Las tunas o nopales suelen asociarse a México u otras tierras áridas de América Latina donde abundan y tienen diversidad de usos que le dan en la cocina e incluso, para fines curativas e industriales. La Opuntia ficus-indica, comúnmente conocida como tunas, higuera (de pala), palera, penca o chumbera, también es empleada por las comunidades de la región como coagulante para la remoción de la turbidez del agua.
Pocas especies vegetales tienen la versatilidad de transformación que ofrecen las tunas para el consumo humano. Sin embargo, sus posibilidades industriales son muchas, interesantes y desconocidas, lo que hace aún más interesante su cultivo y explotación.
Existen en la tuna valiosos compuestos funcionales que pueden ser extraídos y utilizados para formular y enriquecer nuevos alimentos. Así como para formar parte de la cada vez más cotizada gama de aditivos naturales (gomas y colorantes) tanto para la industria alimentaria como farmacéutica y cosmética. También para formular suplementos alimenticios, ricos en fibra o con fines de control de la diabetes u obesidad.
En las zonas rurales de Colombia, Perú y México se ha empleado para mejorar la infltración del agua en el suelo. Incluso, el nopal ha servido como materia prima sostenible para la moda y el diseño vegano de ropas y calzados. Pero además se ha comprobado su efecto coagulante en la remoción de la turbidez del agua.
Señala un estudio publicado en la Revista Colombiana de Biotecnología, que la coagulación es una etapa crítica del proceso de potabilización del agua. Y solo puede conseguirse mediante la adición de un agente coagulante, capaz de neutralizar las cargas electroestáticas de los coloidales suspendidos en el agua. Permitiendo su aglomeración hasta formar macropartículas de fácil sedimentación.
Las tunas y su facultad coagulante en el agua
Las tunas o nopales no dejan de sorprender. En México, desde hace algunos años, se adelantan algunas iniciativas ecológicas de emprendedores que producen biogás y generan electricidad a partir de ese fruto ancestral que promete un futuro industrial sostenible.
La coagulación y la floculación son procesos esenciales para separar y eliminar los sólidos suspendidos en el agua y el tratamiento de aguas residuales. Estos procesos mejoran la claridad del agua y reducen la turbidez. En la actualidad, los coagulantes más usados son las sales minerales de hierro y aluminio. No obstante, estos compuestos químicos son arrastrados durante la sedimentación de los lodos, convirtiéndose en un problema ambiental. En altas dosis pueden llegar a ser tóxicos. Al ser productos especializados y de alta demanda comercial son caros.
Para el caso del sulfato de aluminio se requiere un muy buen control del pH porque el rango de trabajo en este parámetro es muy limitado. La remoción del material orgánico no es óptima. Además, no se obtienen los resultados esperados al usarlo en aguas de alta turbiedad. En muchas ocasiones requiere de un ayudante de floculación y lo más importante, el genera un alto contenido de aluminio residual.
Con el policloruro de aluminio se presentan desventajas tales como su alto costo y un pH demasiado alto durante la coagulación puede bajar la remoción de sustancias orgánicas. El cloruro férrico es otro clarificante de agua que tiene como desventaja ser muy corrosivo, lo que dificulta su manejo y almacenamiento. Así como problemas en el proceso de clarificación pueden causar un color y precipitación en el agua tratada. Esto también puede ocurrir cuando se utiliza sulfato férrico.
Alta toxicidad del uso de químicos
A inicios de la década de los setenta, en varios países latinoamericanos se adoptó la tecnología de tratamiento de agua. Los nuevos procedimientos crearon la necesidad de buscar coagulantes naturales locales que pudieran disminuir en parte ó en su totalidad el consumo de reactivos químicos importados. Los polímeros orgánicos de origen natural presentan por lo general una mínima o nula toxicidad, dado como lo presentan muchos investigadores acerca de la tuna.
Existía la idea de que las tunas aumentarían las alternativas de tratamiento de aguas basadas en la utilización de un coagulante natural. En los procesos de clarificación, y se hacen imprescindibles, teniendo en cuenta las condiciones económicas actuales de muchos países
En la investigación se evaluó la eficiencia de las tunas Opuntia Ficus-Indica como agente coagulante en el proceso de clarificación de las aguas del río Magdalena, en Colombia. Tomando como referencia un punto en el municipio de Magangué, en el Departamento de Bolívar.
Los ensayos se realizaron a escala de laboratorio aplicando la prueba de jarras. Los parámetros físico-químicos medidos fueron turbidez y pH. De los cladodios de la planta silvestre, Opuntia Ficus-indica, que crece en las sabanas de Sucre, se extrajo su mucílago que actúa como coagulante natural. Empleando las operaciones de pelado, lavado, escurrido, almacenado, troceado, molienda, tamizado, centrifugado y secado.
El pelado se utilizó para eliminar la corteza y muchas espinas; el lavado se realizó con agua de cloro a una concentración de 50 ppm para terminar de retirar las espinas que quedaban. El escurrido es una forma de secado que se llevó a cabo por 1 hora. Y el almacenamiento de las pencas peladas se hizo a 5 oC para garantizar su conservación.
Avances científicos y retos pendientes
En el proceso de troceado se cortaron los cladodios a 15 cm de largo aproximadamente. El centrifugado se realizó con la finalidad de separar lo mejor posible el mucílago de las impurezas y el secado se llevó a cabo al vacío a una temperatura de 70 ºC. Al material seco, de color verdoso, se le realizó la extracción de los pigmentos con alcohol etílico. El material libre de pigmentos fue macerado con agua destilada y separado por filtración. Luego, se evaporó al vacío y se reconcentró en un horno eléctrico, donde se obtuvo un polvo amorfo claro y soluble en agua.
En la prueba de jarras, el proceso de clarificación se efectuó a diferentes concentraciones de coagulante, 35 mg/L y 40 mg/L, y con distintas velocidades de agitación, 100 y 200 rpm; estableciéndose las mejo-res condiciones para llevarlo a cabo. Todo se hizo por triplicado
Mediante esta investigación se demostró la eficiencia que tiene el mucilago extraído de las tunas Opuntia ficus-indica como coagulante natural en la clarificación de aguas crudas. En aguas poco turbias como las del río Magdalena en Magangué, la velocidad de agitación tiene incidencia en la acción del coagulante. Este logra llegar hasta las partículas más dispersas aumentando la eficiencia del proceso de clarificación.
Las mejores remociones de turbidez con ambos coagulantes se obtuvieron a una velocidad de agitación de 200 rpm. Sin embargo, el alumbre siempre fue más eficiente. Los valores obtenidos de este parámetro físico-químico después de llevar a cabo el proceso de clarificación del agua con el coagulante natural, no cumplieron con el requerimiento estipulado en la norma técnica colombiana para agua potable.
Sin embargo, el agua logró un alto tratamiento y puede ser empleada en otras actividades. Se sugiere investigar mucho más sobre el tema.
Aguas residuales turbias
En 2022, un paper la Universitat Politénica de Valencia comprueba la eficiencia de la penca de tuna para el eficiente tratamiento de aguas residuales grises.
Es tan alta la eficiencia que las aguas tratadas puede utilizarse para el riego no restringido de vegetales. Es una propiedad conocida hace más de 2.000 años para aclarar aguas fluviales turbias. También las semillas de moringa eliminan bacterias del agua.
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