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Con cáscaras de mandarina producen superficies autolimpiables

Moléculas dentro de estos residuos sirven para producir nanopartículas de dióxido de titanio, las cuales logran que compuestos posiblemente tóxicos, y que generan manchas en las superficies, se degraden y desaparezcan.

Bogotá D. C., 28 de noviembre de 2018Agencia de Noticias UN-

El extracto tiene un alto poder antioxidante y puede actuar como estabilizador en la producción de las nanopartículas. Fotos: Diego Rueda y Valentina Arias.

Cuando el dióxido de titanio se reduce a proporciones nanométricas se potencian sus propiedades. En la foto se aprecian las nanopartículas.

Con el uso de una síntesis verde, el proceso permite reemplazar compuestos tóxicos, como el ácido sulfúrico, en la producción de nanoestructuras.

Las cáscaras de mandarina cargan positivamente las nanopartículas mejorando su estabilidad en la solución.

La interacción de estas nanopartículas con la luz ultravioleta degrada algunos de los contaminantes, como por ejemplo los colorantes.

Diego Alejandro Rueda Cadavid y Valentina Arias Velasco, estudiantes de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Palmira, explican que en la producción de nanoestructuras, los ácidos orgánicos, los flavonoides y las pectinas presentes en las cáscaras de la mandarina pueden sustituir compuestos tóxicos como el hidróxido de sodio y los ácidos sulfúrico y clorhídrico. 

Por eso parte de su interés fue buscar alternativas “verdes” frente a los métodos convencionales de producción de nanopartículas. 

Según el estudiante Rueda, las nanoestructuras de dióxido de titanio se utilizan para elaborar celdas solares, pigmentos blancos, superficies “autolimpiables” y recubrimientos anticorrosivos, y además para descontaminar las aguas servidas de las fábricas. 

Cuando el dióxido de titanio se reduce a proporciones nanométricas, se potencian sus propiedades, pero para lograr este proceso convencionalmente se utilizan reactivos químicos tóxicos y procesos con alto gasto de energía. 

“Planteamos utilizar una síntesis verde en la cual el insumo principal son las cáscaras de mandarina, cuyo extracto tiene un alto poder antioxidante y actúa como estabilizador en la producción de las nanopartículas”. 

En este proceso de síntesis, los compuestos de las cáscaras cargan positivamente las nanopartículas mejorando su estabilidad en la solución. 

Una vez el investigador Rueda obtuvo las nanopartículas en una solución de alcohol, las aplicó sobre una superficie de vidrio, y en seguida esparció un tinte sobre la superficie para evaluar el efecto “autolimpiable”. 

“La interacción de estas nanopartículas con la luz ultravioleta degrada algunos de los contaminantes, como por ejemplo los colorantes. Con el tiempo estos se vuelven transparentes sobre la superficie y terminan por desaparecer”, precisa. 

Aprovechando las cáscaras 

Según el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, en 2015 se reportó un área sembrada de 90.505 hectáreas de cultivos de cítricos en Colombia (cerca de tres veces más del área del municipio de Chocontá), con una producción de más de 1,1 millones toneladas. 

Santander, Cundinamarca, Caldas, Meta y Valle del Cauca son los departamentos que más siembran. “Queríamos investigar sobre un aprovechamiento de un residuo que estuviera a nuestro alcance. En la producción de jugo, principal destino agroindustrial de la mandarina, solo se utiliza el 40 % de esta, desperdiciando la cáscara, que conforma la mayor parte del 60 % restante de la fruta”, asegura. 

Para la investigación se lavaron y cortaron las cáscaras en cuadros pequeños para hacer una infusión de agua a alta temperatura. Con este proceso se logró que los compuestos presentes en las cortezas quedaran en el agua. Después este extracto se mezcló en una solución acuosa con el alcóxido de titanio. 

Para obtener la solución que se aplica a la superficie, la mezcla se sometió a alta agitación para homogeneizarla; en seguida se formó el dióxido de titanio con tamaño nanométrico. “Luego pasó por un equipo de centrifugado para separar los líquidos y los sólidos, y por último calcinamos la parte sólida para obtener la estructura cristalina deseada y disolverlas en agua o en alcohol. Así obtuvimos la solución que aplicamos a la superficie”, explica el investigador 

La proyección del estudio es optimizar el proceso y comprobar que las nanopartículas obtenidas cumplen con todas las condiciones especificadas por la literatura científica para ser una alternativa industrial. 

El trabajo se adelantó desde el Grupo de Investigación Prospectiva Ambiental, con la dirección de las profesoras Ana Cecilia Agudelo y Doris Cadavid, de la U.N. Sede Palmira y Sede Bogotá, respectivamente. 

(Por: fin/FHP/dmh/LOF
)
N.° 626

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