Biopolímeros, un invento que fusiona el arte y la química

miércoles, febrero 22, 2023

Hace 10 años con el proyecto de experimentación de fibras naturales a partir de la corteza de frutas y tubérculos, en Loja, se investigaron 60 plantas de ciclo corto. Como resultado se obtuvo papel orgánico de fibra natural. A partir de este proyecto empieza el proceso de invención del biopolímero

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El proceso de invención del biopolímero que se obtuvo de la corteza de yuca empieza hace 10 años, con el proyecto de experimentación de fibras naturales a partir de la corteza de frutas y tubérculos que se obtienen en la provincia de Loja. Con este primer proyecto se investigaron 60 plantas de ciclo corto. Como resultado se obtuvo papel.

Esta experimentación se documentó en la tesis de grado de Gabriela Punín Burneo para obtener el título de Licenciada en Artes Plásticas. Ella es investigadora científica y miembro del claustro docente de la UTPL. En ese entonces, su fuente de inspiración fue Giti Neuman, artista plástica que nació en Praga (República Checa) en 1947. Durante la Segunda Guerra Mundial, Neuman permaneció escondida junto con su familia por varios años hasta que lograron escapar de la concentración nazi y radicarse en Quito. Durante su encierro, aprendió a elaborar su propio material y descubrir nuevos materiales para seguir haciendo lo que más le apasionaba: el arte.

La inspiración en el trabajo de Neuman fue el impulso para que Gabriela Punín continúe su carrera académica. Y es así como en 2009, con una formación de cuarto nivel, fue invitada a dictar una ponencia sobre fibras naturales en Londres en la sede del Ministerio de Materiales, evento al cual asistieron los investigadores más prominentes en el tema, entre ellos, un diseñador de autos para Fórmula 1, quien explicó sobre la fabricación de la carrocería a partir de fibra natural, pues para lograr mayor resistencia se incorporaban polímeros.

Es así que la idea se extrapola a Loja (Ecuador), y con el camino andado en la investigación de fibras naturales Punín decidió trabajar de forma interdisciplinar, incorporándose al equipo María José Valarezo, alumni de Ingeniería Química de la UTPL. “En aquel entonces hacía gestión productiva con Gabriela Punín, y ella me pidió un material que necesitaba para el recubrimiento de una obra de arte. Empecé con la búsqueda de un material que sea biodegradable y sea plástico para el uso específico requerido”, comenta Valarezo. Así nació la idea del biopolímero, agrega. El biopolímero se elabora a partir de desechos orgánicos: “para obtener almidón, que es la fuente para el biopolímero, utilizamos la corteza de yuca. Nosotros no quisimos competir con material alimenticio, sino con desechos. Además, se fusionaron otras investigaciones relacionadas con fibras naturales”, concluye.

En el trayecto, manifiesta Punín, la UTPL “nos abrió las puertas del laboratorio de la Planta de Cerámica. Fueron dos o tres años experimentando con polímeros sintéticos.  Este recurso costoso resultaba difícil de obtener y no se contaba con el presupuesto para comprarlo. Gracias a esa necesidad y problemática detectada, el equipo comenzó a buscar biopolímeros. La experimentación se dio con la papa, con la yuca y con toda clase de almidones hasta que llegamos al almidón de yuca”.

La investigación, según el relato de las investigadoras, persigue el objetivo de aportar con el ambiente. Por ello, se volcó la mirada a los residuos, en especial a los de la yuca debido al gran porcentaje de almidón que contenían. Para fines de extracción de material se ocupa la corteza interna y luego la fibra que se extrae del pinzote.

¿QUÉ MATERIAL SE OBTIENE?  

El biopolímero que se extrajo es un plástico. Su base molecular es un polímero de tipo biodegradable. Se lo puede utilizar para hacer vajilla desechable, envolturas, prótesis y piel. Su uso se extiende al sector de la construcción, y además se lo puede utilizar como material de recubrimiento de muebles.

El resultado obtenido con los biopolímeros se registró en el Servicio Nacional de Derechos Intelectuales (SENADI), dando lugar a la publicación en la Gaceta Oficial y su difusión a escala mundial para conocer si había un título sobre esta investigación. A los tres años empezaron a llegar los exámenes de patentabilidad. En el proceso se tuvo colaboración de expertos químicos como Aminael Sánchez, quien ayudó a verificar molecularmente cómo este biopolímero puede ser útil para la industria en temperaturas más bajas. Con este tercer examen, y después de cinco años, se obtuvo la patente.

En 2021 esta patente fue transferida a la empresa South American Inspection Services Sais Ecuador S.A., la cual utiliza el plástico biodegradable como envoltura para la exportación de frutas, en especial banano. De este proceso de transferencia se han obtenido resultados positivos.

La invención de este plástico biodegradable se presentó en el concurso de invenciones innovadoras que convoca CEDIA. Se obtuvo el primer lugar a escala nacional. Como parte del premio se estableció la difusión a escala internacional. Por eso, esta invención fue presentada en la Feria Mundial de Invenciones “Taiwan Innotech Expo”, evento en el cual ganó la medalla de oro en la categoría de Química Inorgánica.

“Ha sido un camino muy largo, de resistencia, y con algunas limitaciones” manifiesta Punín. “Como investigadora no podía publicar resultados previos, ni experimentación en curso” No se podía divulgar, no se podía utilizar el insumo hasta la entrega de la patente oficial.

Otra de las situaciones complejas fue el aspecto legal. La UTPL brindó un acompañamiento a través de un asesor que, en paralelo, realizó el seguimiento a patentes similares que reportaban resultados en términos jurídicos. Estos eran tomados en cuenta para las pruebas en laboratorio. El logro obtenido ha sido gracias a la confianza depositada en la investigación que también requirió la evaluación en laboratorios externos ubicados en Guayaquil.

Finalmente, estos resultados abrieron otras líneas de investigación en biopolímeros a partir del hongo de la kombucha. La investigación doctoral de Punín obtuvo resultados de la aplicación del hongo cuya reproducción se hace en piscinas. Como consecuencia, aprendió a criarlo en espacios pequeños, analizar su reproducción y cuidar que no se contamine, es decir, llegar a obtener un medio que sea ideal para su conservación. Y a partir de aprender a controlar su pH, su resistencia, su flexibilidad y grosor, se lo aplicó según las necesidades de cada obra artística. El resultado de todo este proceso es un secreto industrial que ha sido transferido a una textilera de Quito para la confección de ropa y zapatos. La aplicación artística se reserva para la creadora.

Este contenido es parte de la Revista Perspectivas de la UTPL