Natalia Gabriela Zegarra Vidal; Vitor Manuel De Oliveira E Vasconcelos; Lourdes Roxana Juarez Bueno; Carlos Eitel Ivan Paz Aliaga

Objetivo

Preparar y caracterizar biopolímeros de quitina y quitosano a partir del exoesqueleto de Cryphiops caementarius, que presenten muy buena capacidad para remover metales pesados y contaminantes orgánicos en los ecosistemas de crianza del mismo camarón.

Resumen:

El agua que constituye el hábitat de los camarones está contaminada por desechos e insumos de la agricultura y minería artesanal; los procesos convencionales para limpieza de estas aguas, son costosos y difíciles de aplicar sobre todo en grandes vertientes. Los caparazones de Cryphiops caementarius “camarón de río”, que se eliminan en grandes cantidades, luego de utilizarlos como alimento, son una excelente fuente de los biopolímeros quitina y quitosan, que han mostrado tener una alta capacidad adsorbente de metales pesados, contaminantes más tóxicos de estos desechos. La reutilización de los caparazones de crustáceos como el camarón, puede ser aplicada a la remoción de elementos altamente tóxicos presentes en aguas de consumo, además de permitir darle un valor agregado a un desecho que es considerado un contaminante ambiental, sumado al bajo costo está su alta eficiencia y capacidad de biodegradación, ventajas que deben ser aprovechadas para crear materiales que permitan recuperar los efluentes naturales de la alta contaminación, iniciando con los efluentes que son hábitat de camarón, evitando así la sobrecarga de metales pesados que con el tiempo afectará la sobrevivencia de Cryphiops caementarius y de sus consumidores habituales. En el presente trabajo se investiga la eficiencia de diferentes biopolímeros derivados de quitina y quitosano, obtenidos a partir del caparazón de Camarón de rio, sobre la capacidad de adsorción de metales pesados encontrados en aguas obtenidas de efluentes de los ríos Majes, Ocoña y Camaná de nuestra región, con el propósito inicial de ser aplicado en las vertientes de crianza de camarón. Se realizarán estudios de sus características fisicoquímicas, luego de obtener quitosan, un derivado desacetilado, en búsqueda de biopolímeros que permitan la mejor remoción de metales contaminantes de aguas. Se realizará la obtención de quitina y quitosan con diferentes grados de desacetilación, a partir de desechos del exoesqueleto de camarón y la caracterización química de los mismos. Mediante el método de Fluorescencia de rayos-X por Reflexión Total (FRXT), se realizará la determinación cuantitativa y especiación de metales pesados presentes en las vertientes de los ríos Majes, Ocoña y Camaná, que pueden ser retirados de las aguas, empleando los biopolímeros obtenidos del exoesqueleto de Cryphiops caementarius.

Palabras clave

Quitina, Quitosan, Cryphiops caementarius, metales pesados, UNSA, Arequipa

Problema central

Los insumos de la agricultura y la minería artesanal, son vertidos a los ríos, contaminándolos y afectando el hábitat de muchas especies. Los desechos orgánicos de caparazón de crustáceo, incluyendo el camarón de río, se acumulan en toneladas dada su lenta degradación, permitiendo el desarrollo de hongos quitinolíticos saprofitos desarrollando esporas que son liberadas al medio ambiente. Los procesos convencionales para limpieza de agua, entre los que se encuentran los tratamientos biológicos, pueden ser muy costosos y no están siendo eficientes, sobre todo en grandes vertientes. Los metales pesados aún en cantidades traza, son considerados altamente tóxicos, debido a que no se degradan y se acumulan en los suelos y sedimentos, por lo que afectan a los ecosistemas de forma prolongada. El mercurio, el plomo y el cadmio se encuentran entre los metales pesados de mayor peligro ambiental, ya que se utilizan de forma masiva en procesos industriales y algunas de sus formas químicas poseen una elevada toxicidad. Padecimientos, como anemia hemolítica, esclerosis, autismo, depresión, infertilidad, enfermedades vasculares, hemocromatosis y cáncer, han sido relacionadas a la exposición prolongada, al consumo de agua y alimentos contaminados con metales pesados. El hábitat de Cryphiops caementarius, está contaminado con los relaves mineros, a nivel de las desembocaduras de los ríos, lugares hacia donde las hembras ovígeras, migran y ocurre la eclosión de los huevos. 8 Los metales pesados biológicamente activos que contaminan las aguas naturales de hábitat del camarón, se acumulan en el hepato-páncreas y en la hemocianina de estos crustáceos, pudiendo alcanzar concentraciones tóxicas, asimilables por otros organismos consumidores. 9 El consumo de camarón es considerado privilegiado por su baja producción y por su alto nivel de calificación como alimento selecto, sin embargo, la especie está en riesgo a la extinción, al subsistir en ecosistemas contaminados en donde se ubican los criaderos.

Hipótesis planteada

Los principales efluentes de nuestra región, están contaminados por metales pesados y contaminantes producidos por la labor agrícola, esto perjudica el el crecimiento y población de Cryphiops caementarius, el caparazón de este Camarón de Río, contiene quitina una estructura que al desacetilarse se convierte en quitosano, con propiedades fisicoquímicas que permiten el atrapamiento de metales pesados, contaminantes orgánicos, pesticidas, petróleo, entre otros; los productos desacetilados permitirán limpiar el hábitat del camarón, evitando la contaminación del camarón de río y de sus consumidores.

Resultados esperados

02 artículos publicados en revistas indizadas en Scopus o WoS (que no pertenezcan a la categoría ESCI al ser revistas sin impacto): 01 generado por el IP, co-investigadores e Investigador Invitado de Impacto Internacional y 01 generado por los investigadores de pregrado.
Solo podrán figurar como autores o co-autores de los artículos con fines de titulación, las siguientes personas:
- Uno (01) a tres (03) investigadores de Pregrado
- Un (01) investigador principal
- Un (01) investigador visitante de impacto Nacional o Internacional
- 01 estudiantes o egresados de pregrado de la UNSA titulados con la opción de Tesis formato artículo con publicación en revistas indizadas Base Scopus o Web of Science
- 02 ponencias realizadas nacionalmente.
- 02 ponencias realizadas internacionalmente.
- 02 profesionales Capacitados (pasantías, cursos talleres, etc. con duración mayor a 24HH).
- 01 Solicitud de PI (patente industrial, modelo de utilidad, diseño industrial, derecho de
autor/OBTENTOR, registro de marca o variedad).
- Un libro (versión digital) redactado en lenguaje común y corriente (para entregar a Autoridades
Públicas, Medios de Comunicación, Repositorio, algunos Colegios) con fines de divulgación de la(s) Investigación(es) desarrolladas.
Según se indican en las bases, el VRI, se encargará de la Impresión de ejemplares, organizar la presentación y hacer la distribución.

Impactos esperados

Resolver problemas de contaminación de aguas, eliminando metales pesados, productos pesticidas, componentes orgánicos tóxicos.
Contribuir al reciclamiento de desechos alimenticios, obtenidos del caparazón de Cryphiops caementarius, sin restricciones legales, ni costos elevados.
Darle valor agregado, a los desechos obtenidos del camarón de río, identificando las propiedades y capacidades en el proceso de extracción de subproductos adicionales de quitina.
Generar conciencia en la población de las múltiples propiedades y aplicaciones que tienen los materiales obtenidos del caparazón de camarón, para su reutilización y disminución de desechos, contribuyendo al mantenimiento de la naturaleza y generando posibilidades de autoemprendimiento.
Generar expectativas sobre los usos y aplicaciones de los distintos derivados de quitina y quitosano, que conlleven a una mirada empresarial y de medidas de salud pública, que permitan la recuperación económica de los pobladores que emplean el camarón de río como su recurso económico.
Reducir costos y aumentar la sostenibilidad en la crianza de camarón de consumo humano sin riesgo de contaminación.