CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS ORGÁNICOS PARA EL DESARROLLO DE EMPAQUES BIOACTIVOS PRIMARIOS QUE CONSERVEN ALIMENTOS

Por: Melo Salazar Yeny Andrea; Santana Lozano Javier.
¿Sabían que los residuos orgánicos se pueden gestionar para aprovechar sus propiedades fisicoquímicas para la generación de subproductos útiles para la industria?
¿Qué se está haciendo para lograr la gestión de los residuos sólidos en plaza de mercado?
El Semillero de Investigación en Ciencias Ambientales – SIGMA del Centro de Gestión Industrial - CGI del SENA, se enfoca en la formulación y ejecución de proyectos de investigación dentro del marco de la economía circular. Un ejemplo destacado de esta labor es el proyecto titulado “Desarrollo de empaques bioactivos con residuos orgánicos de plazas de mercado para la conservación de alimentos provenientes de huertas urbanas”. Este proyecto tiene como objetivo aprovechar como materia prima los residuos orgánicos crudos de plaza de mercado, mediante la creación de un empaque primario que sustituya los plásticos de un solo uso derivados del petróleo por un bioempaque con propiedades biodegradables.
A través de esta iniciativa, se busca no solo contribuir a la innovación y aplicación científica en el país, sino también fomentar un consumo responsable entre todos los actores involucrados en el proyecto. Esta labor se alinea con los esfuerzos del SENA para fortalecer las capacidades locales en productividad y competitividad, así como en la generación de conocimiento pertinente para el desarrollo sostenible.
Desde el aspecto técnico del proyecto, la investigación requiere llevar a cabo una caracterización fisicoquímica de parámetros como el contenido de humedad, pH, sólidos volátiles, sólidos fijos, almidón y celulosa de los residuos orgánicos disponibles en las plazas de mercado de Bogotá. Estos parámetros son esenciales para el eco-diseño de un empaque que sirva como una alternativa sostenible a la eliminación gradual de 21 tipos de plásticos de un solo uso para el año 2030. Entre estos plásticos se encuentran las bolsas de rollo utilizadas en los Fruver, cuya producción, comercialización y uso fueron prohibidos en el país desde el 7 de julio de 2022, conforme a lo establecido en la Ley 2232 de ese mismo año y la resolución 0803 de 2024. Gracias a las alianzas estratégicas generadas desde el CGI-SENA con el Instituto para la Economía Social – IPES, los residuos orgánicos caracterizados han sido recolectados en la Plaza de Mercado Distrital El Restrepo y tratados en el laboratorio ambiental del CGI ubicado en Paloquemao. Es fundamental destacar el compromiso y la responsabilidad ambiental de la plaza de mercado al integrarse en la ruta selectiva de residuos orgánicos, implementada en catorce Plazas de Mercado del Distrito. Esta acción facilita el acceso a residuos orgánicos de alta calidad y valor productivo, al minimizar su contaminación con otros tipos de residuos inorgánicos, biológicos y ordinarios. Desde una perspectiva crítica, la inadecuada separación en la fuente podría limitar significativamente las oportunidades para agregar valor a los residuos, que poseen un notable potencial de aprovechamiento. Además, esto contribuiría al colapso del relleno sanitario Doña Juana, exacerbando la contaminación ambiental y generando problemas de salud pública en la ciudad.
Recuperación y pretratamiento de los residuos.
Inicialmente se realizó una revisión bibliográfica sobre biomateriales, destacando el creciente interés en este campo y la alta posibilidad de uso de diferentes fuentes renovables cómo materia prima en la producción de biomateriales. En 2023, investigadores como Montoya Cedeño, M.A., Jiménez, R., Lara Gómez, A.B., y Vera-Cuaces A.F. han llevado a cabo estudios significativos en la creación de bioplásticos a partir de materiales orgánicos en los últimos tres años. Estos estudios han reportado resultados positivos en el diseño de matrices poliméricas, permitiendo la elaboración de nuevos productos plásticos a partir de fuentes renovables y con potencial de biodegradabilidad.
Una vez analizada la información, el semillero realizó una visita a la plaza de mercado Distrital El Restrepo con el propósito de evaluar la generación de residuos, sus tipologías, el manejo actual y las frecuencias de recolección dentro del establecimiento. Siguiendo los lineamientos del Decreto 2981 de 2013, la norma técnica NMX-AA-15-1985 y el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS), se llevó a cabo un muestreo en el que se priorizaron los siguientes tipos de residuos: papa pastusa (Solanum tuberosum L.), yuca (Manihot esculenta grantz), plátano (Musa paradisiaca L.) y semilla de aguacate (Persea americana hass).
Según las caracterizaciones realizadas por el semillero en el Laboratorio Ambiental del Centro de Gestión Industrial de la Regional Distrito Capital del SENA, de infiere que el amero del maíz (Zea mays), debido a su alto contenido de celulosa, puede ser un componente valioso como refuerzo en la elaboración del prototipo de bioplástico. Por lo tanto, se decidió incluir este residuo, delimitando el alcance de la caracterización a un grupo de cinco (5) residuos orgánicos.
Una vez completado el muestreo, se llevó a cabo un pretratamiento de los residuos recolectados para asegurar su conservación durante el proceso de caracterización. Las actividades realizadas incluyeron: la limpieza de impurezas provenientes de otros residuos orgánicos que habían estado en contacto con las muestras, un lavado repetido con agua destilada, la reducción de volumen mediante trituración en una licuadora industrial para garantizar la homogeneidad, y finalmente el etiquetado, empaque y refrigeración a 4 °C de cada tipología, en triplicado.
Caracterización de las muestras de residuos orgánicos
Los laboratorios de caracterización se llevaron a cabo en triplicado para cada tipología de residuo, asegurando así la repetibilidad de los resultados. Los parámetros evaluados incluyeron las propiedades fisicoquímicas de los materiales biodegradables, tales como el contenido de humedad, la determinación del pH y la cantidad de sólidos volátiles y fijos. Además, se realizó la extracción de grasas mediante el método Soxhlet, lo cual fue necesario para determinar el almidón, hemicelulosa, celulosa y lignina. Sí desea conocer con mayor detalle parte de los procesos de pretratamiento y caracterización avanzados por el equipo de investigación, puede remitirse al presente video.
¿Y qué etapas continúan para desarrollar el empaque bioactivo?
Finalmente, se realiza un análisis de los resultados obtenidos en la etapa de caracterización y clasificación de las materias primas, con un enfoque en su contenido de almidón y celulosa. Estos datos son fundamentales para iniciar el prototipado del bioempaque, que representa la versión inicial del producto diseñado para cumplir con los objetivos de la investigación. Como parte final del proceso, se llevará a cabo la validación del bioempaque en ambientes controlados y no controlados, lo que permitirá evaluar su funcionalidad al estar en contacto con los alimentos provenientes de las huertas urbanas de la ciudad, especialmente aquellos proporcionados por los aliados del proyecto.
En conclusión, el proyecto del Semillero SIGMA contribuye significativamente al conocimiento sobre el procesamiento de residuos sólidos mediante la generación de productos útiles para el sector económico, como los bioempaques. Además, se alinea con la creciente tendencia de sustituir los materiales plásticos por alternativas más sostenibles, creando nuevas oportunidades de reúso y reciclaje en la Plaza del Restrepo en Bogotá y en el Distrito Capital. Gracias a la colaboración efectiva con el IPES y otros actores locales, SIGMA ha avanzado en su plan de trabajo, implementando las etapas de selección de residuos orgánicos, recolección, pretratamiento y caracterización fisicoquímica de los residuos destinados a la producción de bioplásticos..
Imagen 4. Yeny Melo. Muestras pre-tratadas de residuos. De izquierda a derecha, plátano, amero de maíz, papa, yuca, aguacate.

Imagen 1. Rayza Ortega. Plaza de mercado distrital el Restrepo



Figura 1. Beneficios del proyecto de investigación aplicada.

Imagen 2. Yeny Melo. Limpieza y lavado de residuos
Imagen 3. Yeny Melo. Lavado y triturado de residuos
Figura 2. Etapas por avanzar en el proyecto de investigación aplicada
Filiación institucional de los autores:
Melo Salazar Yeny Andrea– SENA; Investigadora Técnica SIGMA. ymelos@sena.edu.co
Santana Lozano Javier – SENA; Instructor Líder SIGMA. jesantana@sena.edu.co
Reconocimiento al Instituto para la Economía Social IPES por la disposición y colaboración para realizar la investigación con los residuos orgánicos generados en la plaza de mercado distrital El Restrepo y un agradecimiento especial al equipo de investigadores y semilleristas del Semillero SIGMA por sus aportes y apoyo con el desarrollo de las de las prácticas de laboratorio adelantadas a la fecha. En especial a los aprendices Sanabria Ochoa Julieth Patricia – SENA; Semillerista SIGMA. julieth_sanabria@soy.sena.edu.co y Bonilla Petrelly Alejandro - SENA; Semillerista SIGMA. alejandro_bonilla@soy.sena.edu.co, quienes sin su ayuda este artículo no sería posible.
Referencias:
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