Reciclado de papel: nuevas metodologías y productos de valor agregado

Miles de toneladas de desechos son producidos anualmente como consecuencia directa de la actividad humana. De estos desechos, el papel y el cartón conforman una porción importante dado que a nivel mundial se producen aproximadamente 300 millones de toneladas de papel al año, que equivalen en peso al triple de la producción total de automóviles. Los investigadores del Instituto de Química Rosario, de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas  trabajan con estos materiales de residuos y los degradan para obtener compuestos con estructuras moleculares más simples de  interés en la industria química.

“Nuestro propósito es el aprovechamiento de materiales celulósicos de bajo costo para transformarlos en compuestos de alto valor agregado”,  comentaron los responsables del proyecto, los doctores  Alejandra Suárez y Rolando Spanovello . La explotación de celulosa, explicaron los científicos,  es de larga data. El papel es un producto de origen vegetal cuyo principal elemento constitutivo es la celulosa. 

“Trabajamos con distintas fuentes de celulosa, tratando de utilizar en particular aquellas que son un desecho como el papel usado. Este último normalmente se recicla pero el proceso no puede repetirse más que un número limitado de veces, por ello nuestro esfuerzo está orientado a encontrar un innovador aprovechamiento de este material”, sostuvieron.

La utilización de otras fuentes de celulosa forman parte también de la investigación. Así,  la cáscara de los porotos de soja, la harina de soja, incluso el  empleo de los barros de celulosa, los cuales son generados en grandes cantidades por las empresas papeleras de la zona,  son parte del material a partir del cual se ha logrado excelentes resultados.

Desde el inicio del proyecto, los investigadores trabajaron sobre dos ejes principales: desarrollar nuevas metodologías para degradar la cadena polimérica de celulosa y transformar los productos así obtenidos en compuestos de interés industrial.

El primer objetivo implica la obtención de un producto denominado levoglucosenona, que posee características químicas importantes. Esta molécula además de poseer un alto valor agregado, es una novedosa unidad estructural para el desarrollo de compuestos de interés industrial. “La transformación química de celulosa en levoglucosenona ya se conoce pero nosotros hemos hecho una innovación en la metodología de obtención,  para lo cual hemos desarrollado un proceso de pirolisis asistido por radiación de microondas que  dio lugar  a la solicitud de  una patente en el año 2008. El proceso de pirolisis consiste en calentar la materia orgánica para producir su degradación  en forma controlada y transformarla selectivamente en unidades más pequeñas. La metodología desarrollada nos dio acceso a importantes cantidades de levoglucosenona, permitiéndonos proveer de esta  materia prima a una empresa farmacéutica extranjera durante un período de dos años,  demostrando que las metodologías que utilizamos son realmente aplicables”, detalló Suarez. 

“Nuestros estudios no solamente están focalizados hacia nuevas metodologías para degradar la cadena polimérica de celulosa sino además a  la transformación de los productos que obtenemos en compuestos que también  sean útiles para la industria, como catalizadores e intermediarios claves para la obtención de compuestos con actividad biológica”.

Química sustentable

“Este proyecto apunta al desarrollo sustentable, hacemos transformaciones químicas enfocados hacia procesos que permitan el ahorro energético, el empleo de  soluciones acuosas, las radiaciones microondas, todas estas nuevas metodologías convergen en los principios de la química verde”, sostuvieron Suárez y  Spanovello.

Química verde es un concepto que hace su aparición en la década de los 90. “La química verde o química sustentable apunta a prevenir más que a remediar, estudia cómo: evitar la generación de desechos,  usar solventes inocuos como el agua, buscar procesos que ahorren energía, evitar el uso de reactivos tóxicos, y utilizar fuentes de materia prima renovable”, remarcó Spanovello.

“Si es posible hacer una reacción cuyo calentamiento se haga en forma más eficiente y obtener el mismo resultado, por ejemplo en un equipo de microondas, se pueden reducir notablemente los tiempos de reacción, con el consecuente ahorro de energía”.   

Las conclusiones a las que arribaron demuestran que los procesos desarrollados para el reciclado de papel de desecho o material celulósico son económica, tecnológica y ecológicamente viables y la metodología no requiere una alta tecnología ni una gran inversión de capital, en sintonía con el desarrollo sustentable.

“Hacemos hincapié en tratar de aportar algo con nuestro trabajo, somos investigadores científicos, y hacemos esfuerzos para que nuestros proyectos estén dirigidos a estudiar la posibilidad de solucionar un problema regional” concluyen los científicos.

Esta investigación, que se desarrolla desde  principios del 2002, logró importantes avances,  ha dado lugar a publicaciones científicas a nivel internacional, y sus trabajos fueron  premiados en distintos congresos nacionales e  internacionales.