Generación de un material a partir del bagazo de Sotol para el desarrollo de productos

Materiales y métodos

Se realizó una revisión de literatura en distintas bases de datos utilizando las palabras claves “bagaso de sotol”, “bagaso”, “bagasse” y “bagasse sotol” con el propósito de encontrar aplicaciones de este tipo de desperdicio. Se encontró investigaciones referentes a mejorar el proceso de obtención de la fructuosa de la piña del Sotol [4], [5]; también, el uso del bagazo del agave para extraer celulosa con el fin de ser utilizado en la fabricación de nanofibras [6]; asimismo, el bagazo del agave es propuesto para generar bioetanol [7]; el bagazo de malta, residuo orgánico en la fabricación de la cerveza, es usado para la obtención de biogás [8]. Con el objetivo de utilizar el bagazo que resulta en la industria productora de fécula de yuca, se realizó una mezcla del bagazo de yuca con papel Kraft para la obtención de un material con similares características mecánicas al cartón usado para empacar huevos [9]. Se ha propuesto el desarrollo de platos para comida rápida a partir de una mezcla de fibras de eucalipto, almidón, fibra de celulosa, agua y caliza [10]; así también, se ha utilizado una mezcla de bagazo de malta, almidón, glicerol y agua para crear platos con capacidad de contener productos de corta vida por un periodo de tiempo no mayor a 14 días [11]. Se ha desarrollado macetas biodegradables a partir del uso del bagazo resultante en la fabricación de la bebida alcohólica denominada Mezcal [12].

Acorde con las investigaciones para el desarrollo de platos para almacenar comida, se efectuó una experimentación de forma empírica para decidir un compuesto que, al combinarse con el bagazo de sotol, permitiera obtener un material que tuviera probabilidades para desarrollar un producto. Sin embargo, en la experimentación no fue utilizado equipo de laboratorio descirto en la literatura revisado; por ejemplo, bombas de vacío con el uso de sodio para sacar humedad porque uno de los limitantes de este proyecto es que fuese la generación de un producto a bajo costo.

Acorde con la experimentación, se generó la siguiente fórmula: glicerol (10 gramos), agua destilada (60 mililitros), bagazo de sotol (20 gramos) y polímero compuesto de aminoácidos (8 gramos). El método para obtener el material consistió en cinco pasos; primero, se procedió a secar el sotol por medio de su exposición al sol por tres días continuos, en periodos de secado de cinco horas; segundo, se cortó el bagazo con tijeras porque su fibrosidad no permitió ser cortado en un procesador de alimentos de uso común; por lo anterior, esto ocasionó cortes no uniformes, obteniendo trozos de bagazo con longitudes que variaron de 3 a 7 milímetros de longitud; enseguida, se realizó la mezcla con los componentes; tercero, la mezcla fue colocado en los recipientes y seguidamente puestos en un congelador convencional a -4 ºC; posteriormente, la mezcla fue expuesto al sol por cinco días continuos.

Resultados y análisis

Como una primera etapa de caracterización del material, se realizaron dos tipos de pruebas. Primero, el material secado al sol fue sometido a pruebas de resistencia a la tensión; se calculó la fuerza máxima o punto de ruptura del material utilizando un tensómetro; sin embargo, se presentó la siguiente limitación para las pruebas, el material no presentó uniformidad en su espesor debido a la variación de las longitudes de corte del bagazo; el espesor tuvo una variación de 1.42 mm a 1.72 mm; empero, con este limitante el material mostró en la primera prueba que puede ser sometido a un esfuerzo de tensión (σ) de 0.8 Mpa; este resultado está muy por debajo con respecto al material obtenido a partir de combinar harina de maíz y fibras extraídas de maderas blandas, σ = 12 MPa; asimismo, el usar bagazo de malta se obtiene un σ = 13 MPa mucho mayor [13]. La segunda prueba consistió en medir el tiempo de su degradación; una muestra del material, de dimensiones de 1×1 centímetros, fue colocado en un vaso precipitado y se le aplicó 5 mililitros de la solución PBS (400 mililitros de agua destilada, 40 gramos NaCi, un gramo de ACI, 7.2 gramos de fosfato de sodio y 1.2 gramos de KH2PO4) y fue llevada a una incubadora en donde se tenía previsto que permaneciera una semana; sin embargo, el material se degrado en 20 minutos. En la figura 1 se muestra el material obtenido a partir de la mezcla de glicerol, agua destilada, bagazo de sotol y grenetina.

Acorde con los resultados, se gestó una etapa creativa para decidir qué tipos de productos se podría conseguir a partir del compuesto. La etapa creativa se realizó por medio de un grupo de enfoque con estudiantes de diseño industrial siguiendo el siguiente proceso: generación de ideas aleatorias, combinar las ideas y exposición de las ideas a productores de sotol, etapa de bocetaje, evaluación de costos y prototipado [14]. Los resultados de la etapa creativa se muestran en la figura 2; en esta se muestra tres tipos de productos, una maceta, un contenedor y portavasos con el propósito de ser otorgados como souvenirs por parte de las compañías sotoleras y proporcionar con ello un valor agregado al producto. Plantas endémicas de la región fueron colocadas en las macetas; los portavasos y contenedores fueron recubiertos con una capa de cera en una de sus superficies con el propósito de reducir en lo posible su contacto con el agua. Se diseñaron empaques flexibles para dichos productos para indicarle a los clientes de su rápida degradación al estar en contacto con el agua.

Figura 1. Material obtenido a partir de la mezcla de glicerol, agua
destilada, bagazo de sotol y grenetina

Conclusiones

Por lo anterior, este material con compuestos orgánicos presenta varias deficiencias que son motivos de investigación; por ejemplo, si este material fuera utilizado para ser conglomerado para su uso en el diseño de paneles modulares, empaque, entre otros; esto no sería posible por el exceso de humedad que éste tiende a guardar (higroscopía) y además porque el exceso de éste puede promover la proliferación de hongos o bacterias por la descomposición propia de los componentes de la fórmula, resultando en riesgos para la salud de los consumidores; por lo tanto, es necesario desarrollar un proceso de secado de tal manera que permita ser usado para el desarrollo los productos; así también, las pruebas de resistencia fueron tomadas con distintos calibres porque su espesor tuvo variación; por lo anterior, es necesario mejorar el proceso de manufactura para la obtención de un material con espesor uniforme ya que para el cálculo de la fuerza de tensión, el calibre del material es una variable sumamente importante que debe de ser considerada.

Figura 2. Se muestran los tres tipos de productos obtenidos a partir del
compuesto.

Referencias Bibliografícas

[1] T. Foster, “West Texas In a Bottle: EBSCOhost,” Texas Monthly, 2018. [Online]. Available: http://web.a.ebscohost.com/ehost/detail/detail?vid=6&sid=8869d427-db39-4dc7-903f-ecb446afc9d6%40sessionmgr4007&bdata=Jmxhbmc9ZXMmc2l0ZT1laG9zdC1saXZl#db=a9h&AN=127588334. [Accessed: 09 - Jan - 2019].

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[14] J. Madrid-Solórzano, E. Loera-Anchondo, P. Peinado-Coronado, and L. Soto-Nogueira, “A Creative Teaching Strategy to Generate Concept Designs and Their