RECUPERACIÓN DE UN AGROGEL A PARTIR DE UN RESIDUO MUNICIPAL: PAÑALES DESECHABLES. Rosa María Espinosa Valdemar e Irma Delfín Alcalá

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1 RECUPERACIÓN DE UN AGROGEL A PARTIR DE UN RESIDUO MUNICIPAL: PAÑALES DESECHABLES Rosa María Espinosa Valdemar e Irma Delfín Alcalá Universidad Autónoma Metropolitana- Azcapotzalco. FES Iztacala /UNAM Av. San Pablo 180 Col, Reynosa Tamaulipas México D.F. Tel Fax rmev@correo.azc.uam.mx dai@correo.azc.uam.mx RESUMEN Se propone un método para mitigar la acumulación de pañales desechables, a través de la recuperación de un agrogel útil para conservar la humedad del suelo. Se hicieron dos ensayos: preliminar y piloto. Preliminar: se sembraron semillas de frijol y lenteja en suelo superabsorbente hidratado, se mantuvo la humedad, hubo germinación y las plántulas crecieron. Piloto: En lisímetros con capas y mezclas de pañal y suelo, se midió la humedad por unidad experimental, a tres profundidades, durante 37 días. Los resultados preliminares indican que en el suelo que se utilizó, el superabsorbente retuvo la humedad. El tratamiento favoreció, no sólo el proceso de germinación sino el crecimiento de las plántulas. En el ensayo piloto, no hubo diferencias significativas entre el tratamiento con capas de pañal, éstas fueron eficaces para mantener un porcentaje de humedad adecuado para la agricultura. En la mezcla suelo-pañal, no hubo retención de agua del superabsorbente. INTRODUCCIÓN Un problema que cada vez se hace mayor en las zonas urbanas, es la generación de residuos sólidos entre ellos los pañales desechables usados. Los pañales desechables hacen más fácil la vida de la mujer-madre pero su vida útil es muy corta y su disposición final no ha sido prevista por los fabricantes; simplemente se les deposita en los rellenos sanitarios. Desde hace poco más de 30 años los pañales desechables forman parte de los productos de uso cotidiano en las familias mexicanas. En la tabla 1 se muestra el porcentaje que representó el residuo de pañal dentro del total de los residuos sólidos municipales, por zona geográfica de México, de 1974 a Tabla 1. Porcentaje del residuo de pañal desechable en los residuos sólidos municipales Subproductos Zona geográfica Fronteriza Norte Sur Centro D.F. 74/88 91/97 74/88 91/97 74/88 91/97 74/88 91/97 74/88 91/97 Pañal desechable Fuente: Sedue. Políticas y estrategias en el manejo de los residuos municipales e industriales en México. México Sancho y Cervera J., Rosiles G., Situación Actual del Manejo Integral de los Residuos Sólidos en México. Sedesol. 1999

2 La celulosa es el componente mayoritario de los pañales desechables, en los que representa por lo menos 60% del peso total, la diferencia (25-30%); corresponde a las películas impermeables protectoras (polietileno, polipropileno y poliuretano) y al material superabsorbente (7-%). La celulosa es un biopolímero de difícil degradación, y más aún cuando, como ocurre en el residuo de pañal, está mezclada con otros materiales. El material superabsorbente es un polímero sintético no degradable, descrito comercialmente como poliacrilato de sodio; se trata de un material altamente hidrofílico, que puede absorber hasta 500 veces su peso de agua (ó 300 veces su peso de orina) transformándose en un gel. La consistencia de ese material gelatinoso dificulta el acceso de los organismos degradadores de la molécula de celulosa. Esa gran capacidad de reserva de agua del polímero puede aprovecharse y, de hecho se utiliza para mantener la humedad en áreas agrícolas en que el agua es un recurso indispensable y escaso. El polímero comercial tiene un costo elevado, por lo no siempre es posible, desde el punto de vista económico, la adquisición de este producto por parte de los productores. La agricultura mexicana se desarrolla mayoritariamente en suelos agrícolas de tipo franco; tipo de suelo constituido aproximadamente por 50% de partículas sólidas (arena, limo y materia orgánica), 25% de aire y 25% de agua. La presión ejercida por la maquinaria agrícola, el paso de vehículos pesados y el pisoteo del ganado ocasionan la compactación superficial del suelo, proceso físico que altera su estructura ya que reduce los espacios que permiten la retención de aire y provoca la pérdida parcial del agua biodisponible. En México, actualmente, alrededor de 30% de los suelos están degradados físicamente, lo que se manifiesta como pérdida de fertilidad y por ende disminución de la producción de los alimentos que, cada vez mayor en cantidad, demanda la población. El presente trabajo propone combinar los dos problemas mencionados en un proceso biotecnológico que los resuelva y produzca un beneficio. Si se incorpora al suelo el residuo de pañal desechable, convenientemente acondicionado, el material superabsorbente del residuo puede contribuir a mantener la humedad del suelo, limitando la necesidad de riego. Más tarde o más temprano, la celulosa del pañal será desintegrada, bien porque se mineralice y libere al ambiente como CO 2 o porque se convierta en biomasa de los propios organismos degradadores; en cambio, los materiales plásticos: polietileno, polipropileno y poliuretano, no serán afectados. La presencia en el suelo de esos polímeros resistentes es un aspecto que debe considerarse, pues si bien no representan un riesgo de toxicidad para los cultivos, causan contaminación visual, y en grandes volúmenes pueden afectar la humectación del suelo, por lo que deben ser eliminados en una etapa previa.

3 MÉTODO 1. Ensayo preliminar Se hizo un ensayo preliminar cualitativo, in vitro, a escala reducida, colocando en el fondo de un frasco de vidrio, una capa de 1 cm de grosor de poliacrilato de sodio hidratado,. sobre ella se colocó una capa de aproximadamente 5 cm de grosor, de un suelo poco fértil, previamente humedecido a capacidad de campo. Como control se utilizó suelo sin superabsorbente. Cada experimento se montó por triplicado. En cada unidad experimental se sembraron semillas de frijol y de lenteja, a 1 cm de profundidad. A intervalos de tiempo preestablecidos, se midió el contenido de humedad de las unidades, tomando una muestra de suelo a 1 cm de profundidad. En el control, el porcentaje de humedad bajó rápidamente y la tierra se agrietó, en tanto que en las unidades experimentales con superabsorbente, el suelo mantuvo un contenido conveniente de humedad. En las unidades experimentales con superabsorbente germinaron las semillas y hubo crecimiento: El crecimiento de las semillas de frijol se detuvo cuando las plántulas habían alcanzado una longitud de 3-4 cm; en tanto que las semillas de lentejas continuaron desarrollándose hasta que los tallos medían -12 cm de longitud. En las unidades control germinaron las semillas, pero no hubo crecimiento. 2. Ensayo a escala piloto Se construyeron 4 lisímetros protegidos con una cubierta de resina fenólica y una capa exterior de pintura epóxica. El aislamiento térmico fue proporcionado recubriendo el lisímetro con una capa de lana de vidrio forrada exteriormente con una cubierta plástica. En el fondo del lisímetro se dejó un espacio de 23 cm de altura que se rellenó con arena de cuarzo y perlas de vidrio de poliestireno, para que escurriera el agua de los lixiviados. En el fondo de cada lisímetro se colocó una capa de suelo de 92 cm de grosor; en dos de las unidades se alternaron capas de pañal y suelo (de ó 15 cm de grosor). En la tercera, el pañal y el suelo se mezclaron. Como control se usó sólo una gruesa capa de suelo. La figura 1 esquematiza el diseño experimental que se usó.

4 15 cm 15 cm cm 15 cm cm cm 15 cm 15 cm 35 cm Suelo Pañal Figura 1 Diseño experimental en los lisímetros Se trabajó con el mismo suelo utilizado en el ensayo preliminar, suelo que había dejado de utilizarse para la agricultura, como consecuencia de la degradación sufrida por las actividades antropogénica y geológicas. El suelo se trabajó con la humedad original. Por razones de seguridad recomendadas por la UAM-A, los pañales que se utilizaron eran pañales nuevos, de 3 marcas comerciales distintas, que fueron desmenuzados manualmente. Los trozos, de no más de 8 cm de largo, se mezclaron y se les agregó agua hasta su punto de saturación. Para evaluar la retención y distribución de humedad se midió el contenido de humedad del suelo a tres diferentes profundidades: 7cm, 267 cm y 37 cm por el método de secado a 5º C, durante 6 semanas. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los porcentajes de humedad para las diferentes profundidades se muestran en las figuras 2, humedad a 17 cm :3, humedad a 27 cm y 4, humedad a 37 cm, que aparecen a continuación.

5 % DE HUMEDAD CELDA 1 CELDA 2 CELDA 3 CELDA TIEMPO (dïas) Figura 2. Contenido de humedad del suelo a la profundidad 1 ( 7cm) % DE HUMEDAD CELDA 1 CELDA 2 CELDA 3 CELDA TIEMPO (dïas) Figura 3. Contenido de humedad del suelo a la profundidad 2 ( 17cm)

6 % DE HUMEDAD CELDA 1 CELDA 2 CELDA 3 CELDA TIEMPO (días) Figura 4. Contenido de humedad del suelo a la profundidad 3 (37cm) CONCLUSIONES Los resultados del ensayo preliminar parecen indicar que en el suelo degradado con que se trabajó en este experimento, el material superabsorbente retuvo la humedad, lo que no concuerda con lo reportado por Padilla y col. (2001), quienes aplicaron el material a un suelo con textura contrastante, en el que el polímero no contribuyó a mantener la humedad del suelo A diferencia del control sin polímero, en el tratamiento utilizado se favoreció, no sólo el proceso de germinación sino el crecimiento de las plántulas. En el ensayo a escala piloto No hubo diferencias significativas entre el tratamiento con capas de pañal de cm y el de 15 cm de grosor. Ambos fueron eficaces para proporcionar y mantener en el suelo un buen porcentaje de humedad, que sería conveniente para permitir la germinación de semillas. En la mezcla suelo-pañal, aparentemente se perdieron las cualidades de retención de agua del material superabsorbente (1), por lo que el combinar el suelo con el residuo de pañal no sería eficaz para el fin que se busca, promover y mantener el contenido de humedad en un suelo.

7 PROPUESTAS El pañal desechable usado es un residuo disponible como basura en todas las regiones de México y no tiene costo alguno. El agricultor sólo tendría que acondicionarlos ( trocearlo y retirar el plástico) antes de extenderlo como una capa a 8- cm de la superficie de cultivo. La propuesta de utilización de este residuo puede ser útil a autoridades municipales interesadas en recuperar zonas que se han convertido en áridas por escasez de agua, a la vez que necesitan ampliar el tiempo de vida de los sitios de disposición final de los residuos sólidos municipales. Para evitar la acumulación de plásticos, estos materiales deberían separarse (y enviarse a recuperación), como parte del acondicionamiento del residuo de pañal. El procedimiento propuesto aparece como una alternativa prometedora para la recuperación de suelos degradados por carencia de agua REFERENCIAS Anónimo (1999). Diaper industry workshop identifies research needs to minimize environmental impacts. J. Air Waste Manag. Assoc., 41(): Buchholz,F.L. (1996) Superabsorbent polymers J. Chem. Edu. p.p Kimberly Clark (2001) Pañales desechables. Redes internacionales Internet www/giga.com/ercher/faqspan.htm#how.2001 Padilla, C.J., Etchevers, B.J. ; Martínez, G.M. y Molina, E.J.A. (2001) Efecto de poliacrilamida + zeolita en suelo y planta en Memorias de XV Congreso Latinoamericano y V Cubano de la Ciencia del Suelo. C.D. Sancho y Cervera J., Rosiles G., (1999) Situación Actual del Manejo Integral de los Residuos Sólidos en México. Sedesol. Schwab, G.O. (1990) Ingeniería de conservación de suelos y agua Limusa. México SEDUE (1998) Políticas y estrategias en el manejo de los residuos municipales e industriales en México. México.. Solorzano.O.G. (1992) Implicaciones económicas del uso de pañales desechables Memorias del VIII Congreso Nacional de la SMISACC, Cocoyoc Morelos. Tovar, S. y Quintero, L.(1990) Posibilidades del uso de polímeros sintéticos como conservadores de la humedad del suelo en reforestaciones con Pinus halapensis. Memorias del XXIV Congreso Nacional de Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo. Pachuca, México.