Biopolímeros de alto rendimiento a partir de subproductos de la pasta de sulfito
Se espera que para 2021 el mercado de polímeros resistentes al calor sea de 16 670 millones de dólares, lo que equivale a un aumento de cerca del 40 % con respecto a 2016. Por otra parte, el mercado de los biopolímeros crecerá cerca de un 12 % cada año en el mismo período, en el que también se prevé un cambio en la sociedad hacia una economía circular, por lo que nos encontramos ante un mercado con grandes posibilidades. En vistas de ello, se puso en marcha el proyecto financiado por la Unión Europea BRIGIT en agosto de 2012. El proyecto reunió a dieciséis socios de doce países con el objetivo de desarrollar un proceso continuo, ecológico y rentable, para producir biopolímeros a partir de los azúcares generados como subproductos durante el proceso de producción de pasta de sulfito. Cada año se destruye cerca de medio millón de toneladas de estos azúcares para no alterar la calidad de los lignosulfonatos, muy demandados en el mercado. BRIGIT es innovador en el uso singular de este caudal de residuos y por la integración del proceso en la operación actual de la industria dedicada a la producción de pasta de sulfito. Así es posible disminuir globalmente el consumo de recursos y las emisiones de gases de efecto invernadero, además de disminuir en gran medida los costes operativos que se deben al uso de etapas sin esterilidad, a la ausencia de biorreactores discontinuos intermedios y al transporte de residuos. «Nuestro objetivo fue producir polihidroxibutirato (PHB) y polibutileno succinato (PBS) a partir de esta fuente de azúcares lignocelulósicos. Para ello se utilizó un proceso de fermentación «in-situ» y una nueva tecnología de cultivo de fermentación que evita alterar la calidad de los lignosulfonatos actuales», indicó Miguel Ángel Valera, coordinador del proyecto en nombre de Aimplas (España). Productos de alta tecnología para el sector del transporte Se seleccionaron estos dos tipos de biopolímeros por una buena razón: el PHB posee buenas propiedades térmicas y mecánicas, mientras que el PBS se utiliza para mejorar la resistencia y la capacidad de transformación del PHB. Combinando ambos, los socios de BRIGIT pueden formar compuestos para aplicaciones de alta tecnología contra incendios, principalmente para el sector del transporte. «La combinación de estos biopolímeros con tejidos naturales (lino, cáñamo, etc.), nos permite generar una alternativa a los paneles en sándwich tridimensionales desarrollados a partir de resinas termoestables reforzadas con fibras de vidrio continuas», indicó Valera. «Los paneles nuevos serán reciclables y más ligeros. Presentan amplias ventanas de procesamiento, alta capacidad de producción (utilizando un proceso de moldeo por compresión de modo continuo) y bajo consumo de energía en comparación con los paneles actuales». Gracias a la participación de FIAT y SOLARIS, se realizaron exhaustivas pruebas a los paneles y se demostró la similitud de las propiedades mecánicas con los paneles derivados de petróleo. No obstante, utilizar los paneles supone dificultades pues son más pesados y costosos, y el consorcio aún se afana en resolver este inconveniente: «El primer inconveniente será resuelto optimizando la estructura del panel y utilizando fibras de vidrio en pequeñas cantidades. El segundo problema es más complejo por el precio relativamente bajo de las resinas derivadas de petróleo y porque las instalaciones para la producción a gran escala tienen que ser rentables. Lamentablemente, el nivel de preparación tecnológica (TRL) fue demasiado bajo para la implantación en el mercado en esta etapa», indicó Valera. Además de estos paneles tridimensionales, Valera y su equipo identificaron diferentes productos con grandes posibilidades comerciales, en concreto, biopolímeros PHB y PBS con grados adecuados para la extrusión de placas fundidas, ignífugos a base de lignosulfonatos modificados químicamente y producción de paneles en sándwich mediante moldeo por compresión continua. Avances Pese a todo, el equipo de trabajo confía en poder producir una fuente homogénea de azúcares de bajo coste y sin inhibidores, con el fin de producir aditivos y polímeros de interés a precios competitivos en los próximos años. Más recientemente, la consultoría científica Daran Labs se ha interesado por la posibilidad de aumentar la escala de producción de los lignosulfonatos modificados químicamente como ignífugos para los biopoliésteres y otros plásticos a base de petróleo. Por eso ha solicitado financiación de la Unión Europea por medio del Instrumento para pymes. Entre tanto, otros socios del proyecto buscan oportunidades, a través de los proyectos DEMO, de elevar el TRL de la tecnología y completar la optimización del proceso de fermentación para empresas de producción alternativa de pasta de sulfito.
Palabras clave
BRIGIT, pasta de sulfito, biopolímeros, bioplásticos, azúcares, PBS, PHB, paneles sándwich, ignífugo
