Analizarán residuos agroindustriales y forestales para obtener productos de alto valor agregado

La Universidad Americana lleva adelante una investigación que busca aprovechar de forma sostenible los residuos agroindustriales y forestales.  La Ing. Edelira Velázquez en conjunto con otros investigadores paraguayos y extranjeros desarrollarán un proceso de obtención de nanocelulosa a partir de materia prima con características locales.

La Ing. Velázquez nos comenta más acerca de la importancia, los beneficios y las metodologías que utilizarán para la ejecución del proyecto de investigación.

- ¿En qué consiste la investigación?

- Básicamente consiste en hacer un relevamiento de los residuos agroindustriales de contenido celulósico que existen en el Paraguay y determinar los parámetros del proceso de obtención de la micro y nanocelulosa a escala de laboratorio. 

Los residuos agroindustriales que serán estudiados son subproductos o restos que quedan después del procesamiento industrial de materias primas como el trigo, el maíz, la cebada, el arroz, la soja, caña de azúcar, como, por ejemplo, las cascarillas, el bagazo cervecero, el bagazo de caña de azúcar y otros como afrechos de mandioca y maíz, que son muy importantes en materia económica en nuestro país, por el gran volumen de producción que se maneja.  Actualmente estos residuos tienen valor comercial bajo, algunos no son aprovechados adecuadamente y otros pueden llegar a crear problemas ambientales por la acumulación que se genera, entonces, la idea de la investigación es transformarlos en un producto denominado “nanocelulosa” que tiene alto valor agregado.

- ¿Qué es la celulosa?

- La celulosa es el componente estructural de la pared celular de todas las plantas verdes, por lo que se considera que la celulosa es el polímero biodegradable más abundante en la Tierra, donde hay plantas, hay celulosa.

Queremos obtener los cristales de nanocelulosa aislando la parte cristalina que existe dentro de la celulosa que se encuentra en la naturaleza. El tamaño de las partículas en la que se convierte el producto está en escala nanométrica, es decir, que son partículas muy pequeñas. Así el nuevo producto generado tendrá nuevas propiedades, que actualmente están siendo estudiadas en múltiples aplicaciones como, uso en la medicina, en la industria farmacéutica, para refuerzo de plásticos, parte automotriz, que, aunque todavía no tiene un uso masivo, a futuro va a ser muy importante. Empleando los residuos agroindustriales y forestales como fuente de celulosa, se podrá dar mayor valor agregado a los mismos y mejorar la parte ambiental en los casos que se requiera.

Muchos países están trabajando en obtener las nanopartículas, en esto entran varios tipos de materiales, pero nosotros solo vamos a trabajar con nanocelulosa.

- ¿Con qué otras instituciones tienen alianzas?

- Nosotros nos aliamos con el Laboratorio Nacional de Nanotecnología (LANOTEC) de Costa Rica que cuenta con el equipamiento necesario para realizar las evaluaciones de las propiedades de la nanocelulosa obtenida. En Paraguay podemos realizar la producción en sí y solo una parte básica de la caracterización del producto, porque aún no se cuenta con todo el equipamiento necesario, que son de gran porte y de alta tecnología.

- ¿Cuál es la metodología que se utilizará en el proyecto?

- La primera parte es hacer el relevamiento de los residuos industriales, ver la cantidad, qué sostenibilidad tiene, conocer la concentración por zonas, cuáles son los usos que se les da, ver el histórico de la producción y con eso tendremos una lista de los residuos factibles de ser aprovechados para nanocelulosa, de los cuales serán seleccionados dos de los más prometedores como materia prima, para realizar las pruebas experimentales de obtención de nanocristales de celulosa. Para eso se está equipando un laboratorio en la Universidad Americana.

Una vez que nos llegue el reactor para nanocelulosa vamos a comenzar con las experiencias, que consistirán en buscar los parámetros de operación adecuados para la producción. Si nosotros encontramos que la cascarilla de soja es el residuo que tiene mayor potencial, buscaremos un proceso para transformarlo en nanocelulosa.

El proceso consta de un pretratamiento y blanqueamiento de la fibra y luego la hidrólisis que consiste en extraer los cristales de la matriz en la que se encuentran, para ello usaremos tratamientos ácidos, tratamientos alcalinos, ultrasonido, temperatura y varios tipos de reactivos, porque el producto obtenido depende de la naturaleza del material de origen y del tratamiento que se aplica. No es lo mismo tratar un aserrín de madera dura, que una cascarilla de soja.

                         

- ¿Todos los análisis se realizarán en el laboratorio de la Universidad Americana?

- La parte de obtención de fibra y rendimiento sí, pero el resto como la caracterización de los cristales de nanocelulosa se enviarán al laboratorio LANOTEC, ahí se determinará la cristalinidad, la estructura de los mismos, la superficie que presentan y de acuerdo a eso ver las aplicaciones potenciales. Entonces, tenemos que una parte se va a realizar en la Universidad Americana y otra en el laboratorio de Costa Rica.

- ¿Cuál sería el beneficio del proyecto para la población paraguaya?

- En el ámbito científico académico sería, acercarnos un poco a los países de la región que ya tienen estudiadas sus materias primas en varios aspectos y tendríamos una estadística de producción de dichos residuos. Además, contaríamos con los parámetros de obtención de la nanocelulosa a escala de laboratorio, que servirá de base para ampliar a otras escalas y proyectar a nivel industrial. Trabajaremos en una escala de laboratorio intermedia con reactores de 10 litros y paralelamente se capacitarán investigadores, docentes y estudiantes.

Entonces, si se llegara a completar los resultados de forma positiva, esto beneficiaría a la agricultura, al comercio, la industria de alimentos y plásticos entre otras áreas. Además, el industrial, le estaría dando valor a los residuos que ahora mismo son un problema o tiene valor comercial bajo y podemos ampliar las investigaciones que surgirán a partir de este proyecto. Toda la sociedad estaría beneficiada.

-¿Existen otros proyectos del mismo tipo en Paraguay?

- Actualmente se trabaja con partículas nanotecnológicas en el país, pero hasta ahora no se ha abordado la obtención a partir de los residuos. Sin embargo, países como Brasil y Uruguay tienen cantidades inmensas de residuos que están siendo investigados, porque vieron en eso una doble solución. Por un lado, crear un producto comercial y por el otro una solución ambiental a la problemática de los residuos.

- ¿Por qué es importante invertir en estas investigaciones?

- Siendo el Paraguay un país con alta disponibilidad de biomasa es necesario incorporar nuevas formas de desarrollo tecnológico para ampliar el horizonte de oportunidades para la industrialización.

Invertir en este tipo de proyectos, aunque no sean de aplicación inmediata, vale la pena porque se supone que la nanotecnología es la tecnología del futuro.

Es un campo muy amplio, la nanocelulosa es un material ligero, fuerte, rígido y con un alto coeficiente de resistencia respecto a su peso, es transparente y presenta un bajo coeficiente de dilatación con la temperatura, es biocompatible con el organismo, muy interesante para varias aplicaciones actuales y futuras. Es posible un aprovechamiento integral de la materia prima y mejorar la gestión de residuos que impactará positivamente en el medio ambiente.

 

El proyecto denominado “Obtención de micro y nanocelulosa a partir de residuos agroindustriales y forestales disponibles en el Paraguay” es ejecutado por la Universidad Americana y recibirá G. 500.000.000 por parte del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) a través del Programa PROCIENCIA con apoyo del FEEI.