Desarrollan biorrefinerías capaces de extraer productos de alto valor a partir de residuos forestales

Mediante procesos de conversión química, consiguen separar los componentes de la biomasa forestal y así obtener materiales de alto valor comercial aplicables en industrias tan diversas como la farmacéutica, la alimenticia y la química, entre otras. Resinas adhesivas, plastificantes biodegradables, compuestos para suplementos dietarios y medicinas, son algunas de las potenciales aplicaciones. La UDT de la Universidad chilena de Concepción es una de las entidades que está a la vanguardia en este campo, su director Alex Berg disertó en Posadas y dialogó con Misiones Online.

La Unidad de Desarrollo Tecnológico (UDT), de la Universidad de Concepción, en Chile, avanza en el desarrollo de tecnologías orientadas a la obtención de productos de alto valor agregado a partir de biomasa de pino, material que usualmente se descarta como residuo o se utiliza como combustible para generar energía. El director del organismo, Alex Berg explicó que apuntan a desarrollar biorrefinerías que funcionen bajo el mismo concepto que las modernas refinerías de petróleo, que obtienen productos básicos, como combustibles y aceites, pero además una amplia gama de refinados de altísimo valor agregado. En su participación en el primer Seminario de Bioeconomía del NEA, realizado en Posadas, el investigador trasandino compartió parte de su experiencia en el tema.

Berg aseguró que a partir de procesos de conversión química es posible separar los componentes de la biomasa forestal y así obtener materiales cuyo valor de comercialización llega hasta los diez mil dólares por tonelada, mucho más que los 50 dólares que puede valer la tonelada de biomasa forestal triturada para su uso como combustible.

Según el investigador, entre los materiales más valiosos que se pueden obtener a partir residuos de la industria forestal, como la corteza de pino, se encuentran: plásticos biodegradables, insumos para la elaboración de alimentos benéficos para la salud, suplementos dietarios y medicinas y microfibrillas de celulosa que pueden usarse como reemplazo de fibras sintéticas, entre otros.

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De esos mismos residuos forestales también se obtienen materiales de un valor medio, como sustitutos de químicos que se usan para la elaboración de resinas adhesivas industriales, fibras para la elaboración de papel o alimento para ganado y finalmente el uso más habitual y de menor valor: combustible para generar energía.

El especialista aclaró que no se opone a que  se queme biomasa para obtener energía, pero sostienen que a la misma biomasa se le puede dar mucho más valor agregado, complementando ese uso con otros más redituables.  “La biomasa lignocelulosa se compone de lignina celulosa y emicelulosa como productos principales, sin embargo también contiene una vasta cantidad de otros productos, muchos de los cuales pueden generar un interés comercial muy grande”, detalló a Misiones Online.

La UDT viene analizando desde hace más de 18 años cómo obtener, a costos viables desde el punto de vista comercial, esos productos de alto valor de mercado y ya logró avanzar al punto de construir plantas piloto que mostraron resultados positivos, según Berg. “Llegar del laboratorio a una planta industrial, desde mi punto de vista ese es el principal desafío, no quedarnos en los laberintos de nuestras bibliotecas sino llevar nuestros conocimientos a la industria. Tenemos que elaborar modelos ver formas de trabajo que nos permitan avanzar más allá de la publicación y llegar a la aplicación”, sintetizó.

El caso en el que más avanzaron es en una biorrefinería basada en corteza de pino. “En Chile cosechamos más de 26 millones de metros cúbicos de pino al año, lo  que genera más de un millón de toneladas de corteza en aserraderos que en parte se utiliza en calderas industriales y su precio de transacción es de 50 dólares por tonelada  en base seca, pero sólo se puede usar en cercanías de la planta”, resumió.

Berg indicó que el trabajo de investigación partió de la siguiente pregunta: “¿Podría hacerse algo con este material para que genere más valor?” y la respuesta que obtuvieron fue un rotundo sí.

“Dentro de la corteza la composición es diferente a la madera, hay una cantidad grande, aproximadamente  40 por ciento de polifenoles, que también se los conoce como taninos. Desarrollamos un proceso sin agua basado en metanol. Separamos una parte de estos polifenoles después los concentramos y separamos una fase líquida soluble en agua y una fase insoluble en agua y así obtenemos dos tipos de polifenoles”, detalló.

Afirmó que ya hicieron más de 400 extracciones a escala piloto y lo obtenido se usó para producir resinas adhesivas para tableros y madera contrachapada, en las que se utilizan normalmente resinas de fenol formaldehido. “Un tercio del costo del tablero se debe a la resina, el fenol subió mucho de precio, hace 15 años costaba 300 dólares y se paga hasta 1.700 dólares por tonelada. La primera razón para sustituirlo es que su precio subió mucho, la segunda razón es que el formaldehido es cancerígeno. Ya probamos, en laboratorio y en industria, reemplazar parte del fenol por taninos de pino, pensamos que el precio de comercialización para este producto rondaría los mil dólares por tonelada. También logramos desarrollar resinas sin formaldehido en ese caso el precio el precio de comercialización sería el doble”, dijo.

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Pero aseguró que además del uso de resinas adhesivas, podrían desarrollarse productos de mucho más valor a partir de la corteza del pino, como antioxidantes para alimentos y metales. “Si analizan los polifenoles presentes en el vino tinto, coinciden con los que están en la corteza de pino, son prácticamente las mismas moléculas. Testeamos y trabajamos bastante en usar estos tractos como antioxidantes para alimentos y metales. La ventaja con estos usos es que el precio de comercialización es 10 veces más, el mismo producto lo puedo vender por mil, dos mil o diez mil, claro que a mayor valor, el mercado se hace más complejo y más pequeño”, consideró.

Entre la amplia variedad de nuevos usos para la biomasa forestal enumeró: plastificantes, a partir de acetato de celulosa; insumo para elaborar nutraceúticos, es decir alimentos con propiedades benéficas para la salud o como fuente de catecoles, usados en la industria farmacéutica.

“Si es que logramos implementar una nueva tecnología para hacer uso de la corteza de pino, se abriría un espectro muy amplio de posibilidades. Esperamos que de aquí a un año se instale la primera planta para procesar nuestra corteza en el sentido que estoy planteando”, destacó.

Alternativa al proceso Kraft

Otra de las líneas en la que trabaja la UDT de Concepción es en el desarrollo de una biorrefinería en base a solventes orgánicos. “La lignina es la que mantiene unida las fibras y le da la característica estructural a la madera, si disolvemos la lignina podemos liberar la fibra. Lo que se hace con los procesos tradicionales Kraft y Sulfito, es volver soluble en agua a la lignina. Lo que hacemos es trabajar con un solvente orgánico sobre la madera, con eso logramos disolver la lignina y separar la fibra, que es principalmente celulosa, de una fracción líquida  que es principalmente lignina y hemicelulosas”, detalló.

Con ese concepto diseñaron y construyeron una planta continua, que la semana pasada operó durante cinco días ininterrumpidamente. “Se obtienen tres productos, a diferencia del proceso Kraft que solo obtengo fibras, porque la lignina y las hemicelulosas las tengo que quemar para recuperar azufre y sodio, en este caso no es necesario quemarlos”, explicó.

El más valioso, según la visión de Berg, de los tres productos obtenidos a partir del citado proceso industrial es la fibra. Ya la utilizaron como sustituto de pulpa mecánica para la fabricación de papel y dio resultados satisfactorios. Con ese uso se consigue un precio es de 700 dólares la tonelada. Pero, según el investigador, se podría desarrollar productos más innovadores a partir de esas fibras, como acetato de celulosa para usarlo como material termoplástico.

Con el segundo producto obtenido,  se carbohidratos para alimentación de ganado, sustituto de melaza cuyo precio es de 350 dólares la tonelada.

El tercer producto obtenido es la lignina. “Sabemos harto de tableros, con este producto desarrollamos resinas adhesivas reemplazando parte del fenol por lignina, funcionó, pero reaccionó muy lento y obligaría al tablero a estar mucho tiempo en la prensa, por eso descartamos ese uso y estamos viendo su uso como aglomerante de pellets, cuyo precio es de 300 dólares la tonelada”, finalizó.

JRC EP

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