La investigación que transforma la basura agrícola en soluciones sostenibles
Cada año, toneladas de residuos agroindustriales son descartadas pese a contener compuestos naturales de alto valor para las industrias alimentaria, cosmética y nutracéutica. Frente a este desafío, Ingry Quinchanegua, estudiante del Programa de Doctorado en Química de la Pontificia Universidad Católica de Chile y finalista del concurso 3MT® UC 2025, desarrolla una investigación que busca transformar estos subproductos en una fuente de innovación, mediante tecnologías de extracción sostenibles que permitan recuperar moléculas con potencial para múltiples aplicaciones industriales.
A través del desarrollo de disolventes verdes, la investigadora trabaja en la recuperación de compuestos bioactivos presentes en residuos agroindustriales como la uva y el tomate, con el objetivo de obtener antioxidantes naturales, colorantes seguros y agentes funcionales aplicables en distintas industrias.
Su investigación, titulada “Desarrollo de técnicas de extracción sostenible mediante Disolventes Eutécticos Profundos Supramoleculares (SUPRADES) para la recuperación verde de compuestos bioactivos a partir de residuos agroindustriales”, aborda uno de los grandes desafíos actuales de la ciencia aplicada: avanzar hacia procesos productivos más limpios y alineados con los principios de la economía circular.
Cuando la química comenzó a mirar su propia huella ambiental
El origen de esta investigación nació de una inquietud surgida dentro del propio laboratorio. Durante sus primeras experiencias formativas, la investigadora comenzó a cuestionar el impacto ambiental asociado a los métodos tradicionales de extracción química y el volumen de residuos generados en cada procedimiento experimental.
“Más que un hito de un solo día fue un proceso de despertar durante mis primeras experiencias formativas. Recuerdo estar en el laboratorio durante mi pregrado y maestría, trabajando en métodos de microextracción, y darme cuenta de los bidones de desechos tóxicos que generábamos para un solo experimento. Ahí hice un clic personal. Comprendí que cada decisión que tomamos en el laboratorio deja una huella ecológica enorme, y decidí que mi carrera científica debía enfocarse en ser parte de la solución en lugar de contribuir a ese problema. Asumir esa responsabilidad fue la razón que me llevó a dedicar mi doctorado a la química verde”.
Esa reflexión orientó su trayectoria hacia el desarrollo de alternativas más seguras y eficientes para los procesos químicos, desde una perspectiva basada en la sustentabilidad.
De residuo agrícola a innovación científica: la nueva frontera de la química verde
La investigación se concentra en aprovechar residuos generados por industrias agrícolas relevantes para Chile, particularmente aquellos provenientes de la producción vitivinícola y tomatera. Estos subproductos contienen moléculas como antocianinas y carotenoides, compuestos reconocidos por sus propiedades antioxidantes y su potencial aplicación industrial.
Para recuperarlos, la investigadora desarrolla CycloDES, una nueva generación de disolventes verdes basados en ciclodextrinas, moléculas capaces de capturar selectivamente determinados compuestos y proteger sus propiedades durante la extracción.
“Imagina que queremos aprovechar los colores y nutrientes que quedan en los restos de uva después de hacer vino. En lugar de usar químicos tóxicos para extraerlos, yo creo líquidos 100% ecológicos combinados con ondas de sonido.
Para lograrlo, utilizo un tipo especial de molécula llamada ciclodextrina. Imagínala como un anillo diminuto con un pequeño espacio en el centro. Funciona como un imán con muy buena memoria: atrapa exactamente las moléculas de la uva que queremos y las mantiene a salvo, como en una pequeña cápsula. ¿Para qué sirve esto? Para que ese desecho se convierta en un aditivo natural que luego podemos incorporar a tus alimentos para hacerlos más saludables, a tus cosméticos o incluso para crear “envases inteligentes” que cambian de color si tu comida se está echando a perder”.
Esta tecnología busca demostrar que los residuos agrícolas pueden transformarse en materias primas de alto valor para nuevas aplicaciones.
Una alternativa frente al desafío de los aditivos sintéticos
La industria alimentaria enfrenta el desafío de responder a una creciente demanda por productos más naturales, seguros y sostenibles. En este contexto, la investigación propone alternativas al uso tradicional de compuestos sintéticos mediante ingredientes funcionales obtenidos a partir de procesos de menor impacto ambiental.
“Porque la industria nutracéutica y alimentaria necesita con urgencia alternativas a los aditivos sintéticos. Las industrias vitivinícolas y tomatera generan toneladas de subproductos subutilizados a pesar de su altísimo contenido de antioxidantes. Transformar esa “basura” en colorantes y conservantes funcionales de origen natural es clave para la salud pública y para lograr una verdadera economía circular”.
El proyecto también posee una dimensión territorial, al abordar residuos provenientes de sectores productivos estratégicos para distintas regiones del país.
Resultados que abren nuevas posibilidades tecnológicas
Hasta ahora, la investigación ha avanzado en la optimización de una plataforma de extracción sostenible capaz de recuperar compuestos bioactivos desde residuos agroindustriales, proyectando nuevas aplicaciones para estos subproductos.
El desarrollo de esta línea investigativa también se ha fortalecido mediante experiencias de colaboración internacional, incluyendo una pasantía de investigación en la Universidad de Lleida, España, en el laboratorio de Tecnologías Innovadoras para el Procesamiento de Alimentos (Novel Technologies for Food Processing). Esta experiencia contribuyó a fortalecer su formación en el desarrollo de tecnologías orientadas a procesos alimentarios más sostenibles. Bajo la guía de su directora de tesis, la Dra. Ady Giordano, ha consolidado una línea de investigación enfocada en el desarrollo de soluciones sustentables para la industria alimentaria y nutracéutica.
“Hemos sintetizado y caracterizado 10 formulaciones de solventes verdes estables. Nuestro mayor logro ha sido extraer eficientemente antocianinas en tan solo 10 minutos, obteniendo un extracto con una extraordinaria capacidad para neutralizar radicales libres. Es decir, logramos un producto final altamente potente y listo para su evaluación en aplicaciones de la vida real”.
Ciencia interdisciplinaria para responder desafíos complejos
El desarrollo de esta tecnología requiere integrar distintas áreas del conocimiento, desde la química analítica y la fisicoquímica hasta las tecnologías alimentarias, permitiendo vincular la generación de conocimiento con necesidades concretas de la sociedad.
“Lo más enriquecedor ha sido comprobar que es posible hacer ciencia de primer nivel con un propósito medioambiental claro. El desafío de integrar distintas áreas, como la química analítica, la fisicoquímica y las tecnologías alimentarias, me ha exigido mirar la investigación desde múltiples perspectivas. Además, instancias como el concurso 3MT® me enseñaron a salir del lenguaje puramente técnico; darme cuenta de que las personas conectan con nuestro trabajo y valoran profundamente el esfuerzo por desarrollar tecnologías más limpias, le da todo el sentido a las horas invertidas en el laboratorio”.
Más allá del laboratorio, esta investigación plantea una nueva forma de comprender los residuos: no como el final de una cadena productiva, sino como el punto de partida para nuevas soluciones científicas y tecnológicas.
“Me gustaría que supieran que estamos construyendo los ingredientes del futuro. Que la próxima vez que vean un colorante natural en su comida o usen un envase que protege su alimento sin plásticos tóxicos, sepan que detrás hay química verde trabajando para revalorizar lo que antes considerábamos simplemente “basura”.
Desde la química verde, esta investigación busca demostrar que la ciencia puede transformar desafíos ambientales en oportunidades de innovación, generando herramientas para avanzar hacia una industria más sostenible y un modelo productivo basado en el conocimiento científico.