{"id":74467,"date":"2002-01-01T00:00:00","date_gmt":"2002-01-01T02:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2001\/12\/01\/un-filtro-innovador-en-la-agricultura\/"},"modified":"2015-03-17T12:57:54","modified_gmt":"2015-03-17T15:57:54","slug":"un-filtro-innovador-en-la-agricultura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/un-filtro-innovador-en-la-agricultura\/","title":{"rendered":"Un filtro innovador en la agricultura"},"content":{"rendered":"
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EDUARDO CESAR<\/span>La membrana tiene poros que miden entre 8 y 16 micrones de di\u00e1metroEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

Los emprendimientos rurales suman alrededor de 5,8 millones en Brasil, de los cuales 4,3 millones se basan en la agricultura de subsistencia. \u00c9stos ejercen una enorme presi\u00f3n sobre la napa fre\u00e1tica, debido a la existencia de fosas as\u00e9pticas, chiqueros y mataderos, sin contar de que en de los grandes terrenos cultivados se depositan agrot\u00f3xicos en el suelo. En estos casos, el agua puede contaminar a los r\u00edos y al subsuelo.<\/p>\n

Con esta preocupaci\u00f3n, Od\u00edlio Benedito Garrido de Assis, f\u00edsico especializado en ingenier\u00eda de materiales de Embrapa Instrumentaci\u00f3n Agropecuaria, empresa con sede en S\u00e3o Carlos (interior de S\u00e3o Paulo), acaba de concluir un proyecto que sienta las bases para el abaratamiento y la mejora de los procesos de filtraje de agua en el medio rural.<\/p>\n

Assis comenz\u00f3 el estudio mediante el an\u00e1lisis de datos que mostraban que, en los lugares contaminados, el agua tendr\u00eda alrededor de 140 millones de part\u00edculas de contaminantes por metro c\u00fabico (m3). Un problema para el cual los mejores sistemas convencionales de purificaci\u00f3n consiguen remover entre un 90% y un 98%, explica Assis, \u00edndice bastante aceptable en t\u00e9rminos mundiales.<\/p>\n

Pero el camino que resta en esta empresa es arduo. Entre un 2% y un 10% de contaminantes permanece en el agua, y eso puede significar millones de part\u00edculas. Limpiar el agua en una franja situada entre un 50% y un 90% es relativamente f\u00e1cil, dice Assis. A partir de all\u00ed, las mejoras de eficiencia empiezan a medirse en unidades cada vez m\u00e1s estrechas y tambi\u00e9n m\u00e1s caras. Con un 99,99% de filtraje eficiente, el n\u00famero de part\u00edculas disminuye a 14 mil por m3. Y un grado a\u00fan mejor ser\u00eda llegar a un 99,9999%, lo que dejar\u00eda al agua con 140 part\u00edculas por m3.<\/p>\n

Mayor eficiencia
\n<\/strong>La anterior es una misi\u00f3n no cumplida hasta hoy, debido a la imposibilidad de retener algunos contaminantes del agua, los costos con el tratamiento pueden incrementarse un 400% para obtener una mejora m\u00ednima de eficiencia. “Cuando comenzamos a trabajar en el tema, en 1999, est\u00e1bamos en busca de un sistema que hiciera posible tanto abaratar el filtraje como mejorar su eficiencia, principalmente para la remoci\u00f3n de residuos dejados por los agrot\u00f3xicos”, relata Assis.<\/p>\n

Y as\u00ed naci\u00f3 este proyecto. Para empezar, deb\u00eda usarse un material de f\u00e1cil acceso y bajo costo. Fue escogido el vidrio reciclado y molido, para funcionar como medio poroso. “Todos los otros materiales (cer\u00e1mica, metales y pol\u00edmeros) son m\u00e1s caros”, afirma Assis. Las botellas, recolectadas en lugares p\u00fablicos, fueron rotas y molidas a una escala de 10 micrones – un micr\u00f3n es la mil\u00e9sima parte del mil\u00edmetro -, compactadas y sinterizadas, es decir: las part\u00edculas fueron reagrupadas por calentamiento, formando un nuevo material.<\/p>\n

Las membranas resultantes adquirieron el formato de una peque\u00f1a galleta circular llena de poros de entre 0,6 y 4 mil\u00edmetros de espesor por 3 \u00f3 4 cent\u00edmetros de di\u00e1metro. Los poros se encuentran dispuestos en intervalos de entre 8 y 16 micrones de di\u00e1metro.<\/p>\n

Una nueva fase
\n<\/strong>Estas membranas constituyeron el material de la primera fase de pruebas, el filtraje mec\u00e1nico, es decir, capaz de retener part\u00edculas mediante un obst\u00e1culo f\u00edsico. “Toda part\u00edcula que fuera mayor que los poros ser\u00eda retenida”, explica Assis. Pero las bacterias y los componentes qu\u00edmicos son generalmente menores que los poros de las membranas. Las primeras pruebas demostraron que deb\u00edan hacerse nuevos arreglos. Se inici\u00f3 una nueva fase en un encuentro de Assis con el professor S\u00e9rgio Campana Filho, del departamento de Qu\u00edmica y F\u00edsico-Qu\u00edmica de Macromol\u00e9culas del Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) de S\u00e3o Carlos.<\/p>\n

Desde 1993, Campana investiga compuestos qu\u00edmicos con potencial para establecer aleaciones con varios elementos, entre ellos metales pesados, residuos dejados por los agrot\u00f3xicos, e incluso radiois\u00f3topos. “Nada precisamente nuevo como idea, pero s\u00ed algo poco explotado en t\u00e9rminos pr\u00e1cticos, pues se requiere mucho estudio y experimentaci\u00f3n”, agrega Campana.<\/p>\n

La uni\u00f3n de esas l\u00edneas de investigaci\u00f3n fue lo que hizo que el trabajo se tornara innovador, con derecho a una presentaci\u00f3n de sus resultados con Assis como disertante invitado en el taller Fronteras de la Ciencia de los Materiales, realizado en Trieste, Italia, el a\u00f1o pasado. Adem\u00e1s, el trabajo gan\u00f3 las p\u00e1ginas de publicaciones cient\u00edficas internacionales. “Nuestro plan consisti\u00f3 en adicionar al filtro mec\u00e1nico una funci\u00f3n bioqu\u00edmica, recubriendo la membrana de vidrio con films en los cuales hubiera elementos qu\u00edmicos que reaccionaran de manera espec\u00edfica con los contaminantes en un medio acuoso”, recuerda Campana.<\/p>\n

Algunos de esos agentes testados fueron la lisozima, una enzima natural de origen animal que, en contacto con las bacterias, destruye la cubierta protectora de esos microorganismos. En la membrana de vidrio tambi\u00e9n pueden adicionarse algunos tipos de polisac\u00e1ridos – cadenas de mol\u00e9culas de az\u00facares – como la quitosana, un producto obtenido del procesamiento de la quitina, materia prima extra\u00edda de la c\u00e1scara de crust\u00e1ceos, que reacciona fuertemente con metales pesados, y la carboximetilcelulosa, que cumple la funci\u00f3n de solubilizar los componentes probados.<\/p>\n

En una serie de experimentos realizados siempre a escala de laboratorio, los investigadores hicieron pasar agua contaminada con la bacteria\u00a0Escherichia coli<\/em> a trav\u00e9s de una membrana procesada sin ning\u00fan recubrimiento. Despu\u00e9s repitieron la operaci\u00f3n, pero esta vez usando una membrana recubierta con lisozima. “Los resultados fueron impresionantes”, destaca Assis. “Las placas en las cuales las muestras fueron colectadas muestran dos extremos. Sin lisozima, el grado de permanencia de la bacteria se situ\u00f3 entre un 70% y un 92%. Con la enzima, los resultados tambi\u00e9n oscilaron, pero en uno de los experimentos, la tasa de eliminaci\u00f3n fue cercana al 90%.”<\/p>\n

Efectos residuales
\n<\/strong>Seg\u00fan Assis, los resultados m\u00e1s halag\u00fce\u00f1os se obtuvieron con la quitosana, que reaccion\u00f3, tambi\u00e9n en niveles bajos, a los agrot\u00f3xicos. “Esto fue muy importante para constatar la posibilidad de interacci\u00f3n con agrot\u00f3xicos”, dice Campana. Seg\u00fan Assis, el mayor problema es la funcionalidad de los agrot\u00f3xicos. Para mostrar resultados econ\u00f3micos, “son hechos para no reaccionar en presencia de elementos que los disuelven, por eso sus efectos residuales son tan poderosos”. En las pruebas realizadas en el marco del proyecto de membranas porosas, el grado de reacci\u00f3n a los poros, y la consecuente eliminaci\u00f3n de los contaminantes, fue del orden del 12%, aquende de los \u00edndices esperados.<\/p>\n

Pese a que este experimento mostr\u00f3 un bajo \u00edndice de eficiencia, los investigadores recargaron sus bater\u00edas, tanto en Embrapa Instrumentaci\u00f3n Agropecuaria como en el Instituto de Qu\u00edmica de la USP. Ellos tienen ahora nueve alumnos trabajando en investigaciones que complementan al proyecto inicial, tres en nivel de doctorado y seis de maestr\u00eda. “Debemos observar nuevas reacciones, probar a escalas mayores”, dice Campana. Una idea es montar un filtro hecho solamente de quitosana en compartimentos.<\/p>\n

“En los tests que hicimos aqu\u00ed en la USP vimos que la quitosana tiene una gran capacidad de absorber bacterias. Debemos desarrollar formas para que, una vez montado ese filtro, formulemos soluciones para el mantenimiento de su formato, pues en contacto con un medio \u00e1cido la quitosana se deshace. Cuando logremos llegar a ese formato, podremos usar el filtro de quitosana centenas de veces, pues bastar\u00e1 con eliminar el stock de bacterias que el mismo es capaz de almacenar.”<\/p>\n

Pulpa fr\u00e1gil
\n<\/strong>Para Assis, existe otro camino para sus estudios. Seg\u00fan el investigador, las membranas mostraron que, adem\u00e1s de filtrar, funcionan tambi\u00e9n como sensores. Esto quiere decir que podr\u00e1n indicar la presencia de elementos qu\u00edmicos indeseables en diversos medios, tales como alimentos que tengan masa permeable o pulpa en forma de masa, como los tomates y las fresas, debido a la interacci\u00f3n directa con los films activos inmovilizados sobre superficies v\u00edtreas. Entre estos agentes contaminantes se encuentran los compuestos organofosforados, que son cancer\u00edgenos.<\/p>\n

El Proyecto<\/strong>
\nDesarrollo de Membranas Permoselectivas Bioactivadas para su Empleo en la Descontaminaci\u00f3n de Aguas Contaminadas
\nModalidad<\/strong>
\nL\u00ednea regular de auxilio a la investigaci\u00f3n
\nCoordinador<\/strong>
\nOd\u00edlio Benedito Garrido de Assis – Embrapa
\nInversi\u00f3n<\/strong>
\nR$ 40.199,76 y US$ 22.652,00<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El vidrio reciclado y molido constituye la base de un compuesto utilizado en pruebas para remover residuos de agrot\u00f3xicos\r\n","protected":false},"author":6,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[93],"class_list":["post-74467","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/74467","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=74467"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/74467\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=74467"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=74467"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=74467"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=74467"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}