Una investigación desarrollada en la Universidad de La Serena está evaluando el uso de quitosano obtenido a partir de residuos de crustáceos para fabricar morteros experimentales. En las pruebas realizadas hasta ahora, los investigadores reportaron un aumento de la resistencia a la flexión y compresión y una reducción de la absorción de humedad, además de observar posibles efectos sobre la aparición de microorganismos.
La iniciativa reúne a los académicos Rodrigo Olivares, Amin Nazer y Ronny Martínez, de las áreas de Ingeniería en Construcción e Ingeniería en Alimentos de la Universidad de La Serena, junto a los profesionales egresados Constanza Herrera y Nicolás Rojas.
El trabajo busca valorizar desechos provenientes de la industria alimentaria de crustáceos, como caparazones de camarones y langostinos, a partir de los cuales se obtiene el quitosano. El objetivo es estudiar las propiedades que este compuesto puede aportar al ser incorporado a materiales utilizados en construcción.
“La iniciativa nació de la idea de reutilizar desechos de la industria alimentaria de crustáceos para evaluar su aplicación en ingeniería. Nos percatamos de que existe muy poca información sobre el uso de estos residuos específicamente en materiales de construcción”, explicó el director de la Escuela de Ingeniería en Construcción, Rodrigo Olivares.
Pruebas con quitosano
Uno de los trabajos realizados corresponde a la tesis “Fabricación de morteros incorporando quitosano”, desarrollada por Constanza Herrera. Los primeros ensayos buscaron sustituir completamente el agua utilizada en la preparación del mortero, metodología que posteriormente fue modificada hasta incorporar una solución de quitosano equivalente al 20%.
“En el marco de la tesis ‘Fabricación de morteros incorporando quitosano’, inicialmente intentamos reemplazar totalmente el agua, pero tras diversos ensayos, desarrollamos una metodología donde incorporamos un 20% de solución de quitosano en morteros de arena y cemento. Con esto logramos aumentar la resistencia a la flexión y compresión, reduciendo además la absorción de humedad”, afirmó Herrera.
Los antecedentes proporcionados por la universidad no detallan la magnitud de las variaciones registradas en estas propiedades.
El equipo también está estudiando otros efectos de la incorporación del compuesto. El académico del Departamento de Ingeniería en Alimentos, Ronny Martínez, explicó que los resultados obtenidos hasta ahora apuntan a modificaciones en diferentes características del cemento, mientras otras posibles aplicaciones continúan en evaluación.
“Hasta ahora hemos observado que el quitosano podría modificar las propiedades mecánicas, químicas y de transferencia de humedad del cemento, además de influir en el control de microorganismos. También evaluamos si puede mejorar el fraguado o reducir la necesidad de humedecer las mezclas posteriormente”, detalló.
En una de las pruebas experimentales, los investigadores observaron además ausencia de hongos visibles en la zona donde se había aplicado el material con quitosano. Se trata de una observación realizada bajo condiciones específicas, cuyos antecedentes entregados no permiten establecer todavía un efecto general del compuesto sobre la proliferación de hongos.
“En una prueba experimental cerca de una cámara con presencia de moho, la única zona donde no aparecieron hongos fue precisamente donde aplicamos el material con quitosano. Esto es clave para el norte del país, donde no hay muchos aditivos sustentables para enfrentar la humedad”, señaló Herrera.
Aplicaciones en ambientes húmedos
La investigación también está avanzando hacia el estudio de posibles aplicaciones del material. El académico Amin Nazer indicó que existe colaboración con la Universidad de Atacama para evaluar su potencial en ambientes expuestos a humedad, entre ellos frigoríficos y revestimientos.
A esta línea se sumó el interés de la Agencia Japonesa de Cooperación Internacional (JICA), en el contexto del proyecto de cooperación SATREPS “Recuperación de Bioproductos de Alto Valor para Aumentar la Sustentabilidad de la Industria Pesquera en Chile” (ReBiS).
De acuerdo con Olivares, a partir de los vínculos internacionales de Ronny Martínez, la agencia aceptó analizar muestras del trabajo para evaluar el comportamiento del quitosano en hormigones utilizados en sistemas de refrigeración de alimentos.
Los investigadores realizaron además pruebas utilizando agua de mar, en las cuales, según Herrera, obtuvieron resultados positivos en materia de resistencia. La profesional advirtió, sin embargo, que esta alternativa requiere continuar siendo estudiada debido al riesgo de corrosión cuando se utiliza en estructuras que contienen acero.
Valorización de residuos
Además de las propiedades que podría aportar el quitosano a los materiales, el proyecto busca explorar una alternativa de valorización para residuos provenientes de la industria alimentaria de crustáceos.
Nazer destacó que el componente de sustentabilidad constituye uno de los ejes del trabajo, ya que el aprovechamiento del material “permite dar un nuevo uso a residuos que normalmente se desechan, transformándolos en materiales con potencial real”.
“Hoy existe la necesidad de desarrollar soluciones sostenibles, y la valorización de residuos industriales se enmarca en la economía circular y los objetivos de desarrollo sostenible, buscando disminuir el impacto ambiental frente a materiales tradicionales”, agregó el investigador.
Las distintas pruebas forman parte de una investigación todavía en desarrollo, que busca determinar las propiedades del quitosano incorporado a morteros y evaluar sus posibles aplicaciones antes de avanzar hacia usos en condiciones más cercanas a las requeridas por la industria.
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