Obtención de nanocristales de celulosa y caracterización a partir de cáscara de tuna (Opuntia ficus-indica)

Abstract

Este trabajo tuvo como objetivo obtener y caracterizar nanocristales de celulosa a partir de cáscara de tuna mediante hidrólisis ácida. Tras acondicionar la cáscara, se aplicó hidrólisis con ácido oxálico (H₂C₂O₄) y ácido fluorhídrico (HF) a 50 y 70%, durante 20 minutos a 60°C y 700 rpm, seguida de sonicación por 15 minutos a 30°C y 40 kHz. Se empleó un diseño bifactorial de 4 tratamientos con 3 réplicas, analizado con Statgraphics Centurión XVI. El tratamiento 2 (H₂C₂O₄ al 70%) obtuvo el mayor rendimiento con 72.46%, seguido del tratamiento 4 (HF al 70%) con 68.50%. En el análisis CIELab no hubo diferencias en luminosidad y tonalidad tras los tratamientos; en croma, el tratamiento 2 mostró mejor saturación (18.41) y el tratamiento 3 (HF al 50%) mayor intensidad cromática (27.47), lo que indica que el H₂C₂O₄ favorece la saturación y el HF la intensidad cromática. Mediante SEM, el tratamiento 2 presentó estructura sólida y aglomerada con varillas irregulares y porosidad, mientras el tratamiento 4 mostró una estructura más individual y menos aglomerada. El FTIR confirmó grupos hidroxilo, metileno y éter, característicos de los nanocristales, con estiramientos más definidos en los tratamientos con H₂C₂O₄ (1 y 2) y más bajos con HF (3 y 4), conservando dichos grupos funcionales. Se concluye que el rendimiento depende del tipo y concentración de ácido, la hidrólisis modificó el croma y los análisis SEM y FTIR confirmaron la morfología cristalina y la conservación de los grupos funcionales propios de la celulosa de cáscara de tuna.