Nuevas tecnologías sostenibles de fabricación de pasta de papel
En la actualidad, la fabricación de pasta de madera para aislar las fibras de celulosa para la producción de papel utiliza tecnologías con un elevado consumo de energía creadas hace más de un siglo y que requieren la utilización de combustibles fósiles. Existe un consenso generalizado sobre la necesidad de emplear procesos más verdes y que requieran menos energía, que sean más sostenibles y que a la vez mantengan la eficiencia de la producción de pasta de alta calidad. La industria papelera y de la pasta puede realizar una importante contribución hacia el uso eficiente de los recursos, apoyando los esfuerzos mundiales hacia una bioeconomía con bajas emisiones de carbono. Los socios del proyecto financiado con fondos europeos PROVIDES han desarrollado una tecnología innovadora para las materias primas a base de madera y de lignocelulosa agroindustrial. «Nuestro objetivo era lograr una reducción energética del 40 % y de las emisiones de CO2 en un 80 % en las industrias de la pasta y la fabricación de papel», explica la coordinadora del proyecto, Annita Westenbroek. Disolventes DES La tecnología PROVIDES se basa en los disolventes eutécticos profundos (DES, por sus siglas en inglés), una nueva clase de disolventes naturales. Los componentes individuales de los DES tienen de forma natural puntos de fusión superiores a los 100 °C, pero al mezclarse forman líquidos de baja volatilidad a temperatura ambiente. Este tipo de disolventes fue descubierto hace quince años y ya se ha empleado en aplicaciones electroquímicas. «Hace tan solo cinco años se descubrió que algunos DES naturales presentan una solubilidad muy alta de la lignina, lo que indica que podrían utilizarse como nuevos disolventes para la pasta de papel. En nuestro proyecto, utilizamos DES a una temperatura y presión atmosférica bajas para aislar la lignina de la madera, lo que nos permite obtener fibras de celulosa de alta calidad y pureza para la fabricación de papel», continúa Westenbroek. El proyecto PROVIDES desarrolló más de cien DES. Algunos de ellos demostraron una capacidad única para disolverse y, por consiguiente, fraccionar ligeramente la madera. Las fibras de celulosa generadas eran rectas y con una forma adecuada, lo que permitía obtener un papel con unas buenas características de adherencia interna y de resistencia a la tracción. Así, los subproductos de lignina y hemicelulosa pueden ser objeto de una nueva valorización. Otro logro importante del proyecto ha sido el desarrollo de los primeros DES hidrofóbicos que mejoran de forma significativa el aislamiento de los componentes frente a la pasta acuosa. Más allá de una tecnología más verde «Los DES son disolventes basados en la naturaleza, renovables, biodegradables y eficientes que nunca antes se habían empleado en la industria papelera y de la pasta ni para ningún otro fraccionamiento de la biomasa», resalta Westenbroek. Sin duda, el descubrimiento de los DES tiene el potencial de revolucionar el proceso de fabricación de la pasta de papel, abriendo una vía para producir pasta con un mínimo de energía, de emisiones y de residuos. Cabe destacar que se espera que la aplicación de esta tecnología totalmente novedosa en la industria papelera impulse la sostenibilidad gracias a la eficiencia en cuanto a la energía, los costes y los recursos. Por otra parte, los DES podrían utilizarse también para recuperar celulosa de los residuos y para disolver las tintas y los contaminantes del papel para su reciclado. Sin embargo, todavía existen muchas lagunas tecnológicas que deben cubrirse para hacer avanzar hasta la siguiente fase esta tecnología de laboratorio. Las actividades en curso del consorcio PROVIDES tienen como finalidad optimizar el proceso de deslignificación y mejorar la recuperación y la reutilización de los DES. Actualmente, los investigadores están preparando un estudio piloto para probar los DES a una mayor escala y validar los efectos medioambientales y el beneficio climático. El impacto medioambiental de los resultados de PROVIDES podría extenderse más allá de la industria papelera, dado que la lignina pura puede sustituir a sustancias aromáticas basadas en materiales fósiles de la industria química. En definitiva, el enfoque de PROVIDES busca mejorar los procesos tradicionales de fabricación de pasta de papel al producir unos productos de la máxima calidad con el menor consumo de energía y costes. El fin último, concluye Westenbroek, es: «Aplicar comercialmente la innovación tecnológica de los DES de aquí a 2030 para apoyar la consecución de los objetivos climáticos por parte de la industria papelera y de la pasta».
Palabras clave
PROVIDES, fabricación de pasta, emisiones de dióxido de carbono, disolventes eutécticos profundos (DES)
