Transformar un subproducto industrial en substancias químicas biosostenibles
La lignina es uno de los polímeros orgánicos más abundantes y renovables de la Tierra, por lo que puede transformarse en toda una variedad de productos ecológicos con valor añadido, incluidas substancias químicas. Como subproducto del proceso de fabricación del papel, también es un polímero fácil de obtener, ya que se producen hasta cuarenta millones de toneladas al año. Lamentablemente, en vez de utilizarse como base para crear substancias químicas sostenibles, la inmensa mayoría de esta lignina —hasta el 95 %— se incinera como combustible de escaso valor y muy contaminante. El equipo del proyecto LIBERATE, financiado con fondos europeos, pretende cambiar la situación desviando la lignina de la incineración y convertirla en productos con valor añadido mediante procesos electroquímicos selectivos. «El principal objetivo del proyecto era desarrollar una planta electroquímica para demostrar las oportunidades comerciales de convertir materia prima de bajo coste, como la lignina, en substancias químicas biosostenibles de alto valor», explica Francisco Juliá, director del proyecto en el Centro Tecnológico Leitat, socio coordinador del proyecto. «De este modo, ayudaremos a la industria energética a depender menos del combustible importado y a reducir su huella medioambiental, fomentando también la economía circular».
De la vainillina a las substancias químicas
Uno de los principales logros del proyecto fue el establecimiento de una planta piloto electroquímica capaz de convertir la lignina en vainillina y mezclas fenólicas. «La vainillina es el principal compuesto químico del extracto de la vaina de vainilla. Aunque la mayoría de las personas la conoce como agente aromatizante, la vainillina también puede servir como componente básico para producir substancias químicas», explica Juliá. Los investigadores se centraron en el aspecto de los componentes básicos para obtener vainillina mediante un proceso de despolimerización electroquímica y térmica que oxida y descompone la lignina en pequeñas moléculas. «Este proceso no solo ha logrado un impresionante rendimiento del 8 %, sino que también ha producido una mezcla fenólica que puede servir como antioxidante y como sustituto del fenol en resinas de fenol formaldehído», añade Sonia Matencio Lloberas, investigadora principal de Leitat.
Todos los productos están validados por usuarios industriales finales
Los investigadores del proyecto también desarrollaron un proceso para convertir electroquímicamente los ciclohexanoles biogénicos, obtenidos a partir de fuentes naturales y sostenibles, en un monómero denominado «ácido 3-propiladípico». «Este monómero ofrece un nuevo abanico de precursores sostenibles para poliamidas y poliésteres, y será un atractivo sustituto de los monómeros petroquímicos», señala Matencio Lloberas. Por último, en el proyecto se creó un proceso para convertir electroquímicamente la lignina organosolvente en una mezcla fenólica. Los productos de los tres procesos han sido totalmente validados por diversos usuarios industriales finales.
Misión cumplida, pero aún queda trabajo por delante
El equipo del proyecto LIBERATE logró lo que se proponía: demostrar la posibilidad de convertir la materia prima de lignina en substancias químicas biosostenibles de alto valor y con un importante potencial comercial. «Nuestro éxito es el resultado directo de la sólida cooperación de todos los socios del proyecto que, juntos, fueron capaces de evaluar y superar los principales retos técnicos de trabajar con materiales de origen biológico», observa Matencio Lloberas. Aunque en el proyecto se lograron la mayoría de los objetivos técnicos, Matencio Lloberas afirma que aún queda trabajo por delante: «Es necesario seguir optimizando los procesos para mejorar su eficiencia tecnoeconómica y de recursos».
Palabras clave
LIBERATE, lignina, materia prima, substancias químicas biosostenibles, productos químicos, polímero, subproducto industrial, energía, economía circular
