Ciencias de los materiales

Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)

PJ-CM-28 Papel a base de sargazo

Asesor: MARISA CALLE MONROY

Equipo [ ]: Diego Bernal Chimal(3° Tikal) , Alan Guerrero López(3° Tikal) , Diego Alberto Padilla González(3° Tikal)

Resumen

El sargazo pelágico es una macroalga marina parda del género Sargassum, componente importante de la flora marina de zonas tropicales y subtropicales, la cual constituye el hábitat, alimento y refugio de una gran diversidad de especies marinas. En los últimos años, el sargazo se ha convertido en un grave problema para las costas mexicanas del sureste por la llegada atípica de estas algas, provocada por el aumento de nutrientes de origen antropogénico y muy probablemente con un aumento de la temperatura de la superficie del océano. El sector turístico, las especies marinas y a los arrecifes de coral se han visto seriamente afectados. La contención, retiro y limpieza de sargazo en las playas continuará siendo un problema recurrente. Este hecho implica la necesidad de buscar con objetividad cómo encarar esta situación. Para que México pueda apropiarse del sargazo como un recurso biótico nacional, es indispensable dar un impulso decisivo hacia a la consolidación de una industria nacional para el aprovechamiento sustentable y regulado de este recurso por lo que se hace necesario la generación de soluciones alternativas que involucren procesos de innovación científica y tecnológica que desarrollen una cadena productiva, que permita  un mejor aprovechamiento sustentable a partir del sargazo  y del cual se puede hacer extracción de una gran variedad de subproductos como  por ejemplo:  papel artesanal con sargazo que es el objetivo del presente proyecto. El papel resultante tiene las características necesarias para usarse para la escritura y manualidades pues posee resistencia, uniformidad y cohesión entre sus fibras.

Lonas

Trabajo escrito “Papel a base de sargazo”

Exposición Oral ” Papel a base de sargazo”

Pregunta de Investigación

¿Cómo elaborar papel a base de sargazo?

Planteamiento del Problema

La contaminación es un problema muy grave a nivel mundial, pues poca gente es consciente de los daños que generan sus propias acciones, tal es el caso de las grandes industrias, automóviles, uso de leña para calentar hogares, e incluso la ganadería y agricultura.

Además, el aumento de temperatura en los océanos ha afectado bastante el ciclo de producción del sargazo, el cual es un alga que afecta el turismo en zonas como Cancún, São Paulo, Miami, etc. pues en los últimos años se ha detectado un fuerte aumento de este en el mar de los sargazos,que lleva a esta alga a las zonas turísticas antes mencionadas gracias a las corrientes marítimas.

Al sargazo se le considera un problema mayor que la inseguridad, pues desde el 2013, de acuerdo con SEMARNAT, se han registrado cantidades atípicas en las costas del Caribe mexicano y se ha alertado un aumento mayor cubriendo una superficie de hasta 2 veces la Ciudad de México.

Antecedentes

3.1.- Sargazo, conociendo al “enemigo.

El Mar de los Sargazos, siempre envuelto en misterio y objeto de interés durante la antigüedad, hoy en día sigue despertando inquietud entre las diversas áreas del conocimiento. Oceanógrafos físicos, geólogos y biólogos han planteado una serie de cuestionamientos alrededor de esta región; y ahora, ante el crecimiento excesivo de algas flotantes, también llamadas pelágicas, y su acumulación masiva en las costas del Caribe las preguntas aumentan. Algunas de ellas continúan sin respuesta.

El nombre del “Mar de los Sargazos” fue supuestamente otorgado por Cristóbal Colón o por alguno de los marineros portugueses que lo acompañaban. El significado botánico del término argaço, probablemente deriva de alga, vía algaço, palabra sistemáticamente utilizada en documentos antiguos para designar indiferenciadamente a las algas marinas. De uso más reciente, el término sargaço, deriva, de acuerdo con el Diccionario de la Lengua Española, de argaço y del latín Salix, este último, nombre científico con el que se designa a los sauces conocidos coloquialmente como ‘sarga’ y cuya semejanza morfológica externa podría ser el origen de esta denominación. Otro posible término relacionado viene del portugués sal o salgado, que significa salado, de acuerdo con estudios etnográficos y lingüísticos (Cabral 2005). Sea como fuere, ‘sargazo’ es el nombre genérico y coloquial con el que se denomina a las especies de macroalgas marinas; sirva como ejemplo el término ‘sargazo gigante’ (Macrocystis pyrifera) o ‘sargazo rojo’ (Gelidium robustum) con el que se conoce a dos especies de algas marinas aprovechadas en el noroeste de México. Recientemente, este término es acaparado por los medios para referirse al fenómeno de arribazones masivas y recurrentes de la macroalga marina del género Sargassum.

El Mar de los Sargazos, comúnmente conocido como giro subtropical del Atlántico Norte, es una región donde una inmensa masa de agua queda delimitada por un vasto sistema de corrientes circulares que fluyen de este a oeste (Corriente Norecuatorial) y de oeste a este (Corriente del Golfo). Los vientos y el clima se combinan para dar a estas aguas una identidad muy particular; desde el punto de vista físico son aguas de mayor temperatura y salinidad, y desde el punto de vista biológico son hábitat de una gran cantidad de algas pelágicas del género Sargassum. El origen del Sargassum que habita el Mar de los Sargazos es incierto. Si bien se creía que provenía de poblaciones naturales de aguas costeras, ya en 1838 el botánico alemán F.J. Meyen anticipó la teoría de que los sargazos pasaban su ciclo vital en el mar abierto, que eran pelágicos, a diferencia de otras algas que crecen adheridas a las rocas. Fue hasta 1930 que A. Parr reportó que únicamente dos de las ocho variedades de sargazo encontradas en el Mar de los Sargazos componían el 90% del total de algas y todo el material analizado carecía de órganos reproductivos. Es decir, que estas algas se hallaban pre adaptadas para vivir en mar abierto en una existencia flotante cuya reproducción era asexual mediante fragmentación del talo, en donde cada segmento puede originar una nueva planta. Los primeros botánicos les dieron el nombre de Sargassum bacciferum, del latín bacca baya y del griego phero llevar, es decir que lleva bayas, en alusión a las vesículas de flotación que acompañan al alga y que le permite mantenerse en la superficie y facilitar su desplazamiento y transporte por efecto de las corrientes marinas y el viento. Estas características sirvieron para que en 1927 Irving Langmuir explicara que el acomodo de las hileras de sargazos se debía al efecto de la convección o celdas verticales (celdas Langmuir) que giran perpendiculares a la superficie y que obligan a cualquier material flotante a permanecer en la superficie del mar.

Según su coloración, las masas flotantes de macroalgas marinas son conocidas en el medio científico como “mareas doradas”, cuando proliferan especies de algas pardas como Sargassum , o “mareas verdes” cuando están formadas por algas verdes principalmente  del género Ulva. Estas mareas son cada vez más frecuentes y comunes y ocurren indistintamente en las costas de Asia, Europa y América. Toneladas de estas algas pueden ser depositadas en las playas, generando eventos de arribazones masivas. Se sabe que dichas arribazones son fenómenos naturales que ocurren estacionalmente y que se deben tanto a factores biológicos (ciclos de vida, reproducción y senescencia; crecimiento, elongación y aumento de biomasa), como a los efectos ambientales por fenómenos climatológicos (tormentas, corrientes, marejadas y/o vientos) que desprenden a las algas del sustrato donde se fijan para ser arrastradas hacia las costas. No obstante, en algunas regiones del mundo, diversos factores adicionales como incremento en los nutrimentos en el agua de mar y/o en la temperatura superficial del mar y cambios en los patrones de corrientes, generan acumulaciones algales masivas que producen afectaciones severas a los ecosistemas costeros. La magnitud y frecuencia de los eventos de arribazones masivas de sargazo reportados desde 2014-2015 en las costas del Caribe Mexicano no tiene parangón, y podría tener su origen en el impacto de las transformaciones humanas en el entorno cercano a la costa, desde la eutrofización provocada por las escorrentías de los ríos Amazonas, Orinoco, Magdalena y Congo que desembocan en el océano e introducen grandes cantidades de nutrientes como producto de la deforestación y/o uso excesivo de fertilizantes en la agricultura, así como por posibles cambios en la circulación de las corrientes superficiales marinas provocadas por el incremento en la temperatura superficial del océano, o bien por el efecto combinado de ambos procesos. Lo anterior ocasiona que las algas del género Sargassum, que antes se encontraban casi exclusivamente al norte del Atlántico en el Mar de los Sargazos, ahora encuentren condiciones idóneas para proliferar más al sur, formando lo que recientemente se ha denominado como el “Cinturón de Sargassum” que se extiende desde las costas del Oeste de África hasta el Mar Caribe y el Golfo de México.

En el Mar Caribe, se reporta la presencia de dos especies pelágicas, Sargassum natans y Sargassum fluitans, que en años recientes han generado impactos negativos en los ámbitos ambiental y socioeconómico. Desde las costas de Trinidad y Tobago, República Dominicana, Cuba, Colombia y las costas del Caribe Mexicano, entre 2011 y 2018 se han registrado afluencias masivas de sargazo que con el tiempo han ido en aumento. Únicamente en las costas del Caribe Mexicano, los reportes de la Secretaría de Ecología y Medio Ambiente (SEMA) de Quintana Roo indican que la biomasa algal retirada de las playas ascendió a las 528 mil toneladas durante 2018. Reportes más recientes calculan que la biomasa flotante que podría llegar a acumularse frente a las costas de América del Sur y potencialmente distribuirse por el Caribe ronda los 20 millones de toneladas métricas (Wang et al. 2019). Entre los efectos adversos que genera el gran volumen de algas que recalan en la costa destacan la erosión de playas, la disminución en la cobertura de comunidades de pastos marinos, la contaminación de playas debido a la descomposición in situ del material algal, la contaminación de mantos freáticos por lixiviados debido a malas prácticas relacionadas con los sitios de disposición final del alga, incluyendo afectaciones al sector turístico y las comunidades aledañas.

Cabe señalar que la biodegradación de las especies del género Sargassum, depende de la disolución y degradación del alginato, principal componente estructural de su pared celular, mientras que otros compuestos reactivos también afectan su degradación biológica. Sin lugar a dudas, la degradación biológica de las algas después de un evento de arribazón, puede provocar efectos adversos a la salud de los ecosistemas circundantes. En ambientes cercanos a la costa, e incluso en zonas más profundas, la tasa de degradación está determinada por factores como la accesibilidad microbiana, condiciones de temperatura y pH. Como producto de la degradación biológica de las algas pardas se generan gases (H2S, CO2, CH4), sólidos volátiles (materia orgánica) y una alta demanda química de oxígeno (DQO). Adicionalmente, diferentes compuestos disueltos como el manitol, ácidos grasos volátiles, alcoholes y polifenoles pueden ser liberados de sus tejidos. Las bacterias que se involucran en estos procesos generalmente usan los productos para mantener su propio metabolismo (Forro 1987), mientras que algunos otros nutrientes o iones liberados pueden provocar eutrofización. De igual forma, el proceso aeróbico que convierte la materia orgánica (carbohidratos, proteínas y lípidos) en CO2 y H2O a través de la hidrólisis bacteriana, ocurre a expensas del consumo de O2 originando zonas anóxicas. Adicionalmente, el metano, que deriva de la descomposición (principalmente del manitol y del alginato) también puede resultar perjudicial para el entorno.

Sin embargo, los grandes volúmenes algales que arriban a las playas tienen un gran potencial para ser aprovechados con diferentes fines, como se hace con otras especies de algas marinas, tanto en el país como en todo el mundo (Vázquez-Delfín et al. 2019). Sin embargo, para plantear cualquier propuesta de aprovechamiento es indispensable conocer aspectos básicos de las  arribazones.

En el Caribe Mexicano, las arribazones masivas han generado gran interés de la comunidad científica, poniendo de manifiesto la urgencia de abordar los aspectos antes mencionados. Como parte de los esfuerzos para estudiar integralmente las algas del género Sargassum que han causado eventos de acumulación masiva en México, el Laboratorio de Ficología Aplicada y Ficoquímica Marina del Cinvestav Unidad Mérida, lidera el proyecto “Valorización de la biomasa de arribazón del género Sargassum para su uso y aprovechamiento” (CONACyT PN2015-01-575).

Lo cierto es que entre más conozcamos este fenómeno y sus repercusiones globales, regionales y locales, su monitoreo, contención y/o manejo y su potencial aprovechamiento será mucho más eficiente.

3.2.- Arribazón de sargazo a las costas mexicanas

  • Los arribazones de sargazo en el Caribe mexicano son de dimensiones inusitadas y los estudios científicos sugieren que éstos podrían ser recurrentes.
  • El sargazo acumulado en la playa se descompone produciendo ácido sulfhídrico que emite un intenso olor fétido y puede alcanzar niveles serios de toxicidad para los humanos. El sargazo está afectando severamente a ecosistemas, especies de alto valor biológico, la pesca y al turismo de playa.
  • En México nos hemos enfocado en recolectar el sargazo en las playas pero debemos encaminarnos a la recolección en el mar por medio de métodos de detección y de alerta temprana.
  • México tiene ante sí la oportunidad estratégica de apropiarse del sargazo como un recurso biótico nacional que, con el desarrollo de tecnologías, podría ser una fuente de biomasa para la producción de biogás, fertilizantes y mejoradores de suelos, entre otros.
  • En México actualmente se cuenta con un consejo asesor honorario para analizar integralmente la proliferación del sargazo y definir una agenda científica, tecnológica y de innovación para su atención.
  • Es fundamental la conformación de un consorcio de países de la región que busque el establecimiento de tratados internacionales para la regulación de la contaminación que llega a los mares.

Estas inmensas masas flotantes de algas cumplen funciones ecológicas importantes, pues ofrecen áreas de descanso, reproducción, alimentación y transporte para otras especies, y son base de las redes alimenticias en el mar.

Al ser un organismo flotante, el sargazo se mueve a través del océano arrastrado por el viento y las corrientes marinas y ocasionalmente arriba de forma natural a las costas. Sin embargo, desde 2011 se ha observado un crecimiento masivo y sostenido de las poblaciones de estas especies en el Atlántico, hasta alcanzar una longitud de 8,850 kilómetros en 2018 (aproximadamente la distancia que existe entre la CDMX y la Patagonia), formando al que se ha llamado el “Gran Cinturón de Sargazo” con una biomasa aproximada de 20 millones de toneladas; cifra equivalente a 10 veces el total de la pesca y la maricultura anual nacional. Es probable que el origen de este fenómeno sin precedentes esté vinculado con el cambio climático y otras alteraciones ambientales antropogénicas a escala global.

El Gran Cinturón de Sargazo se origina en la costa de África occidental y es desplazado por corrientes marinas hacia América. Estas macroalgas encuentran condiciones favorables para su crecimiento por la precipitación de polvo proveniente del desierto del Sahara y la gran cantidad de nutrientes que encuentran a su paso hacia el caribe. En su camino, esta enorme masa cruza por la desembocadura del Amazonas y las inmensas masas flotantes de sargazo son arrastradas hacia el norte a través del Mar Caribe.

Los arribazones de sargazo a las costas de México y otros países del Gran Caribe, es evidencia de un cambio ambiental global de dimensiones colosales que se ha convertido en una seria amenaza económica, social y ambiental para el país.

La enorme cantidad de sargazo hacinado sobre las costas ejerce impactos severos sobre ecosistemas y especies de alto valor biológico. Ejemplo de ello son las alteraciones observadas sobre la 2ª barrera arrecifal más grande del mundo, el Sistema Arrecifal Mesoamericano.

Por otra parte, el impacto al turismo de playa en toda la región caribeña es preocupante.

En México, los esfuerzos se han centrado principalmente en la recolección de la biomasa sobre las playas, principalmente en aquellas de importancia turística, pero no se han sentado las bases para enfrentar el problema a largo plazo. En ocasiones, el sargazo se ha recolectado y trasladado a zonas de menor importancia turística o tiraderos clandestinos, creando ambientes insalubres y afectaciones severas a los mantos freáticos debido al carácter poroso del suelo de la región. Por tanto, si los esfuerzos continúan centrados únicamente en la mitigación de la emergencia a corto plazo, difícilmente se alcanzará una solución eficaz para un fenómeno complejo y recurrente.

Para que México pueda apropiarse del sargazo como un recurso biótico nacional, es indispensable dar un impulso decisivo hacia la consolidación de una industria nacional para el aprovechamiento sustentable y regulado de este recurso. Por lo anterior, es preciso incentivar el desarrollo tecnológico hacia el uso local y regional, así como la generación de cadenas de valor.

El sargazo podría ser utilizado para la producción de biogás, fertilizantes, mejoradores de suelos, alimentos, forrajes, materiales biodegradables, entre otros. No obstante, la investigación científica necesaria para definir tecnologías y rendimientos, así como para descartar diversos grados de contaminación por metales pesados o alguna otra sustancia que impida su uso, aún es incipiente. De cualquier forma, por razones de salud ambiental y salud pública, el Estado Mexicano debe garantizar la gestión adecuada del sargazo aun cuando no hubiere interés industrial para su transformación. Por ello, su rol como promotor de la investigación científica y tecnológica en busca de alternativas para el aprovechamiento de este recurso es incuestionable.

La evidencia científica sugiere que los afloramientos masivos de sargazo se han convertido en la nueva norma y que el Gran Cinturón de Sargazo llegó para quedarse. La tendencia muestra arribazones estacionales en México, siendo la temporada más crítica entre los meses de mayo a septiembre. La implementación de un amplio programa de investigación interdisciplinaria de largo plazo es ineludible. Este enfoque debe acompañarse de acciones para la atención del problema en periodos críticos, sin cejar en los periodos intermedios, con el fin de continuar fortaleciendo las capacidades instaladas en el país en forma progresiva.

En la atención a esta problemática, la colaboración internacional reviste una importancia incuestionable, pues se trata de un reto que traspasa fronteras. Es fundamental la conformación de un consorcio de países de la región que busque el establecimiento de tratados internacionales para el entendimiento del fenómeno, su aprovechamiento y la regulación de la contaminación que llega a los mares, ya que ésta pudiera incentivar el incremento masivo del sargazo. El gobierno federal tiene ante sí la oportunidad de impulsar la elaboración de una agenda de cooperación nacional e internacional que genere acuerdos multilaterales para la protección de los ecosistemas marinos, que puedan a su vez articularse con otros acuerdos existentes como el Convenio sobre Diversidad Biológica que opera bajo el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), entre otros.

México posee la suficiente capacidad institucional, así como talento técnico, científico, industrial y de mercado para enfrentar esta emergencia a través de la generación de soluciones efectivas y perdurables. En 2019 se conformó un Consejo Asesor honorario para analizar integralmente esta situación y definir una agenda científica, tecnológica y de innovación para la atención de la proliferación del sargazo. Esta iniciativa busca acompañar y orientar las acciones del Gobierno Federal, con la intención de actuar con eficacia y prontitud, mediante una fina planeación.

3.3. ¿Es el sargazo realmente malo?

El Caribe mexicano enfrenta un grave problema ambiental. Esta especie de macroalga parda ha afectado los ecosistemas costeros, causando la muerte de especies marinas como tortugas y peces.

Estos son algunos de los beneficios del sargazo:

-Es el hogar y la protección de otros seres vivos

-Es diversa y funciona como alimento para los animales marinos

Las algas del litoral del estado de Quintana Roo son las más espectaculares en términos de diversidad y abundancia, con  40 especies distintas de macroalgas, de acuerdo con el informe: Algas Marinas en el Caribe Mexicano.

Según ese reporte, las cantidades importantes de potasio y fósforo, debidas a la alta diversidad de algas pardas, brindan posibilidad de generar alimento para aves de cautiverio, compostas para abono en el cultivo de hortaliza y posibles usos en la elaboración de alimentos y fármacos.

-Podría ser utilizado como fertilizante 

¿Entonces cuál es el problema?

La llegada masiva de esta alga a nuestras aguas litorales y playas tiene detrás la acción humana:  el incremento en la temperatura de la superficie del océano debido al cambio climático, que favorece su reproducción; los cambios en las corrientes oceánicas por el derretimiento de los polos y glaciares, que inciden en la llegada de más sargazo; las descargas de aguas residuales en los mares; y el uso de agroquímicos en la agricultura, que transportan nutrientes para estos organismos.

Sólo la salvaguarda de los océanos podría revertir un poco el problema, y los gobiernos y las Naciones Unidas podrían tener la solución en sus manos al avanzar en la protección de al menos el 30% de los océanos del mundo mediante el establecimiento de santuarios marinos, bajo el Tratado Global de los Océanos, un acuerdo internacional que se negocia este mes en Nueva York.

La protección del Mar de los sargazos bajo este acuerdo global es un ejemplo de los alcances que puede y debe tener este proceso.

3.4.- El Sargazo como recurso

El “Nuevo Mar de los Sargazos”, que comenzó en 2011 con una biomasa relativamente menor, ha crecido de manera más o menos sostenida hasta llegar a 20 millones de toneladas de sargazo en junio de 2018 (Wang et al. 2019). En relación con el aprovechamiento a escala comercial, la tecnología más probada de aprovechamiento de algas marinas es la de obtención de materias primas para la industria química y alimentaria, destacando la producción de geles o el consumo directo. Para el caso de las algas del género Sargassum, la conclusión de un manual tecnológico auspiciado por la FAO es que éste sólo se usa cuando no hay otra alga disponible, pues sus alginatos (un tipo de gel) son de una calidad apenas aceptable y los rendimientos suelen ser bajos (McHugh 2003). Como alimento humano las especies de Sargassum no son aceptables por su falta de dulzura y por su astringencia (Tsuchiya 1979). Una dificultad adicional para aprovechar el sargazo del Caribe a escala industrial y realizar la investigación y el desarrollo correspondientes, es que ha habido gran variación anual en la abundancia del recurso entre 2011 y 2019 y aún no está claro cuál pudiera ser el abasto garantizado como materia prima para un eventual desarrollo industrial.

3.4.1.Soluciones científicas al problema

La abundancia de sargazo no solo atrae la curiosidad científica, sino que presenta el desafío de buscar una salida comercial y desarrollar tecnologías para aprovecharlo. Lo que algunos pintan como un escenario catastrófico, para otros es una oportunidad de crecimiento económico y científico. Hay proyectos aislados para generar biodísel con el alga, construir casas con ladrillos hechos de sargazo, cultivar hongos y fabricar zapatos y cuadernos.

“Para llegar a ese punto aún falta mucho”, dijo Córdova Tapial. “Hoy se ve como el enemigo que aleja al turismo; muy pronto tendremos que hacer la transición a un recurso aprovechable, pero de manera coordinada”.

Córdova Tapia dijo que en junio el Conacyt creó un Consejo de Asesores con expertos en el tema para generar una estrategia que dé sentido a las investigaciones, atienda la emergencia y trate de colaborar con la Secretaría de Marina para las acciones de contención.

“Tenemos que aprender a cambiar la mentalidad, aprender a vivir con ello y sacar provecho”, dijo Córdova Tapia. “El sargazo es un gran reto que nos va a enseñar a manejar los temas futuros y trabajar también de manera multidisciplinaria y trasfronteriza”.

3.5. Papel artesanal: Breve historia

Los primeros papeles fueron soportes naturales, piedras, arcilla y cortezas disecadas de los árboles. se trataba de materiales que eran duraderos en el tiempo pero que tenían un difícil traslado. El papiro fue el papel de los egipcios, extraído del junco palustre (Cyperus papyrus), se conseguía extrayendo sus vainas y entrecruzándolas consiguiendo así un soporte apto para la escritura con pluma tallada. El papiro,  sirvió para la expresión tanto de asuntos de religión como para el uso diario.

Los papiros se vieron sutilmente reducidos una vez, después se probó a escribir sobre pieles de todo tipo de animales: cabras, terneros, burros, toros..que eran curtidas y maceradas son cal, lavadas y satinadas, dando lugar a los códices que en primer momento, fueron religiosos.

Un ministro chino llamado T’sai Lun, considerado el inventor del papel, a comienzos de la era cristiana tomó los desechos provenientes del lavado de capullos de seda y los dispuso sobre un tamiz de cañas de bambú entrecruzadas. Al endeble entramado fibroso le agregó el extracto gelatinoso de un alga marina confiriéndole resistencia e impermeabilidad a la estructura. Las posteriores conquistas árabes encontraron entre sus prisioneros chinos a muchos artesanos del papel, que recibieron un trato preferencial debido a su valioso saber. Estos llevaron su conocimiento desde Samarcanda a Fez, Ceuta, Japón y a toda Europa, lo que se conoce como la Ruta del Papel.

Los árabes introdujeron importantes adelantos como el uso de la energía hidráulica, el blanqueo con cal y el encolado con goma arábiga. Los españoles lograron papeles de calidad superior como el “Mizal mozárabe”, en sus molinos de Córdoba, Xátiva y Capellades a mediados del siglo XI. Italia aportó el empleo de mazos, la utilización de la cola animal, y el invento de la filigrana en 1282, dando lugar a molinos destacados en Génova, Fabriano y Bolonia. Como consecuencia del nivel de desarrollo alcanzado por la actividad, se instalaron talleres artesanales para la producción de papel en toda Europa. Hasta ese momento, los únicos materiales fibrosos usados casi con exclusividad eran los provenientes de los trapos (algodón, lino y cáñamo).

 Evolución del papel artesanal

En una primera etapa se utilizaron colas provenientes del desperdicio de las curtiembres para mejorar la resistencia mecánica de los papeles y el molde chino fue reemplazado por finas mallas para lograr una mayor uniformidad de la hoja. En el siglo XIV, con la posibilidad del grabado y con la invención de la imprenta por Johann Gutenberg, se generó una importante demanda de papel que condujo al establecimiento de numerosos molinos papeleros y a la búsqueda de materiales alternativos al trapo.

Promediando el siglo XVII, Holanda aportó la pila holandesa o máquina refinadora de cilindros, operación utilizada desde entonces para mejorar la unión o cohesión entre las fibras del papel. A fines del siglo XVIII aparecieron los principios del blanqueo con cloro y la obtención de papel a través de la malla sin fin de Luis Robert. Esta forma de fabricación de papel fue llevada a escala industrial por los hermanos Henry y Sealy Fourdinier. En 1843 Keller patenta la desfibradora, aparato que permite la sustitución del trapo y cualquier fibra no leñosa por la madera, recurso este último cuya abundancia cubrió más adecuadamente las demandas de una industria en plena expansión. En 1850 aparece el primer proceso químico de producción de pulpa celulósica a partir de maderas.

¿Qué es el papel artesanal y qué utilidades tiene?

A cualquier papel se lo puede definir como una trama delgada de fibras celulósicas interconectadas mediante uniones puentes de hidrógeno, las cuales son posibles debido a la estructura química de la celulosa y otros polímeros orgánicos similares. El papel artesanal es el fabricado “hoja a hoja” por el artesano, a diferencia de la formación en continuo típica de la industria. Entre sus características principales se puede citar la ausencia de un sentido o dirección de fibra predominante y la presencia de “barbas”, formaciones irregulares en los bordes que añade una rusticidad muy apreciada en el mercado.

Su forma de elaboración posibilita el agregado de pétalos, hierbas y un sin fin de elementos decorativos y puede ser aplicado en lámparas, mamparas, sobres, estuches, agendas, tarjetas, cuadernos y álbumes o como soporte del dibujo y la pintura. Mientras que hasta la Revolución Industrial todo el papel era producido en forma artesanal, en la actualidad éste posee aplicaciones especiales en las que casi no compite con el industrial. Existen innumerables tipos de papeles artesanales como el papel japonés o Washi, extremadamente resistente y con características únicas por las propiedades de las especies fibrosas empleadas (Kozo, Gampi y Mitsumata).

Objetivo

Elaborar un papel a base de sargazo como una alternativa para reducir el índice de contaminación.

Justificación

Muchos son los esfuerzos para solucionar el problema de sargazo, uno de ellos es transformarlo en papel. El sargazo tiene celulosa en sus paredes, esta celulosa puede ser útil para más de 20 diferentes tipos de industrias como cosméticos , pinturas, farmacéuticos, gastronomía, textiles, papel, bioplásticos, biofertilizantes, etc.

De acuerdo con biólogos, estas algas pueden crecer varios metros de largo y gracias a su estructura dura que se entrelaza con facilidad y gracias a esto se pueden crear flexibles islas de sargazo capaces de sobrevivir a las corrientes marítimas del Caribe, así que los científicos comenzarán a recolectarlas y tratarlas. La transformación en papel usando sargazo es similar al de la madera, aunque más fácil y rápido. 

El sargazo es 100% sustentable, económico y de más fácil obtención, además de que la cantidad es mucha en diferencia de los árboles que tanto nos hacen falta. Al sargazo se le conoce como el “oro del mar”, aunque genera más problemas que beneficios, si este no se aprovecha adecuadamente. 

Hipótesis

Si logramos elaborar un papel a base de sargazo, entonces obtendremos una alternativa para reducir el índice de contaminación.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

Bastidor de 16cm x 26 cm

Prensa de 30cm x 30 cm

Tina para 5 litros de agua

Colador

Esponja

Guantes

Licuadora

Estufa de gas

Olla de acero o peltre

1 cuchara de madera larga

Lienzos de tela(dependerá de cuantas hojas de papel de deseen hacer)

1 Kg sargazo (material base)

20 gr de papel reciclado (material base)

1 litro de cloro (blanqueador)

Agua oxigenada(blanqueador)

2 litros de agua (disolvente) 

50gr. de sosa caústica(degradante)

10 de resistol blanco (aglutinante)

20 g de almidón(aglutinante)

300 gr de nopal.

600 ml de mucílago de nopal (aglutinante)

 

Procedimiento:

1.- Recolectar sargazo.

2.- Seleccionar y lavar el sargazo para eliminar impurezas.

3.- Poner a deshidratar el sargazo al sol por 3 días.

4.- Una vez deshidratado trocear en pedazos pequeños.

5.- En una olla, poner a hervir 2 litros de agua junto con 50 gramos de sosa y sargazo. Mover constantemente con la cuchara de madera. El tiempo de cocción es de aproximadamente 1 hora y media. El punto de cocción se determina cuando se obtiene una masa blanda parecida a una jalea. 

6.- Dejar enfriar para después lavar tantas veces como sea necesario para remover la lignina.

7.- Una vez obtenida la celulosa ponerla en un recipiente con agua y con el cloro o agua oxigenada. El uso de agua oxigenada o cloro  dependerá de que tanto se quiere blanquear la fibra. 

8.- Remojar el papel en agua con cloro previamente cortado.

9.- Lavar las fibras de sargazo y papel para después moler en la licuadora para obtener una pulpa con partículas pequeñas y uniformes. 

10.- Obtener el mucílago cortando los nopales en pedazos pequeños y dejando  reposar en agua ( 1 hora aproximadamente).    

11.- En la tina agregar toda la mezcla de sargazo y papel y llenar con agua. Agregar aglutinante: resistol o mucílago y maicena.

12.- Revolver la mezcla manteniendo las partículas de la fibra en permanente suspensión. Estas partículas se recogen al sumergir el bastidor en el agua durante 30 segundos, es preciso llevar un control del tiempo para obtener papel de un mismo grosor. 

13.- Sacar el bastidor con cuidado y voltear sobre un lienzo de tela.

14.- Desprender la fibra de la malla con cuidado ayudándose de una esponja para retirar el exceso de agua cuidando de que no se pierda la forma.

15.- Repetir el procedimiento 12,13 y 14 hasta que termine la pulpa.

16.- Colocar los lienzos con la pulpa en la prensa y dejar escurrir. 

17.- Transcurrida 1 hora llevar los lienzos a un tablero de secado que estará en un lugar a la sombra y ventilado. 

18.- Una vez secos, separar el papel del lienzo y cortar al tamaño deseado.

Galería Método

Resultados

Se obtuvieron 11 piezas de papel con  medida de 19cm x 11cm de color blanco hueso, con textura rugosa y olor a arena mojada. Se distinguen pequeños filamentos de color café. 

Se hicieron pruebas de escritura con lápiz, pluma, plumón. Se realizaron pruebas de resistencia para corte, pegado, impresión y doblado. 

Es un papel 100% artesanal.

Galería Resultados

Discusión

Existen muchos papeles artesanales en el mercado, pero la diferencia de este papel con el sargazo radica en el uso de la baba de nopal, es anticorrosivo y repelente.

El sargazo es una fibra que solo se obtiene en las costas y resulta muy costoso elaborar este tipo de papel en la CDMX por los traslados. Las características del mucílago agregan propiedades para obtener un mejor producto.

El cloro es el mejor blanqueador que le agua oxigenada, pero contamina mucho más.

Conclusiones

Se cumplió con el objetivo y la hipótesis, pues fue posible elaborar papel con base de fibra de sargazo. El sargazo ha sido un problema grave, ya que su llegada atípica a afectado el sector turístico y ambiental, es por tal razón que se necesitan alternativas sustentables que aprovechen el sargazo como materia prima. Este proyecto pretende proporcionar una solución aprovechando los recursos con que se cuentan en el Caribe Mexicano.

Es necesario recurrir a otras fibras para hacer papel, y muchas de ellas se encuentran al alcance. Cualquier fibra que contenga celulosa se puede emplear para hacer papel con el fin de evitar talar árboles y varias de estas fibras contaminan el medio ambiente.

Al ser un producto artesanal se recomienda para diferentes manualidades.

Bibliografía

1.- Alfonso Aguirre. (2019). El sargazo en el Caribe Mexicano: De la negación y el voluntarismo a la realidad. 15/Enero/2020, de Gobierno de México Sitio web: https://www.conacyt.gob.mx/sargazo/images/pdfs/El_Sargazo_en_el_Caribe_Mexicanopdf.pdf

2.- Carlos B. (2019). Papel artesanal: Breve historia. 15/Enero/2020, de Digitalpapel.com Sitio web: https://blog.digitalpapel.com/papel-artesanal-breve-historia/

3.- CONACYT. (2019). Arribazón de sargazo a las costas mexicanas. 15/Enero/2020, de Gobierno de México Sitio web: https://www.conacyt.gob.mx/sargazo/index.php/materiales-de-consulta/18-materiales/99-arribo-de-sargazo-a-las-costas-mexicanas-2

4.- Daniel Robledo. (2019). Sargazo, conociendo al “enemigo”. 15/Enero/2020, de Gobierno de México Sitio web: https://avanceyperspectiva.cinvestav.mx/sargazo-conociendo-al-enemigo/

5.- Daniela Albarrán. (2019). ¿Es el sargazo realmente malo?. 15/Enero/2020, de Greenpeace Sitio web: https://www.greenpeace.org/mexico/noticia/3055/es-el-sargazo-realmente-malo/

Summary

Pelagic sargassum is a brown seaweed of the Sargassum genus, an important component of the marine flora of tropical and subtropical zones, which constitutes the habitat, food and refuge of a great diversity of marine species. In recent years, sargassum has become a serious problem for the Mexican coasts of the southeast due to the atypical arrival of these algae, caused by the increase in nutrients of anthropogenic origin and very likely with an increase in the surface temperature of the ocean. The tourism sector, marine species and coral reefs have been seriously affected. Containment, removal and cleaning of sargassum on beaches will continue to be a recurring problem. This fact implies the need to look objectively at how to deal with this situation. In order for Mexico to appropriate sargassum as a national biotic resource, it is essential to give a decisive impulse towards the consolidation of a national industry for the sustainable and regulated use of this resource, which makes it necessary to generate alternative solutions that involve innovation processes. Scientific and technological development of a production chain, allows a better sustainable use from sargassum and from which a great variety of by-products can be extracted, such as: craft paper with sargassum, which is the objective of this project. The resulting paper has the necessary characteristics to experience writing and crafts, since it has resistance, uniformity and cohesion between its fibers.

Canvas

Research Question

How to elaborate paper based on sargassum?

Problem approach

Pollution is a very serious problem worldwide, as few people are aware of the damage that their own actions generate, such is the case of large industries, cars, use of firewood for heating homes, and even livestock and agriculture.

In addition, the increase in temperature in the oceans has greatly affected the sargassum production cycle, which is an algae that affects tourism in areas such as Cancun, São Paulo, Miami, etcetera, since in recent years there has been a sharp increase in the sea of ​​sargasso, which takes this seaweed to tourist areas thanking the sea currents.

Sargassum is considered a major problem than insecurity. Since 2013, according to SEMARNAT, atypical amounts have been recorded on the coasts of the Mexican Caribbean and a greater increase has been alerted covering an area of ​​up to 2 times the surface of México City.

Background

3.1.- Sargazo, conociendo al “enemigo.

El Mar de los Sargazos, siempre envuelto en misterio y objeto de interés durante la antigüedad, hoy en día sigue despertando inquietud entre las diversas áreas del conocimiento. Oceanógrafos físicos, geólogos y biólogos han planteado una serie de cuestionamientos alrededor de esta región; y ahora, ante el crecimiento excesivo de algas flotantes, también llamadas pelágicas, y su acumulación masiva en las costas del Caribe las preguntas aumentan. Algunas de ellas continúan sin respuesta.

El nombre del “Mar de los Sargazos” fue supuestamente otorgado por Cristóbal Colón o por alguno de los marineros portugueses que lo acompañaban. El significado botánico del término argaço, probablemente deriva de alga, vía algaço, palabra sistemáticamente utilizada en documentos antiguos para designar indiferenciadamente a las algas marinas. De uso más reciente, el término sargaço, deriva, de acuerdo con el Diccionario de la Lengua Española, de argaço y del latín Salix, este último, nombre científico con el que se designa a los sauces conocidos coloquialmente como ‘sarga’ y cuya semejanza morfológica externa podría ser el origen de esta denominación. Otro posible término relacionado viene del portugués sal o salgado, que significa salado, de acuerdo con estudios etnográficos y lingüísticos (Cabral 2005). Sea como fuere, ‘sargazo’ es el nombre genérico y coloquial con el que se denomina a las especies de macroalgas marinas; sirva como ejemplo el término ‘sargazo gigante’ (Macrocystis pyrifera) o ‘sargazo rojo’ (Gelidium robustum) con el que se conoce a dos especies de algas marinas aprovechadas en el noroeste de México. Recientemente, este término es acaparado por los medios para referirse al fenómeno de arribazones masivas y recurrentes de la macroalga marina del género Sargassum.

El Mar de los Sargazos, comúnmente conocido como giro subtropical del Atlántico Norte, es una región donde una inmensa masa de agua queda delimitada por un vasto sistema de corrientes circulares que fluyen de este a oeste (Corriente Norecuatorial) y de oeste a este (Corriente del Golfo). Los vientos y el clima se combinan para dar a estas aguas una identidad muy particular; desde el punto de vista físico son aguas de mayor temperatura y salinidad, y desde el punto de vista biológico son hábitat de una gran cantidad de algas pelágicas del género Sargassum. El origen del Sargassum que habita el Mar de los Sargazos es incierto. Si bien se creía que provenía de poblaciones naturales de aguas costeras, ya en 1838 el botánico alemán F.J. Meyen anticipó la teoría de que los sargazos pasaban su ciclo vital en el mar abierto, que eran pelágicos, a diferencia de otras algas que crecen adheridas a las rocas. Fue hasta 1930 que A. Parr reportó que únicamente dos de las ocho variedades de sargazo encontradas en el Mar de los Sargazos componían el 90% del total de algas y todo el material analizado carecía de órganos reproductivos. Es decir, que estas algas se hallaban pre adaptadas para vivir en mar abierto en una existencia flotante cuya reproducción era asexual mediante fragmentación del talo, en donde cada segmento puede originar una nueva planta. Los primeros botánicos les dieron el nombre de Sargassum bacciferum, del latín bacca baya y del griego phero llevar, es decir que lleva bayas, en alusión a las vesículas de flotación que acompañan al alga y que le permite mantenerse en la superficie y facilitar su desplazamiento y transporte por efecto de las corrientes marinas y el viento. Estas características sirvieron para que en 1927 Irving Langmuir explicara que el acomodo de las hileras de sargazos se debía al efecto de la convección o celdas verticales (celdas Langmuir) que giran perpendiculares a la superficie y que obligan a cualquier material flotante a permanecer en la superficie del mar.

Según su coloración, las masas flotantes de macroalgas marinas son conocidas en el medio científico como “mareas doradas”, cuando proliferan especies de algas pardas como Sargassum , o “mareas verdes” cuando están formadas por algas verdes principalmente  del género Ulva. Estas mareas son cada vez más frecuentes y comunes y ocurren indistintamente en las costas de Asia, Europa y América. Toneladas de estas algas pueden ser depositadas en las playas, generando eventos de arribazones masivas. Se sabe que dichas arribazones son fenómenos naturales que ocurren estacionalmente y que se deben tanto a factores biológicos (ciclos de vida, reproducción y senescencia; crecimiento, elongación y aumento de biomasa), como a los efectos ambientales por fenómenos climatológicos (tormentas, corrientes, marejadas y/o vientos) que desprenden a las algas del sustrato donde se fijan para ser arrastradas hacia las costas. No obstante, en algunas regiones del mundo, diversos factores adicionales como incremento en los nutrimentos en el agua de mar y/o en la temperatura superficial del mar y cambios en los patrones de corrientes, generan acumulaciones algales masivas que producen afectaciones severas a los ecosistemas costeros. La magnitud y frecuencia de los eventos de arribazones masivas de sargazo reportados desde 2014-2015 en las costas del Caribe Mexicano no tiene parangón, y podría tener su origen en el impacto de las transformaciones humanas en el entorno cercano a la costa, desde la eutrofización provocada por las escorrentías de los ríos Amazonas, Orinoco, Magdalena y Congo que desembocan en el océano e introducen grandes cantidades de nutrientes como producto de la deforestación y/o uso excesivo de fertilizantes en la agricultura, así como por posibles cambios en la circulación de las corrientes superficiales marinas provocadas por el incremento en la temperatura superficial del océano, o bien por el efecto combinado de ambos procesos. Lo anterior ocasiona que las algas del género Sargassum, que antes se encontraban casi exclusivamente al norte del Atlántico en el Mar de los Sargazos, ahora encuentren condiciones idóneas para proliferar más al sur, formando lo que recientemente se ha denominado como el “Cinturón de Sargassum” que se extiende desde las costas del Oeste de África hasta el Mar Caribe y el Golfo de México.

En el Mar Caribe, se reporta la presencia de dos especies pelágicas, Sargassum natans y Sargassum fluitans, que en años recientes han generado impactos negativos en los ámbitos ambiental y socioeconómico. Desde las costas de Trinidad y Tobago, República Dominicana, Cuba, Colombia y las costas del Caribe Mexicano, entre 2011 y 2018 se han registrado afluencias masivas de sargazo que con el tiempo han ido en aumento. Únicamente en las costas del Caribe Mexicano, los reportes de la Secretaría de Ecología y Medio Ambiente (SEMA) de Quintana Roo indican que la biomasa algal retirada de las playas ascendió a las 528 mil toneladas durante 2018. Reportes más recientes calculan que la biomasa flotante que podría llegar a acumularse frente a las costas de América del Sur y potencialmente distribuirse por el Caribe ronda los 20 millones de toneladas métricas (Wang et al. 2019). Entre los efectos adversos que genera el gran volumen de algas que recalan en la costa destacan la erosión de playas, la disminución en la cobertura de comunidades de pastos marinos, la contaminación de playas debido a la descomposición in situ del material algal, la contaminación de mantos freáticos por lixiviados debido a malas prácticas relacionadas con los sitios de disposición final del alga, incluyendo afectaciones al sector turístico y las comunidades aledañas.

Cabe señalar que la biodegradación de las especies del género Sargassum, depende de la disolución y degradación del alginato, principal componente estructural de su pared celular, mientras que otros compuestos reactivos también afectan su degradación biológica. Sin lugar a dudas, la degradación biológica de las algas después de un evento de arribazón, puede provocar efectos adversos a la salud de los ecosistemas circundantes. En ambientes cercanos a la costa, e incluso en zonas más profundas, la tasa de degradación está determinada por factores como la accesibilidad microbiana, condiciones de temperatura y pH. Como producto de la degradación biológica de las algas pardas se generan gases (H2S, CO2, CH4), sólidos volátiles (materia orgánica) y una alta demanda química de oxígeno (DQO). Adicionalmente, diferentes compuestos disueltos como el manitol, ácidos grasos volátiles, alcoholes y polifenoles pueden ser liberados de sus tejidos. Las bacterias que se involucran en estos procesos generalmente usan los productos para mantener su propio metabolismo (Forro 1987), mientras que algunos otros nutrientes o iones liberados pueden provocar eutrofización. De igual forma, el proceso aeróbico que convierte la materia orgánica (carbohidratos, proteínas y lípidos) en CO2 y H2O a través de la hidrólisis bacteriana, ocurre a expensas del consumo de O2 originando zonas anóxicas. Adicionalmente, el metano, que deriva de la descomposición (principalmente del manitol y del alginato) también puede resultar perjudicial para el entorno.

Sin embargo, los grandes volúmenes algales que arriban a las playas tienen un gran potencial para ser aprovechados con diferentes fines, como se hace con otras especies de algas marinas, tanto en el país como en todo el mundo (Vázquez-Delfín et al. 2019). Sin embargo, para plantear cualquier propuesta de aprovechamiento es indispensable conocer aspectos básicos de las  arribazones.

En el Caribe Mexicano, las arribazones masivas han generado gran interés de la comunidad científica, poniendo de manifiesto la urgencia de abordar los aspectos antes mencionados. Como parte de los esfuerzos para estudiar integralmente las algas del género Sargassum que han causado eventos de acumulación masiva en México, el Laboratorio de Ficología Aplicada y Ficoquímica Marina del Cinvestav Unidad Mérida, lidera el proyecto “Valorización de la biomasa de arribazón del género Sargassum para su uso y aprovechamiento” (CONACyT PN2015-01-575).

Lo cierto es que entre más conozcamos este fenómeno y sus repercusiones globales, regionales y locales, su monitoreo, contención y/o manejo y su potencial aprovechamiento será mucho más eficiente.

 

3.2.- Arribazón de sargazo a las costas mexicanas

  • Los arribazones de sargazo en el Caribe mexicano son de dimensiones inusitadas y los estudios científicos sugieren que éstos podrían ser recurrentes.
  • El sargazo acumulado en la playa se descompone produciendo ácido sulfhídrico que emite un intenso olor fétido y puede alcanzar niveles serios de toxicidad para los humanos. El sargazo está afectando severamente a ecosistemas, especies de alto valor biológico, la pesca y al turismo de playa.
  • En México nos hemos enfocado en recolectar el sargazo en las playas pero debemos encaminarnos a la recolección en el mar por medio de métodos de detección y de alerta temprana.
  • México tiene ante sí la oportunidad estratégica de apropiarse del sargazo como un recurso biótico nacional que, con el desarrollo de tecnologías, podría ser una fuente de biomasa para la producción de biogás, fertilizantes y mejoradores de suelos, entre otros.
  • En México actualmente se cuenta con un consejo asesor honorario para analizar integralmente la proliferación del sargazo y definir una agenda científica, tecnológica y de innovación para su atención.
  • Es fundamental la conformación de un consorcio de países de la región que busque el establecimiento de tratados internacionales para la regulación de la contaminación que llega a los mares.

Estas inmensas masas flotantes de algas cumplen funciones ecológicas importantes, pues ofrecen áreas de descanso, reproducción, alimentación y transporte para otras especies, y son base de las redes alimenticias en el mar.

Al ser un organismo flotante, el sargazo se mueve a través del océano arrastrado por el viento y las corrientes marinas y ocasionalmente arriba de forma natural a las costas. Sin embargo, desde 2011 se ha observado un crecimiento masivo y sostenido de las poblaciones de estas especies en el Atlántico, hasta alcanzar una longitud de 8,850 kilómetros en 2018 (aproximadamente la distancia que existe entre la CDMX y la Patagonia), formando al que se ha llamado el “Gran Cinturón de Sargazo” con una biomasa aproximada de 20 millones de toneladas; cifra equivalente a 10 veces el total de la pesca y la maricultura anual nacional. Es probable que el origen de este fenómeno sin precedentes esté vinculado con el cambio climático y otras alteraciones ambientales antropogénicas a escala global.

El Gran Cinturón de Sargazo se origina en la costa de África occidental y es desplazado por corrientes marinas hacia América. Estas macroalgas encuentran condiciones favorables para su crecimiento por la precipitación de polvo proveniente del desierto del Sahara y la gran cantidad de nutrientes que encuentran a su paso hacia el caribe. En su camino, esta enorme masa cruza por la desembocadura del Amazonas y las inmensas masas flotantes de sargazo son arrastradas hacia el norte a través del Mar Caribe.

Los arribazones de sargazo a las costas de México y otros países del Gran Caribe, es evidencia de un cambio ambiental global de dimensiones colosales que se ha convertido en una seria amenaza económica, social y ambiental para el país.

La enorme cantidad de sargazo hacinado sobre las costas ejerce impactos severos sobre ecosistemas y especies de alto valor biológico. Ejemplo de ello son las alteraciones observadas sobre la 2ª barrera arrecifal más grande del mundo, el Sistema Arrecifal Mesoamericano.

Por otra parte, el impacto al turismo de playa en toda la región caribeña es preocupante.

En México, los esfuerzos se han centrado principalmente en la recolección de la biomasa sobre las playas, principalmente en aquellas de importancia turística, pero no se han sentado las bases para enfrentar el problema a largo plazo. En ocasiones, el sargazo se ha recolectado y trasladado a zonas de menor importancia turística o tiraderos clandestinos, creando ambientes insalubres y afectaciones severas a los mantos freáticos debido al carácter poroso del suelo de la región. Por tanto, si los esfuerzos continúan centrados únicamente en la mitigación de la emergencia a corto plazo, difícilmente se alcanzará una solución eficaz para un fenómeno complejo y recurrente.

Para que México pueda apropiarse del sargazo como un recurso biótico nacional, es indispensable dar un impulso decisivo hacia la consolidación de una industria nacional para el aprovechamiento sustentable y regulado de este recurso. Por lo anterior, es preciso incentivar el desarrollo tecnológico hacia el uso local y regional, así como la generación de cadenas de valor.

El sargazo podría ser utilizado para la producción de biogás, fertilizantes, mejoradores de suelos, alimentos, forrajes, materiales biodegradables, entre otros. No obstante, la investigación científica necesaria para definir tecnologías y rendimientos, así como para descartar diversos grados de contaminación por metales pesados o alguna otra sustancia que impida su uso, aún es incipiente. De cualquier forma, por razones de salud ambiental y salud pública, el Estado Mexicano debe garantizar la gestión adecuada del sargazo aun cuando no hubiere interés industrial para su transformación. Por ello, su rol como promotor de la investigación científica y tecnológica en busca de alternativas para el aprovechamiento de este recurso es incuestionable.

La evidencia científica sugiere que los afloramientos masivos de sargazo se han convertido en la nueva norma y que el Gran Cinturón de Sargazo llegó para quedarse. La tendencia muestra arribazones estacionales en México, siendo la temporada más crítica entre los meses de mayo a septiembre. La implementación de un amplio programa de investigación interdisciplinaria de largo plazo es ineludible. Este enfoque debe acompañarse de acciones para la atención del problema en periodos críticos, sin cejar en los periodos intermedios, con el fin de continuar fortaleciendo las capacidades instaladas en el país en forma progresiva.

En la atención a esta problemática, la colaboración internacional reviste una importancia incuestionable, pues se trata de un reto que traspasa fronteras. Es fundamental la conformación de un consorcio de países de la región que busque el establecimiento de tratados internacionales para el entendimiento del fenómeno, su aprovechamiento y la regulación de la contaminación que llega a los mares, ya que ésta pudiera incentivar el incremento masivo del sargazo. El gobierno federal tiene ante sí la oportunidad de impulsar la elaboración de una agenda de cooperación nacional e internacional que genere acuerdos multilaterales para la protección de los ecosistemas marinos, que puedan a su vez articularse con otros acuerdos existentes como el Convenio sobre Diversidad Biológica que opera bajo el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), entre otros.

México posee la suficiente capacidad institucional, así como talento técnico, científico, industrial y de mercado para enfrentar esta emergencia a través de la generación de soluciones efectivas y perdurables. En 2019 se conformó un Consejo Asesor honorario para analizar integralmente esta situación y definir una agenda científica, tecnológica y de innovación para la atención de la proliferación del sargazo. Esta iniciativa busca acompañar y orientar las acciones del Gobierno Federal, con la intención de actuar con eficacia y prontitud, mediante una fina planeación.

 

3.3. ¿Es el sargazo realmente malo?

El Caribe mexicano enfrenta un grave problema ambiental. Esta especie de macroalga parda ha afectado los ecosistemas costeros, causando la muerte de especies marinas como tortugas y peces.

Estos son algunos de los beneficios del sargazo:

-Es el hogar y la protección de otros seres vivos

-Es diversa y funciona como alimento para los animales marinos

Las algas del litoral del estado de Quintana Roo son las más espectaculares en términos de diversidad y abundancia, con  40 especies distintas de macroalgas, de acuerdo con el informe: Algas Marinas en el Caribe Mexicano.

Según ese reporte, las cantidades importantes de potasio y fósforo, debidas a la alta diversidad de algas pardas, brindan posibilidad de generar alimento para aves de cautiverio, compostas para abono en el cultivo de hortaliza y posibles usos en la elaboración de alimentos y fármacos.

-Podría ser utilizado como fertilizante 

¿Entonces cuál es el problema?

La llegada masiva de esta alga a nuestras aguas litorales y playas tiene detrás la acción humana:  el incremento en la temperatura de la superficie del océano debido al cambio climático, que favorece su reproducción; los cambios en las corrientes oceánicas por el derretimiento de los polos y glaciares, que inciden en la llegada de más sargazo; las descargas de aguas residuales en los mares; y el uso de agroquímicos en la agricultura, que transportan nutrientes para estos organismos.

Sólo la salvaguarda de los océanos podría revertir un poco el problema, y los gobiernos y las Naciones Unidas podrían tener la solución en sus manos al avanzar en la protección de al menos el 30% de los océanos del mundo mediante el establecimiento de santuarios marinos, bajo el Tratado Global de los Océanos, un acuerdo internacional que se negocia este mes en Nueva York.

La protección del Mar de los sargazos bajo este acuerdo global es un ejemplo de los alcances que puede y debe tener este proceso.

 

3.4.- El Sargazo como recurso

El “Nuevo Mar de los Sargazos”, que comenzó en 2011 con una biomasa relativamente menor, ha crecido de manera más o menos sostenida hasta llegar a 20 millones de toneladas de sargazo en junio de 2018 (Wang et al. 2019). En relación con el aprovechamiento a escala comercial, la tecnología más probada de aprovechamiento de algas marinas es la de obtención de materias primas para la industria química y alimentaria, destacando la producción de geles o el consumo directo. Para el caso de las algas del género Sargassum, la conclusión de un manual tecnológico auspiciado por la FAO es que éste sólo se usa cuando no hay otra alga disponible, pues sus alginatos (un tipo de gel) son de una calidad apenas aceptable y los rendimientos suelen ser bajos (McHugh 2003). Como alimento humano las especies de Sargassum no son aceptables por su falta de dulzura y por su astringencia (Tsuchiya 1979). Una dificultad adicional para aprovechar el sargazo del Caribe a escala industrial y realizar la investigación y el desarrollo correspondientes, es que ha habido gran variación anual en la abundancia del recurso entre 2011 y 2019 y aún no está claro cuál pudiera ser el abasto garantizado como materia prima para un eventual desarrollo industrial.

 

3.4.1.Soluciones científicas al problema

La abundancia de sargazo no solo atrae la curiosidad científica, sino que presenta el desafío de buscar una salida comercial y desarrollar tecnologías para aprovecharlo. Lo que algunos pintan como un escenario catastrófico, para otros es una oportunidad de crecimiento económico y científico. Hay proyectos aislados para generar biodísel con el alga, construir casas con ladrillos hechos de sargazo, cultivar hongos y fabricar zapatos y cuadernos.

“Para llegar a ese punto aún falta mucho”, dijo Córdova Tapial. “Hoy se ve como el enemigo que aleja al turismo; muy pronto tendremos que hacer la transición a un recurso aprovechable, pero de manera coordinada”.

Córdova Tapia dijo que en junio el Conacyt creó un Consejo de Asesores con expertos en el tema para generar una estrategia que dé sentido a las investigaciones, atienda la emergencia y trate de colaborar con la Secretaría de Marina para las acciones de contención.

“Tenemos que aprender a cambiar la mentalidad, aprender a vivir con ello y sacar provecho”, dijo Córdova Tapia. “El sargazo es un gran reto que nos va a enseñar a manejar los temas futuros y trabajar también de manera multidisciplinaria y trasfronteriza”.

 

3.5. Papel artesanal: Breve historia

Los primeros papeles fueron soportes naturales, piedras, arcilla y cortezas disecadas de los árboles. se trataba de materiales que eran duraderos en el tiempo pero que tenían un difícil traslado. El papiro fue el papel de los egipcios, extraído del junco palustre (Cyperus papyrus), se conseguía extrayendo sus vainas y entrecruzándolas consiguiendo así un soporte apto para la escritura con pluma tallada. El papiro,  sirvió para la expresión tanto de asuntos de religión como para el uso diario.

Los papiros se vieron sutilmente reducidos una vez, después se probó a escribir sobre pieles de todo tipo de animales: cabras, terneros, burros, toros..que eran curtidas y maceradas son cal, lavadas y satinadas, dando lugar a los códices que en primer momento, fueron religiosos.

Un ministro chino llamado T’sai Lun, considerado el inventor del papel, a comienzos de la era cristiana tomó los desechos provenientes del lavado de capullos de seda y los dispuso sobre un tamiz de cañas de bambú entrecruzadas. Al endeble entramado fibroso le agregó el extracto gelatinoso de un alga marina confiriéndole resistencia e impermeabilidad a la estructura. Las posteriores conquistas árabes encontraron entre sus prisioneros chinos a muchos artesanos del papel, que recibieron un trato preferencial debido a su valioso saber. Estos llevaron su conocimiento desde Samarcanda a Fez, Ceuta, Japón y a toda Europa, lo que se conoce como la Ruta del Papel.

Los árabes introdujeron importantes adelantos como el uso de la energía hidráulica, el blanqueo con cal y el encolado con goma arábiga. Los españoles lograron papeles de calidad superior como el “Mizal mozárabe”, en sus molinos de Córdoba, Xátiva y Capellades a mediados del siglo XI. Italia aportó el empleo de mazos, la utilización de la cola animal, y el invento de la filigrana en 1282, dando lugar a molinos destacados en Génova, Fabriano y Bolonia. Como consecuencia del nivel de desarrollo alcanzado por la actividad, se instalaron talleres artesanales para la producción de papel en toda Europa. Hasta ese momento, los únicos materiales fibrosos usados casi con exclusividad eran los provenientes de los trapos (algodón, lino y cáñamo).

 

Evolución del papel artesanal

En una primera etapa se utilizaron colas provenientes del desperdicio de las curtiembres para mejorar la resistencia mecánica de los papeles y el molde chino fue reemplazado por finas mallas para lograr una mayor uniformidad de la hoja. En el siglo XIV, con la posibilidad del grabado y con la invención de la imprenta por Johann Gutenberg, se generó una importante demanda de papel que condujo al establecimiento de numerosos molinos papeleros y a la búsqueda de materiales alternativos al trapo.

Promediando el siglo XVII, Holanda aportó la pila holandesa o máquina refinadora de cilindros, operación utilizada desde entonces para mejorar la unión o cohesión entre las fibras del papel. A fines del siglo XVIII aparecieron los principios del blanqueo con cloro y la obtención de papel a través de la malla sin fin de Luis Robert. Esta forma de fabricación de papel fue llevada a escala industrial por los hermanos Henry y Sealy Fourdinier. En 1843 Keller patenta la desfibradora, aparato que permite la sustitución del trapo y cualquier fibra no leñosa por la madera, recurso este último cuya abundancia cubrió más adecuadamente las demandas de una industria en plena expansión. En 1850 aparece el primer proceso químico de producción de pulpa celulósica a partir de maderas.

 

¿Qué es el papel artesanal y qué utilidades tiene?

A cualquier papel se lo puede definir como una trama delgada de fibras celulósicas interconectadas mediante uniones puentes de hidrógeno, las cuales son posibles debido a la estructura química de la celulosa y otros polímeros orgánicos similares. El papel artesanal es el fabricado “hoja a hoja” por el artesano, a diferencia de la formación en continuo típica de la industria. Entre sus características principales se puede citar la ausencia de un sentido o dirección de fibra predominante y la presencia de “barbas”, formaciones irregulares en los bordes que añade una rusticidad muy apreciada en el mercado.

Su forma de elaboración posibilita el agregado de pétalos, hierbas y un sin fin de elementos decorativos y puede ser aplicado en lámparas, mamparas, sobres, estuches, agendas, tarjetas, cuadernos y álbumes o como soporte del dibujo y la pintura. Mientras que hasta la Revolución Industrial todo el papel era producido en forma artesanal, en la actualidad éste posee aplicaciones especiales en las que casi no compite con el industrial. Existen innumerables tipos de papeles artesanales como el papel japonés o Washi, extremadamente resistente y con características únicas por las propiedades de las especies fibrosas empleadas (Kozo, Gampi y Mitsumata).

Objective

To elaborate a paper based on sargassum as an alternative to reduce the rating of contamination.

 

Justification

There are many efforts to solve the problem of sargassum, one of them is to transform it into paper. sargassum has cellulose on its walls, this cellulose can be useful for more than 20 different types of industries such as cosmetics, paints, pharmaceuticals, gastronomy, textiles, paper, bioplastics, biofertilizers, etcetera.

According to biologists, these algae can grow several meters long and thanks to their hard structure that is easily intertwined and thanks to this you can create flexible sargassum islands capable of surviving the Caribbean sea currents, so scientists will begin to collect and treat them. The transformation into paper using sargassum is similar to that of wood, although much easier and faster.

The sargassum is 100% sustainable, economical and easier to obtain, as well as the quantity is much different from the trees we need so much. Sargassum is known as the “gold of the sea”, although it generates more problems than benefits, if it is not used properly.

 

Hypothesis

If we manage to make a paper based on sargassum, we will obtain an alternative to reduce the contamination rating.

Method (materials and procedure)

Materials:

16cm x 26cm frame

30cm x 30cm press

Tub for 5 liters of water

Strainer

Sponge

Gloves

Blender

Gas stove

Steel or pewter pot

1 long wooden spoon

Cloth canvases (will depend on how many sheets of paper you wish to make)

1 Kg sargassum (base material)

20 gr of recycled paper (base material)

1 liter of chlorine (bleach)

Hydrogen peroxide (bleach)

2 liters of water (solvent)

50 gr of caustic soda (degrading)

10 gr white resistol (binder)

20 g of starch (binder)

300 gr of cactus.

600 ml of nopal mucilage (binder)

 

Process:

1.- Collect sargassum.

2.- Select and wash the sargassum to remove impurities.

3.- Put the sargassum to dehydrate in the sun for 3 days.

4.- Once dehydrated, chop into small pieces.

5.- In a pot, bring to boil 2 liters of water along with 50 grams of soda and sargassum. Move constantly with the wooden spoon. The cooking time is about 1 hour and a half. The cooking point is determined when a soft jelly-like dough is obtained.

6.- Let cool and then wash as many times as necessary to remove lignin.

7.- Once the cellulose is obtained, put it in a container with water and with chlorine or hydrogen peroxide. The use of hydrogen peroxide or chlorine will depend on how much you want to bleach the fiber.

8.- Soak the paper previously cut into water with chlorine.

9.- Wash the sargassum and paper fibers and then grind them in the blender to obtain a pulp with small and uniform particles.

10.- Obtain the mucilage by cutting the nopales into small pieces and letting them rest in water (approximately 1 hour).

11.- In the tub add the entire mixture of sargassum and paper and fill with water. Add the binder resistol or mucilage and cornstarch.

12.- Stir the mixture keeping the fiber particles in permanent suspension. These particles are collected by submerging the frame in the water for 30 seconds, it is necessary to keep track of the time to obtain paper of the same thickness.

13.- Remove the frame carefully and turn on a cloth canvas.

14.- Detach the fiber from the mesh carefully using a sponge to remove excess water taking care that the shape is not lost.

15.- Repeat procedure 12, 13 and 14 until the pulp is finished.

16.- Place the canvases with the pulp in the press and let it drain.

17.- After 1 hour take the canvases to a drying board that will be in a place in the shade and ventilated.

18.- Once dry, separate the paper from the canvas and cut to the desired size.

Results

We obtained 11 pieces of paper with a measure of 19 cm x 11 cm of white bone, with rough texture and smell of wet sand. Small brown filaments are distinguished.

Writing tests were done with pencil, pen and markers. Resistance tests were performed for cutting, gluing, printing and bending.

It is a 100% handmade paper.

Discussion

There are many artisan papers on the market, but the difference of this paper with sargassum is in the use of the nopal slime, it is anticorrosive and repellent.

Sargassum is a fiber that is only obtained on the coasts and it is very expensive to produce this type of paper in CDMX for shipments. The characteristics of the mucilage add properties to obtain a better product.

Chlorine is the best bleach than hydrogen peroxide, but it pollutes much more.

Conclusions

The objective and the hypothesis were fulfilled, as it was possible to make paper based on sargassum fiber. Sargassum has been a serious problem, since its atypical arrival has affected the tourism and environmental sector, which is why sustainable alternatives are needed that take advantage of sargassum as raw material. This project aims to provide a solution taking advantage of the resources available in the Mexican Caribbean.

Other fibers need to be used to make paper, and many of them are within reach. Any fiber that contains cellulose can be used to make paper with the fin to avoid cutting down trees, and several of these fibers pollute the environment.

Being a handmade product, it is recommended for different crafts.

Bibliography

1.- Alfonso Aguirre. (2019). El sargazo en el Caribe Mexicano: De la negación y el voluntarismo a la realidad. 15/Enero/2020, de Gobierno de México Sitio web: https://www.conacyt.gob.mx/sargazo/images/pdfs/El_Sargazo_en_el_Caribe_Mexicanopdf.pdf

2.- Carlos B. (2019). Papel artesanal: Breve historia. 15/Enero/2020, de Digitalpapel.com Sitio web: https://blog.digitalpapel.com/papel-artesanal-breve-historia/

3.- CONACYT. (2019). Arribazón de sargazo a las costas mexicanas. 15/Enero/2020, de Gobierno de México Sitio web: https://www.conacyt.gob.mx/sargazo/index.php/materiales-de-consulta/18-materiales/99-arribo-de-sargazo-a-las-costas-mexicanas-2

4.- Daniel Robledo. (2019). Sargazo, conociendo al “enemigo”. 15/Enero/2020, de Gobierno de México Sitio web: https://avanceyperspectiva.cinvestav.mx/sargazo-conociendo-al-enemigo/

5.- Daniela Albarrán. (2019). ¿Es el sargazo realmente malo?. 15/Enero/2020, de Greenpeace Sitio web: https://www.greenpeace.org/mexico/noticia/3055/es-el-sargazo-realmente-malo/