Aprovechamiento de la papa china (Colocasia esculenta L. Schott) por medio del diseño de una biorrefinería en el contexto ecuatoriano

Objetivo del proyecto:

Obtener bioproductos con alto valor agregado a partir de la papa china (Colocasia Esculenta L. Schott) mediante el diseño conceptual de una biorrefinería en el contexto ecuatoriano.

Fecha de ejecución: 15 de abril del 2021 al 15 de abril del 2026

Enfoque del proyecto:

Línea de investigación institucional: Desarrollo de nuevos productos sustentables para la agricultura balanceada
Grupo de Investigación: Nuevos productos para una agricultura sustentable (GNPAS)
Programa de investigación: Seguridad y Soberanía alimentaria en la Amazonía Norte

Participantes

• • Yadira Vargas García
  • María del Mar Contreras
  • Eulogio Castro Galeano

Enfoque de vinculación con la comunidad

La finalidad de esta tesis es buscar alternativas y desarrollar nuevas investigaciones para el aprovechamiento de la papa china con el contexto de biorrefinería y obtener bioproductos. Esto permitiría fomentar fincas balanceadas en la provincia de Sucumbíos – Ecuador, aprovechando el potencial agrícola mediante el cultivo de la papa china y generando un aporte al cambio de la matriz productiva del Ecuador

Resumen del proyecto

La obtención de bioproductos con alto valor agregado permite el desarrollo económico, ambiental, social y cultural de países, regiones, ciudades y comunidades, sobre todo si se lo gestiona por medio del contexto de biorrefinerías ya que permite también generar bioenergía que contrarresta a la generación de gases contaminantes en instalaciones que basan su producción con recursos no renovables como el petróleo, gas y carbón.

En Sucumbíos – Ecuador, se produce la papa china (Colocasia esculenta L. Schott) que brinda capacidades favorables para la obtención de bioproductos como bioplásticos o bioetanol debido a su alto contenido de almidón, superior al 70%.

El objetivo de esta investigación es obtener bioproductos energéticos y no energéticos dentro del contexto de una biorrefinería adaptada al contexto ecuatoriano, con el fin de propiciar la agricultura balanceada en las fincas de Sucumbíos. Para ello, se realizará una revisión bibliográfica que permita establecer los parámetros de operación, procesos, plataformas y bioproductos que se puedan obtener. Posteriormente, se determinará la caracterización química, elemental, de almidón y de fenoles totales existentes en la papa china según procesos de laboratorio establecidos por instituciones de reconocimiento mundial.

El diseño de la biorrefinería se realizará en una fase conceptual que permita obtener resultados técnicos, económicos, ambientales y sociales por medio del uso del Software Aspen Plus con parámetros y condiciones de operación que permita establecer escenarios y finalmente determinar el óptimo. Se realizarán actividades experimentales que sustenten los criterios técnicos y sea adaptable a la realidad local de Sucumbíos y que brindarán una mayor sustentación de resultados que posteriormente serán divulgados y socializados. Estos resultados se podrán extrapolar a otras regiones donde se cultiva la papa china.

Avances del proyecto

Resultados de impacto investigativo ejecutados

• • Participación en la jornada de Jóvenes investigadores de la Universidad de Jaén con el poster: Chemical characterization of the «papa china» (Colocasia Esculenta L. Schott) for the designing of biorefineries in the Ecuadorian context – Noviembre de 2021
  • Participación en el Congreso Iberoamericano de Biotecnología con la presentación: “COLOCASIA ESCULENTA, A NEW RAW MATERIAL FOR BIOREFINERIES IN ECUADOR” en Portugal, en abril del 2022.
  • Artículo científico denominado: POTENCIAL DE BIOMASA EN AMERICA DEL SUR PARA LA PRODUCCION DE BIOPLASTICOS. UNA REVISION, publicado en la Revista Politécnica. https://revistapolitecnica.epn.edu.ec/ojs2/index.php/revista_politecnica2/issue/view/47/11
  • Participación en el congreso: “3rd INTERNATIONAL WORKSHOP ON BIOREFINERY OF LIGNOCELLULOSIC MATERIALS», con la ponencia: «CHARACTERIZATION OF “PAPA CHINA” FROM DIFFERENT PLANTATION TYPES, A POTENTIAL BIORESOURCE FOR BIOPLASTIC FORMULATION”, en Córdoba, en septiembre del 2023
  • Estancias de investigación en la Universidad de Jaén

Resultados técnicos ejecutados.

• • Obtención del almidón de la papa china
  • Análisis elemental de las tres ubicaciones de cosecha
  • Determinación de extractos de las tres ubicaciones de cosecha
  • Determinación de celulosa, hemicelulosa y lignina de las tres ubicaciones de cosecha
  • Determinación de humedad y cenizas de las tres ubicaciones de cosecha
  • Determinación de almidón de las tres ubicaciones de cosecha
  • Determinación de fenoles totales de las tres ubicaciones de cosecha
  • Obtención del bioplástico en base a formulaciones publicadas en revistas de alto impacto
  • Resultados de pruebas mecánicas
  • Resultados de calorimetría, RAMAN y espectrometría por barrido
  • Pruebas de biodegradación en suelo, agua, sal y ácido