Los científicos del equipo de investigación ‘Biorrefinería de materiales lignocelulósicos de la industria agro-alimentaria’, del Departamento de Química Inorgánica e Ingeniería Química y cuyo investigador principal es Alejandro Rodríguez Pascual, estudian la viabilidad de la paja de cereal en la fabricación de nanofibras de celulosa. Estas Nanofibras de celulosa, añadidas en pequeñas cantidades, actúan como reforzante de las propiedades físicas del papel.
A partir de la paja del cereal se obtiene, como desde los árboles, una pasta de celulosa. Los investigadores analizaron tres métodos para la obtención de las nanofibras procedentes de pasta celulósica de paja de trigo: por procedimientos mecánicos, enzimáticos y por oxidación TEMPO. El último es el más empleado en la actualidad en los laboratorios, pero tiene un inconveniente: el catalizador no es nada económico. En un trabajo de investigación junto con personal de la Universidad de Gerona publicado recientemente en Cellulose, se pudo observar que el método convencional es el más eficiente, pero el sistema mecánico abarataba significativamente la obtención de los nanomateriales, sin que hubiera una gran diferencia en el resultado.
Por medio de un procedimiento mecánico, la pasta en la que se ha convertido la paja del trigo se refina y se homogeniza. El resultado es un gel compuesto por las nanofibras que se aplican para formar el papel. Los investigadores observaron asimismo que el consumo de energía era más reducido y todo con un equipo no muy costoso. “Es como si usáramos para viajar un Panda en vez de un Mercedes, llegaríamos al mismo sitio, quizá un poco después, pero con un coche más barato”, sintetiza Alejandro Rodríguez Pascual. La comparación no es gratuita. No en vano, el aparato que emplearon se llama como el oso blanquinegro.
Cantidad ideal
Tras conocer qué procedimiento era más eficiente, los científicos evaluaron qué cantidad de nanofibras eran necesarias para obtener un papel de calidad. Aplicaron los materiales como refuerzo en el proceso de reciclaje y establecieron que incorporando un 3% se llegaba a un punto óptimo. En la actualidad, en vez de nanofibras de celulosa, la industria llega a refinar las pastas procedentes de residuos de papel y cartón o incorporar pasta virgen. Los porcentajes se estimaron tanto en el papel procedente de trigo como el de eucalipto.
La mayor parte del papel que se fabrica actualmente en España procede de especies leñosas, pero no siempre fue así. Hace unos treinta o cuarenta años, había papeleras que empleaban cereal para fabricar folios o cartones. Rica en celulosa, la paja del cereal es una materia prima que el equipo de la UCO pretende valorizar.
La nanofibra de celulosa obtenida es, realmente, lignonanofibra. Incorpora lignina que, en las proporciones presentes en el material, no presenta características negativas en la producción del papel.
E. Espinosa, Q. Tarrés, M. Delgado-Aguilar, I. González, P. Mutjé, A. Rodríguez. ‘Suitability of wheat straw semichemical pulp for the fabrication of lignocellulosic nanofibres and their application to papermaking slurries’. Cellulose. February 2016. Volume 23. Issue 1. pp 837-852. doi: 10.1007/s10570-015-0807-8
