CARACTERIZACIÓN
FÍSICA Y MECÁNICA DE LAS HOJAS DE Aloe
vera
Introducción
El
Aloe vera, comúnmente llamada sábila y
cuyo sinónimo es barbadensis (descrita por Miller, 1768), es una de las
plantas medicinales más conocidas. Actualmente su uso como suplemento alimenticio
y medicamento terapéutico se ha hecho muy frecuente; es así como el mercado
nacional e internacional ha visto el surgimiento de productos comerciales (alimenticios,
medicinales y cosméticos) con contenidos de extractos de Aloe vera como valor agregado, generando una gran demanda de esta
materia prima en todas sus presentaciones.
En
tiempos recientes el cultivo de Aloe vera
en Colombia se ha promovido como cultivo alternativo para el desarrollo para el
sector agrícola, sin embargo y de forma paradójica, el fomento para el
procesamiento de la planta, no se proyectó y ni siquiera se ha dado. Además de
ciertos aspectos de normatividad legal que intencionalmente se dejarán de lado
en este documento, los laboratorios e industrias nacionales no encuentran el
producto nacional en las condiciones y la calidad necesaria - casi la totalidad
del Aloe vera utilizado por la
industria nacional es importado. Las asociaciones de pequeños productores y
cultivadores nacionales se encuentran en etapas tempranas de desarrollo y no
están en condiciones de afrontar las grandes sumas de dinero en inversión que
requiere el importe de las tecnologías necesarias; como solución a este
problema, la opción alternativa es el desarrollo y perfeccionamiento de estas
tecnologías de manera local.
Para
impulsar el desarrollo tecnológico del procesamiento de las hojas de Aloe vera, es necesario inicialmente
conocer la planta, sus propiedades físicas y mecánicas y las dificultades o
ventajas que estas imponen sobre los procesos de corte de las hojas y la
extracción del gel. Como ya se comentó, en Colombia el procesamiento de la
planta en su estado de suministro está en un punto de bajo desarrollo; esto se
debe a que la conformación de empresas para el procesamiento de las hojas de Aloe vera, así como su montaje es sumamente
costoso y usualmente sólo pueden ser costeadas por inversionistas extranjeros,
lo que obliga a los empresarios interesados en este mercado a procesar esta
planta con métodos tradicionalmente artesanales (extracción manual). La
extracción manual presenta ventajas respecto de los métodos de extracción
mecánica conocidos, principalmente por su capacidad en cierta forma de
controlar la contaminación del gel de Aloe por
la aloína -látex naturalmente producido por la planta- , sin embargo con
este método resulta difícil garantizar la producción requerida por los
laboratorios y empresas, con la calidad y presentación deseados. Bien sea que
se efectúe manualmente o mecánicamente, el procesamiento primario de esta
planta siempre presentará el problema crítico que el gel de aloe tiende a ser
contaminado por componentes tóxicos de la propia planta; esto hace
necesaria una técnica de separación del gel que tenga altos niveles de
extracción y que provoque la menor cantidad posible de contaminación, para de
esta manera aspirar a cumplir con la cantidad y calidad exigida por el mercado.
La no existencia de información técnica de acceso libre sobre las
características físicas y mecánicas de las hojas de Aloe vera y su procesamiento industrial, han dificultado en cierta
medida el desarrollo local de máquinas y equipos para la transformación
primaria de esta planta.
En
el proyecto de investigación: “Caracterización mecánica de la hoja de aloe y
diseño de máquinas para la extracción y transformación de gel de Aloe vera”, que sustenta esta
publicación, se buscaba como resultado final el desarrollo de un prototipo de
máquina portable para extracción de gel de Aloe
vera para pequeños niveles de producción; sin embargo para llegar a este
resultado hubo que primero, establecer de forma apropiada las características
físicas y mecánicas de las pencas de Aloe
vera y su comportamiento ante diferentes métodos mecánicos de extracción.
En este libro se presenta la justificación, la metodología y los resultados
obtenidos en las etapas de caracterización física y mecánica de las hojas de Aloe vera; en el proceso metodológico
seguido en cada una de las etapas del proyecto se establecieron los diseños de
experimentos y los protocolos pertinentes, y se ejecutaron las evaluaciones
correspondientes. Para la caracterización física de la resistencia a la
penetración (penetrabilidad) y resistencia a la compresión (compresibilidad) se
diseñó la máquina AMTM100. Además de los resultados para la caracterización
física y mecánica obtenidos, se aspira que también los experimentos diseñados y
los protocolos establecidos sirvan como base o se utilicen fielmente por pares
investigadores que quieran realizar caracterizaciones de hoja de Aloe vera en regiones diferentes a las
utilizadas en este estudio.
Este
trabajo es el primero en su estilo realizado en Colombia, en el que se
caracteriza dimensionalmente y físicamente las hojas de Aloe vera y se establecen relaciones operativas para la extracción
de gel mediante rodillos. Se tiene la expectativa que el conocimiento de las
características físicas y mecánicas de las hojas de Aloe vera sea el punto de partida para potenciar el desarrollo
local de sistemas, máquinas o elementos cortantes y de transformación primaria
para las hojas de Aloe vera, que se
adecúen a las características de la sábila local y a los valores de producción
de los pequeños y medianos cultivadores de Aloe
vera en Colombia. Así pues, se espera que los resultados obtenidos en este
proyecto contribuyan al nacimiento de la industria productora de herramientas y
máquinas para la extracción de Aloe vera
en Colombia. El desarrollo de estas herramientas y la generación de nuevo
conocimiento para la optimización de los procesos de industrialización primaria
deberían impulsar la creación y fortalecimiento de empresas rurales con base en
la sábila, permitiéndoles acceder y competir en el mercado nacional e
internacional del gel de Aloe vera,
afianzando de esta manera la cadena productiva desde su base.
Este
trabajo fue desarrollado como parte del proyecto de investigación:
“Caracterización mecánica de la hoja de aloe y diseño de máquinas para la
extracción y transformación de gel de Aloe
vera”; proyecto financiado conjuntamente entre la Universidad Tecnológica
de Pereira y el Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación
– Colciencias. El investigador agradece el apoyo del grupo de investigación en Procesos
de Manufactura y Diseño de Máquinas de la Facultad de Ingeniería Mecánica, así
como la contribución de los estudiantes y profesionales que participaron en el
proyecto de investigación.
