La Dra. Juliana Orjuela Palacio [Foto: Ingeniería UNLP]

Los materiales fueron probados con dos tipos de derrames de hidrocarburos [Foto: Ingeniería UNLP]

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Con el objetivo de revalorizar la biomasa de plumas la Dra. Juliana Orjuela Palacio desarrolló esponjas de queratina que demostraron una gran capacidad de absorción de contaminantes como los hidrocarburos. La investigación se dio en el marco de su tesis de maestría, presentada en la Facultad de Ingeniería de la UNLP, y obtuvo un diez de calificación por la originalidad de su trabajo, el cual abre nuevas perspectivas para la mitigación de impactos ambientales causados por derrames industriales.

Orjuela Palacio es Dra. en Ciencias Exactas de la UNLP e investigadora del Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos (CIDCA). Llevó adelante su tesis bajo la dirección de la Dra. Noemí Zaritzky. La especialista señaló que las plumas de pollo representan aproximadamente entre un 5-7 % del peso del animal y están conformadas en un 90 – 91 % de queratina, que es una proteína de origen animal, y se caracteriza por tener una alta resistencia térmica, buenas propiedades mecánicas y repeler el agua.

La investigadora también mencionó los grandes volúmenes que se generan. “A nivel mundial, se estima anualmente una producción de 8.5 billones de toneladas de residuos de pluma. Y, contemplando que prácticamente no se da un buen tratamiento, es un grave problema ambiental. En Argentina esta tendencia se mantiene, porque los niveles de producción y consumo de carne de ave son muy altos y, por ende, genera altos niveles de este desecho”, afirmó.

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Para obtener queratina hidrolizada soluble, Orjuela Palacio aplicó distintos métodos que incluyen la reducción (con sulfuro de sodio) e hidrólisis (con hidróxido de sodio). Estos métodos se destacan por tener rendimientos entre el 80 y 96 % dependiendo de las condiciones del proceso aplicadas (temperatura, tiempo, concentración del agente químico).

Por otra parte, desarrolló un método para la obtención de esponjas a base de queratina de plumas de pollo, que implica el uso de agentes reductores y desnaturalizantes menos contaminantes y más económicos como el aminoácido L-cisteina y la urea, entre otros. Estas esponjas son materiales porosos, de color blanco y cilíndricos. “Los cortamos en forma de disco y podemos darles distinta altura. No tienen tanto olor como la mayoría de los derivados de queratina. Resisten altas temperaturas sin deformarse ni perder su estructura”, detalló.

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Los materiales fueron probados con dos tipos de derrames de hidrocarburos: un derrame de crudo en suelo y uno en una fuente hídrica, es decir crudo en agua.

“En el primer sistema colocamos la esponja a distintos tiempos y fuimos determinando dos características, una la capacidad de sorción, es decir, de captar ese crudo, que puede ser por dos métodos, adsorción y absorción. También la capacidad de retención del crudo que ya captó. Es decir, en la primera instancia cuánto capto y en la segunda cuánto crudo retiene el material. Después analizamos los ciclos de uso, que nos permitieron determinar si este material podía ser reutilizable o si era descartable en el primer uso. Con los ensayos pudimos concluir que las esponjas pueden ser utilizadas hasta más de cinco ciclos efectivos. Esto lo destacamos en la tesis como un logro ya que va a minimizar el efecto ambiental”, remarcó Orjuela Palacio.

El otro ensayo consistió en una simulación en una fuente hídrica. La investigadora colocó crudo en agua en movimiento y luego sumergió las esponjas durante un tiempo. De ese modo, iba registrando la capacidad de sorción y de retención de crudo. “A partir de estas dos pruebas comprobamos que tanto en un sistema aislado, como puede ser un derrame de crudo en suelo, como en una fuente hídrica, las esponjas tienen una muy buena captación de este tipo de sustancias oleosas”, señaló.

La tesis de Orjuela Palacio fue presentada el 20 de febrero último en el aula Fernández de la Facultad de Ingeniería. El jurado estuvo integrado por la Dra. Analía Vázquez, la Dra. Sonia Viña y el Dr. Jorge Sambeth, quienes consideraron que “es un trabajo original que aborda temáticas enfocadas a resolver cuestiones ambientales enmarcadas en los conceptos de la economía circular y la revalorización de residuos agroindustriales”. Además, destacaron que sus resultados “son potencialmente transferibles” a la industria.

La investigadora indicó que, actualmente, continúan trabajando en lo que será el proceso de reciclado del deshecho de la esponja para poder finalizar con el ciclo.

Plumas sin ningún desperdicio

Para poder desarrollar las esponjas de queratina la investigadora Juliana Orjuela Palacio obtiene las plumas de distintos frigoríficos del país, principalmente de las provincias de Entre Ríos y Santa Fe. “Ellos nos envían las plumas congeladas que pueden traer partes del animal y otros contaminantes como fibras, piedras, etc., porque es un residuo que no se trata correctamente”, detalló.

Según la especialista, generalmente estos residuos son quemados o enterrados. Solo una pequeña fracción de la biomasa se destina a la producción de harina hidrolizada de plumas, con lo que se obtiene pluma molida seca que puede ser utilizada como parte de los alimentos concentrados para animales.

En el CIDCA se realiza un tratamiento de desinfección y limpieza de las plumas para poder acondicionarlas, luego realizar las metodologías de solubilización para extraer la queratina y finalmente formar los materiales porosos. Para esto se utiliza un rango de plumas que va desde los 5 hasta los 10 gramos. Pero puede variar según la producción que se quiera conseguir.