar en colaboración a las tequileras, tanto en su tratamiento de residuos como en sus terrenos de siembra.
