Miles de toneladas de desechos son producidos por año 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 cerca de 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 trabajan con estos materiales de residuos y los degradan para obtener compuestos con estructuras moleculares más simples de interés en la industria química.

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“Nuestro propósito es el aprovechamiento de materiales celulósicos de bajo costo para transformarlos en compuestos de alto valor agregado. La explotación de celulosa -explicaron a Argentina Investiga 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 y tratamos de utilizar en particular aquellas que son un desecho como el papel usado. Este último suele ser reciclado, pero el proceso no puede repetirse más que un número limitado de veces”.

“Estudiamos además, la utilización de otras fuentes de celulosa como la cáscara de los porotos de soja, harina de soja, incluso, empleamos los barros de celulosa que son generados en grandes cantidades por las empresas papeleras de la zona, material a partir del cual hemos logrado excelentes resultados”, comentaron los responsables del proyecto, doctores Alejandra Suárez y Rolando Spanovello.

Los procesos desarrollados por los investigadores 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.

Desde el inicio del proyecto se trabajó 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 tener 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 hicimos una innovación en la metodología de obtención, para lo cual desarrollamos un proceso de pirólisis asistido por radiación de microondas que dio lugar a la solicitud de una patente en 2008. El proceso de pirólisis 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 sólo están enfocados en nuevas metodologías para degradar la cadena polimérica de celulosa, sino también en 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” agregó.

Química verde

El de química verde es un concepto que hace su aparición en la década de los noventa. “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”, indicó Spanovello.

“Es por esto que este proyecto apunta al desarrollo sustentable, hacemos transformaciones químicas enfocadas en 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. Si es posible hacer una reacción cuyo calentamiento sea más eficiente y obtener el mismo resultado, se pueden reducir en forma notable los tiempos de reacción, con el consecuente ahorro de energía”, sostuvieron los investigadores.

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