Artículo científico publicado en revista de Países Bajos

Por: Lorena Chacón – Oficina Asesora de Comunicaciones

El trabajo investigativo se realizó durante la pasantía realizada por un semestre en el Laboratorio de Aguas de la Universidad de Cundinamarca Seccional Girardot y a partir de allí se desarrolló un artículo científico que recopilaba los resultados de la investigación y fue publicado en una reconocida revista científica internacional.

La investigación fue desarrollada por Juan Daniel Arango Irreño, ingeniero ambiental graduado de la UCundinamarca en el año 2019 y el docente asesor del proyecto José Luis Lugo Arias, como investigadores principales, en colaboración con un equipo de coinvestigadores conformado por Elkin Lugo Arias, David Ovallos, Mario de la Puente y Jesús Silva.

El ingeniero Arango, graduado de la UCundinamarca, que se ha destacado por el desarrollo de esta investigación describe que: “Durante el desarrollo de mi pasantía surgieron varias dudas acerca de las repercusiones que pueda tener los coagulantes químicos tradicionales sobre salud humana y si es posible remplazarlos con sustancias naturales, por lo tanto se inició una investigación al respecto, utilizando coagulantes naturales y comparando su eficiencia con uno de origen químico, utilizado tradicionalmente, como es el sulfato de aluminio”.

Cabe resaltar, como lo indica el graduado, que el sulfato de aluminio es uno de los coagulantes químicos más utilizados en el mundo, pero recientes investigaciones han demostrado que las altas concentraciones de aluminio en el cuerpo están asociadas con afecciones neuropatológicas. Debido a esto, se han evaluado diferentes alternativas, como los coagulantes naturales, que se consideran seguros para la salud humana y contienen menos contaminantes que productos químicos debido a sus propiedades de biodegradación.

Por su parte el docente investigador y asesor de la investigación, José Luis Lugo Arias, es ingeniero ambiental y sanitario con maestría en Ingeniería Ambiental, enfocado la docencia, investigación y la consultoría en temas ambientales. Es profesor de la UCundinamarca desde el año 2018 y dicta las asignaturas de

potabilización de aguas, tratamiento de aguas residuales, termodinámica, hidráulica y mecánica de fluidos.

El docente Lugo precisa que: “El proyecto surgió de la necesidad de vincular a estudiantes para que trabajen en las instalaciones del Laboratorio de la Seccional Girardot. Inicialmente se quería que el estudiante, ahora egresado, solucionara un problema de funcionamiento de una planta de potabilización de agua a escala, ejecutando pruebas con coagulantes naturales. Ese era básicamente el objeto de la pasantía de Juan Daniel Arango, el cual fue desarrollado exitosamente”.

Por ende, el objetivo principal del estudio efectuado fue evaluar la eficiencia de mezclar el mucílago de nopal y el almidón de yuca para la eliminación de la turbidez en la purificación del agua. Por lo cual se aplicaron frascos de prueba y el equipo de tratamiento (escala TA FQ-005 / PE fabricado por Generatoris SA de CV de México) para medir los parámetros de turbidez y pH antes y después del proceso de coagulación-floculación, que se aplicó al agua del río Magdalena en Colombia. Se evaluaron muestras de dos períodos de muestreo.

Uno se evaluó durante la temporada de lluvias y el otro se evaluó sin precipitación (sequía) con turbideces iniciales de 316 NTU y 80 NTU, respectivamente. Se encontró que el sulfato de aluminio como referencia de coagulante obtuvo mejores resultados de eliminación de turbidez (hasta 99%) en comparación con el nopal (hasta 60.4%) y la combinación nopal-almidón de yuca (hasta 67%), lo que indica que esta mezcla aumenta la efectividad de los coagulantes naturales utilizados individualmente.

El trabajo investigativo titulado en español: Efectividad de la mezcla de nopal y almidón de yuca como sustancias clarificantes en la purificación del agua: un estudio de caso en Colombia. Fue publicado en la revista Heliyon en idioma inglés bajo el nombre de: Effectiveness of the mixture of nopal and cassava starch as clarifying substances in water purification: A case study in Colombia.

Esta revista científica es una importante publicación de los Países Bajos, la cual pertenece a la red de Elsevier y es indexada en SCOPUS, se encuentra en cuartil 1 (Q1) debido a su factor de impacto. Es por ello, que las investigaciones publicadas en esta revista garantizan la alta calidad de los manuscritos, por lo que los investigadores de todo el mundo la consultan frecuentemente y de ahí su importancia, dado que facilita la globalización del conocimiento.

El docente Lugo confirma que: “La importancia del manuscrito es que permite brindar un enfoque alternativo y novedoso, empleando uso de mezclas de sustancias naturales en la potabilización de aguas, con el fin de reducir los efectos toxicológicos de los productos químicos que se utilizan en los procesos de coagulación, los cuales pueden afectar la salud humana. Mientras que el alcance de la investigación fue probar en laboratorio la eficiencia de las sustancias

naturales estudiadas, con el fin de que a futuro se implementen en plantas de potabilización de aguas (PTAPs)”.

De esta manera, el ingeniero Arango refiere que: “El trabajo se realizó en dos etapas. La primera etapa se refería a la metodología para la preparación del coagulante y floculante a evaluar; y la segunda etapa se basó en pruebas de laboratorio para determinar la eficiencia de las sustancias naturales evaluadas en la eliminación de la turbidez de la fuente de agua superficial que se estudia.

Algunos de los resultados fueron que el sulfato de aluminio como referencia de coagulante obtuvo mejores resultados de eliminación de turbidez (hasta 99%) en comparación con el nopal (hasta 60.4%) y la combinación nopal-almidón de yuca (hasta 67%). Una de las con conclusiones del proyecto es que el nopal, en combinación con almidón de yuca en concentraciones de 1%, 67% y 33%, respectivamente, aumenta su efectividad combinada en un promedio de 8.5%. Las concentraciones usadas solo para coagulante (nopal) y combinadas con el floculante (almidón de yuca) mostraron altas remociones, 60.4% y 67.04%, respectivamente”.

Arango también manifiesta que: “La investigación demostró que en las combinaciones específicas de sustancias naturales (67% mucilago de nopal y 33% almidón de yuca), se puede aumentar la efectividad de las sustancias en remoción de turbiedad significativamente, en comparación de cuando trabajan solas, lo que abre el camino para futuras investigaciones que deseen profundizar en este tema, y que además estén encaminadas en probar otras combinaciones con diferentes sustancias naturales. Con el proyecto investigativo también se demostró la capacidad que tiene la Universidad de Cundinamarca para generar conocimiento científico dentro de sus instalaciones debido a sus equipos y excelente personal humano”.

El graduado menciona que la Universidad le facilitó las instalaciones y todos los equipos, insumos y materiales necesarios para realizar la investigación, los cuales fueron esenciales en todas las fases para el desarrollo del proyecto. También aclara que: “En el desarrollo de esta investigación recibí el gran apoyo de los docentes: José Luis Lugo Arias y Jhon Sandoval, quienes me ayudaron a estructurar el proyecto, como también el apoyo de los laboratoristas Óscar Useche y Rubén Bocanegra para realizar la metodología del proyecto”.

Igualmente, se destaca que: “El graduado en su época de estudiante, en la que se efectuaba el proyecto, siempre tenía la voluntad de trabajar y desarrolló actividades adicionales a su pasantía, como por ejemplo: el desarrollo de unos videos de laboratorio y prácticas asociadas para atender a visitas de personal externo a la UCundinamarca. Que además, fueron realizadas luego de haberse

graduado, lo que demuestra su interés y amor por la UCundinamarca. Es por ello, que gran parte del éxito del proyecto se debió en gran parte a Daniel, dado que él se encargó de realizar muchas experimentaciones en laboratorio con mi ayuda y la de otros docentes. Algunas prácticas las desarrolló él sólo con el apoyo del personal de laboratorio; pues al ser muy disciplinado, adquirió muchas habilidades de laboratorio, razón por la que me gustaría que se incorporara como apoyo al equipo de trabajo de laboratorio de la UCundinamarca porque aportará mucho para que se desarrolle la investigación en nuestro campus universitario”, puntualizó el docente José Luis con referencia al trabajo y dedicación de Arango.

El ingeniero Arango asegura que le gustaría seguir investigando sobre propiedades de plantas para aplicaciones en el medio ambiente, en especial en temas de calidad de agua, en la calidad del aire o restauración de suelos. Además, Arango indica que: “Invita a los estudiantes de la UCundinamarca para se dejen llevar por su imaginación y curiosidad y luego de que una idea les cautive, busquen la manera de hacerla posible y que no duden en consultar a sus docentes, además que se animen a conocer los equipos con los que cuenta la universidad para el desarrollo de investigaciones”.

Así mismo, el docente Lugo explica que en la UCundinamarca se promueve la investigación por medio de proyectos de convocatoria interna y externa, semilleros de investigación, realización de PIS en diversos semestres académicos, modalidades de trabajos de grado en investigación, talleres de investigación y alianzas interinstitucionales (como por ejemplo, las redes de conocimiento).

El profesor e investigador Lugo precisa que: “En el grupo de investigación al cual pertenezco, Grupo Udecino de Investigación Ambiental Guía de la seccional Girardot, se trabaja en las líneas de investigación en temas ambientales relacionados con: biología de la conservación y procesos ecológicos; sostenibilidad ambiental de los sistemas agua y suelo; recursos hidrobiológicos y evaluación ambiental; educación y gestión ambiental; y manejo y conservación de suelos. Las cuales pueden consultarse en el GrupLAC definido por Minciencias”.

Para finalizar el investigador y docente José Luis hace una invitación a los estudiantes de la institución: “El mensaje para los estudiantes es que siempre piensen en hacer bien las cosas, que se esfuercen mucho en lo que les gusta y que no traten de desarrollar las cosas por salir del paso, sino que piensen en cosas importantes, pues siempre hay que soñar. Aunque todo lo valioso requiera sacrificio, se pude hacer si se persiste y se trabaja con voluntad. No importa si es investigación o no, también hay otras cosas interesantes como el emprendimiento, actividades sociales, innovación, entre otras, que si el estudiante se propone, lo

puede lograr, solo es explotar sus fortalezas a través del desarrollo de creatividad, que eso les sobra a los jóvenes”.

Para consultar el artículo científico en mención, consulta el siguiente enlace: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844020311403

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