Cómo convertir residuos forestales en productos de alto valor

Un equipo de investigadores del Programa de Celulosa y Papel (PROCYP), que funciona en el Instituto de Materiales de Misiones (IMAM) bajo la órbita de la UNaM y el CONICET, acumuló dos décadas de estudios sobre el aprovechamiento de residuos forestales y agroindustriales. El trabajo apunta a un objetivo concreto: que la foresto-industria de la región, que genera millones de toneladas de descartes por año, deje de ver esos restos como un problema de disposición y empiece a tratarlos como materia prima.

La clave está en el concepto de biorrefinería de segunda generación, un esquema que busca replicar en la madera lo que una refinería petrolera hace con el crudo: extraer de un mismo recurso múltiples productos en lugar de uno solo, minimizando el desperdicio y multiplicando el valor económico.

De separar componentes a crear nuevos materiales

El punto de partida de estas investigaciones fue demostrar que la biomasa lignocelulósica —compuesta por celulosa, hemicelulosas, lignina y extractivos— puede fraccionarse casi por completo y aprovecharse en su totalidad. Cada componente tiene una estructura química distinta y, por lo tanto, sirve para fabricar productos diferentes.

Los primeros desarrollos se centraron en optimizar procesos de separación: sistemas con etanol y agua, tratamientos hidrotérmicos, explosión de vapor y deslignificación con soda y etanol. Más adelante se sumaron procesos con γ-valerolactona, que mostraron mayor eficiencia y menor impacto ambiental, probados en aserrín de pino y eucalipto, bagazo de caña, cascarilla de arroz y bambú.

La línea más reciente explora los solventes eutécticos profundos, conocidos como una nueva generación de "solventes verdes" por su menor costo, su capacidad de reciclarse y la mayor pureza de las fracciones que permiten obtener.

Con las técnicas de separación resueltas, la investigación avanzó hacia nuevos usos para cada fracción:

• La celulosa dejó de ser solo materia prima para papel: hoy es base para bioetanol de segunda generación, bioetileno como insumo de combustibles sostenibles para aviación, y nanocelulosa aplicada a tintas para impresión 3D, sensores, envases y materiales para regeneración de tejidos.
• Las hemicelulosas se transforman en xilitol, furfural, ácido levulínico y otros compuestos químicos de uso industrial.
• Los extractivos, como taninos de corteza de pino, dieron lugar a resinas fenólicas y adhesivos de base biológica.
• La lignina, que durante años solo se usó para generar energía, ahora se investiga como fuente de vainillina, materiales carbonosos, grafeno y nanolignina.

El desafío de integrar todos los procesos

El hallazgo más relevante de estas dos décadas es que la rentabilidad de una biorrefinería no depende de un solo producto, sino de aprovechar en conjunto todas las corrientes que genera la biomasa. Productos de gran volumen, como la pulpa celulósica o los biocombustibles, pueden combinarse con productos de menor escala pero mayor valor, lo que mejora la viabilidad económica del sistema completo.

Esa lógica abrió la puerta a pensar en biorrefinerías descentralizadas, integradas con aserraderos, plantas de celulosa, ingenios azucareros u otras industrias que ya procesan recursos lignocelulósicos. En una región forestal como el Nordeste argentino, este modelo permitiría procesar los residuos cerca del lugar donde se generan, reduciendo costos de transporte y dando lugar a que distintas empresas se especialicen en la valorización de cada corriente de biomasa.

Las investigaciones más recientes incorporaron además herramientas de análisis de ciclo de vida y evaluación de seguridad y toxicidad de los nuevos materiales, con la idea de que no existe un modelo único de biorrefinería: cada desarrollo debe ajustarse a la biomasa disponible y a la infraestructura de cada territorio.