10 de julio de 2025

Mextli Moreno

De acuerdo con datos de la Red de Soluciones de Desarrollo Sostenible (SDSN) de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), en 2010 fueron generados millones de toneladas de residuos urbanos a nivel mundial. En el caso de México, estima que alrededor de 24 millones de toneladas de estos residuos no fueron aprovechados para generar algún valor agregado.

La misma Red indica que México produce grandes cantidades de residuos orgánicos, como los del café, cuyo volumen asciende a aproximadamente 63.7 millones de toneladas. Por su parte, calcula que son generadas cerca de 800 mil toneladas de bagazo de naranja, con base en el ensayo El manejo del bagazo de naranja en la zona centro del Estado de Veracruz.

Frente a este panorama, la bioeconomía surge como una alternativa viable para transformar estos desechos en recursos de valor, sobre todo, para promover un desarrollo económico y social más equilibrado.

El Dr. Alejandro Manzano Ramírez, investigador de la Unidad Querétaro del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), considera que es a través de la síntesis verde de nanoestructuras, principalmente de partículas de oro, que su equipo está contribuyendo a tal fin.

La síntesis verde emplea materiales naturales, que, sometidos a un proceso de extracción con etanol, posibilitan la extracción del producto deseado. Así, en el laboratorio, el Dr. Manzano Ramírez y su equipo utilizan desechos industriales -como el desperdicio de café, la cáscara de naranja y la flor de cempasúchil- para obtener un compuesto de valor agregado.

El investigador explica que el procedimiento forma parte de la economía circular, ya que se está ayudando a procesar desechos, obtener un producto de ellos y, posteriormente, darle a éste un valor agregado mayor.

«Nuestras investigaciones caen dentro de la bioeconomía porque estamos utilizando materiales biológicos que pueden ser sustentables, degradables y contribuyentes al desarrollo industrial y económico».

Investigadora posdoctorante de la Unidad Querétaro del Cinvestav, Dra. Karen Magaly Soto Martínez, colabora en el proyecto y expone que el residuo de café -conocido como café utilizado- suele desecharse como basura contribuyendo a la contaminación ambiental; no obstante, contiene compuestos que no se extraen en su preparación y lo convierte en un residuo aprovechable.

De igual manera, la producción de jugo naranja genera bagazo, el cual es un tipo de residuo que representa un problema ambiental por su demanda bioquímica de oxígeno. Al estar en los basureros, favorece la generación de contaminantes, la proliferación de plagas y animales nocivos. «Se trata de buscar darle otro tipo de uso».

En el caso de la flor de cempasúchil, la Dra. Soto Martínez reseña que durante la pandemia de COVID-19 hubo una gran producción, pero la demanda cayó por el cierre de panteones, lo que dejó a muchas personas con grandes cantidades de flores sin vender. Esta situación también impulsó su aprovechamiento como materia prima en la investigación.

Para los fines científicos que el equipo de investigación persigue, la académica enfatiza que los materiales deben contener altas concentraciones de compuestos fenólicos, los cuales están presentes naturalmente en las plantas, alimentos y en los residuos mencionados.

Estos compuestos sirven para reducir el tamaño del oro al de nanopartícula, el cual presenta otras propiedades como la antimicrobiana y la anticancerígena. «Estos residuos que nos ayudan a reducir las partículas de oro, se adhieren a su superficie y le dotan de propiedades adicionales».

Para obtener las nanopartículas de oro, el proceso inicia con el lavado del material orgánico con agua destilada, a fin de eliminar residuos. Luego, es secado a una temperatura de 60 °C para evitar que los compuestos fenólicos se desvanezcan. Una vez seco, el material es sometido a un proceso de molienda.

Con la molienda lista, con solventes como agua y alcohol, son extraídos los compuestos fenólicos para, posteriormente, obtener un extracto. Finalmente, para realizar la extracción de las nanopartículas, es utilizada una fuente de oro, es decir, una sal metálica. «Lo que hacemos es juntar el oro con el compuesto fenólico».

El compuesto fenólico tiene una diversidad de grupos hidroxilos -grupo funcional formado por un átomo de oxígeno y uno de hidrógeno- en su cadena, lo que le permite donar electrones al oro, el cual se reduce formando una nanopartícula. «Todos los átomos se van juntando hasta formar las nanopartículas de oro, mientras el compuesto fenólico se adhiere a su superficie».

En cuanto a los equipos utilizados, la Dra. Soto Martínez especifica que hacen uso de una liofilizadora como parte del proceso; un equipo desecador en frío. A partir de la harina obtenida de la molienda del material de desecho, en el laboratorio extraen la molécula por medio de un ajuste del pH. Al tenerla y mantenerla más estable, utilizan la liofilizadora para secarla totalmente y mantener sus características.

Posteriormente y con ayuda de una jeringa, colocan una solución de la molécula en una placa depositando gotas de manera controlada. A decir de la académica, «es un proceso más económico en comparación con otros métodos convencionales de extracción de nanopartículas de oro, lo que lo hace más accesible y sostenible».

Una de las líneas de aplicación de las nanopartículas de oro es su empleo contra el cáncer, específicamente contra el cáncer de colon, uno de los de mayor mortandad anual en México.

Con su aplicación, han alcanzado a reducir hasta 80% de las células cancerosas sin afectar al resto de células sanas, lo que representa una ventaja frente a los tratamientos tradicionales, los cuales generan efectos secundarios como la caída del cabello, el debilitamiento del sistema inmune y afectaciones emocionales.

Otra aplicación importante es la degradación de compuestos contaminantes. Así, el grupo liderado por el Dr. Manzano Ramírez ha probado su uso para la degradación de herbicidas nocivos para la salud, el medio ambiente y asociados con enfermedades. Debido a que éstos terminan vertidos en cuerpos de agua, son difíciles de eliminar, por lo que a través de las nanopartículas buscan su reducción.

Una línea emergente es el desarrollo de sensores y biosensores, así como su aplicación en la industria cosmética, donde se han enfocado en alcanzar una mayor absorción de los productos en la piel.

El Dr. Alejandro Manzano enfatizó que uno de los primeros pasos es dar a conocer el conocimiento de manera accesible a los usuarios y productores, al tiempo de economizar y facilitar la metodología en su aplicación, manipulación y cuidado.

«Todavía hay retos en el ámbito de la química verde sobre el equipamiento y la logística, desde la compra de los contenedores, la maquinaría y la obtención de residuos, por ello, es deseable que el gobierno genere las condiciones necesarias para facilitar la implementación de estas tecnologías sustentables en una escala mayor».