El biocompuesto, elaborado con almidón, quitosano y fibras de framboyán, busca reducir la contaminación por cromo hexavalente. La universidad inició el proceso de patente y el proyecto obtuvo el primer lugar en ExpoCiencias Tamaulipas 2026.
La transformación de residuos vegetales en soluciones para combatir la contaminación del agua es el eje de una innovación desarrollada en la Universidad Autónoma de Tamaulipas (UAT), donde una investigadora creó un biocompuesto biodegradable con potencial para filtrar contaminantes altamente tóxicos a un costo considerablemente menor que el de algunas alternativas comerciales.
El proyecto es encabezado por María Fernanda González Arellano, egresada de Ingeniería Química de la Unidad Académica Multidisciplinaria Reynosa-Aztlán (UAMRA), bajo la asesoría del doctor Juan Roberto de la Torre Escareño.
La propuesta busca contribuir a la eliminación del cromo hexavalente (CrVI), un metal en una de sus formas químicas más tóxicas, reconocido por sus efectos cancerígenos y por la dificultad que representa su tratamiento en aguas contaminadas.
Para atender este problema, la investigadora desarrolló una matriz biodegradable que combina almidón termoplástico, quitosano y fibras extraídas de las vainas del árbol de framboyán (Delonix regia). Con ello, aprovecha materiales de origen natural para desarrollar un filtro con perspectivas de aplicación ambiental e industrial.
De las vainas de framboyán a un filtro especializado
El desarrollo del biocompuesto comprendió cuatro etapas: recolección de la materia prima, molienda, formulación y termoprensado. Una vez fabricado, el material fue sometido a distintas pruebas para evaluar sus propiedades y su capacidad de retención del contaminante.
Mediante análisis espectroscópicos ATR-FTIR, el equipo identificó grupos funcionales de la matriz polimérica que intervienen en la interacción y adsorción del metal pesado. También examinó la dureza y estabilidad del material en medios acuosos, además de caracterizar su coloración rojizo-amarilla, asociada con sus componentes lignocelulósicos.
Las pruebas permitieron cuantificar la capacidad de retención del contaminante y, mediante un análisis estadístico de superficies de respuesta, establecer condiciones óptimas de operación.
Estos resultados respaldan la posibilidad de avanzar hacia pruebas a escala piloto, una etapa importante para determinar el desempeño del material fuera del laboratorio y evaluar su eventual producción industrial.
Un costo de producción que podría reducirse
Uno de los aspectos más destacados del proyecto es su potencial económico. De acuerdo con los datos del desarrollo, fabricar una muestra en laboratorio cuesta alrededor de 118 pesos; sin embargo, al escalar el proceso a nivel piloto, el costo estimado podría disminuir a entre 0.90 y 3.20 pesos por unidad.
La investigación también plantea una diferencia importante en el costo por gramo: mientras que la fabricación de un gramo de filtro comercial se estima en aproximadamente 10 pesos, el biocompuesto de la UAT tendría un costo cercano a 10 centavos por gramo, según las cifras reportadas para el proyecto.
El quitosano representa actualmente entre 40 y 60 por ciento del costo total de los insumos. Por ello, una de las alternativas para abaratar la producción consiste en obtener este material a partir de residuos de la industria camaronera, una estrategia que permitiría aprovechar desechos y reducir la dependencia de materias primas de mayor precio.
Además, la propuesta contempla modificar químicamente la celulosa mediante mercerización y combinar este procedimiento con técnicas de fabricación e impresión 3D para desarrollar dispositivos de filtración especializados.
El objetivo es ofrecer filtros con un precio final estimado de 120 pesos, frente a alternativas comerciales convencionales cuyos costos, de acuerdo con la información del proyecto, oscilan entre mil 500 y 3 mil 500 pesos. Estas cifras corresponden a estimaciones y deberán evaluarse conforme avance el desarrollo tecnológico.
Investigación con enfoque de economía circular
Por su enfoque científico, aprovechamiento de residuos agroindustriales y potencial de transferencia tecnológica, el proyecto obtuvo el primer lugar en la Categoría Libre del Certamen Estatal de Creatividad e Innovación Tecnológica ExpoCiencias Tamaulipas 2026.
La UAT también inició el proceso para patentar el biocompuesto, un paso orientado a proteger la innovación y abrir posibilidades para su desarrollo y aprovechamiento futuro.
Más allá del reconocimiento, la propuesta plantea una alternativa para convertir materiales vegetales y residuos industriales en insumos de valor agregado, bajo un enfoque de economía circular que busca reducir desperdicios y generar soluciones a problemas ambientales.
El siguiente reto será avanzar en la validación del material a mayor escala, comprobar su desempeño en condiciones reales de tratamiento de agua y determinar su viabilidad para una producción sostenida. De consolidarse estas etapas, el desarrollo podría convertirse en una opción de bajo costo para aplicaciones especializadas de filtración y tratamiento de aguas contaminadas.