Reemplazar el procedimiento tradicional para decolorar la pulpa de papel -que requiere del uso de cloro que es un contaminante tóxico- por un blanqueador ecológico es uno de los objetivos del grupo de investigación que está coordinado por Sandra Signorella, investigadora que se desempeña en la Unidad de Química Inorgánica del Instituto de Química Rosario (Iquir, Conicet‑UNR).
"Para blanquear la pulpa de papel antes se usaba cloro elemental, es un método que está obsoleto, pero se reemplazó con otras tecnologías que siguen conteniendo algún tipo de cloro en la composición del blanqueador", explica. "Agua, oxígeno y ozono pueden usarse para blanquear pulpa de papel porque no son tóxicos, pero el problema que encontramos es que son poco eficientes, entonces para contrarrestar esto queremos desarrollar un catalizador que funcione de manera similar a la naturaleza", cuenta Signorella y agrega que el método que están desarrollando se denomina catalizador bio‑mimético, porque mimetiza el comportamiento de enzimas naturales.
"En el interior de la madera de los árboles habitan hongos que secretan unas enzimas que descomponen la lignina, que es lo que le otorga el color al papel, a la pulpa, y se encarga de unir las fibras de celulosa. Los catalizadores que estamos proponiendo actuarían de la misma manera que estas enzimas naturales que se llaman peroxidasas o ligninasas, y lo que hacen justamente es degradar la lignina, es decir, fragmentarla, descomponerla, sin afectar la celulosa, y precisamente ese es el punto crítico, porque si al degradarse la lignina simultáneamente se afecta la celulosa, entonces la pasta de papel ya no sirve, pierde todas sus propiedades", expresa la investigadora.
Blanqueo ecológico
"El catalizador baja la temperatura y acelera el proceso", destaca Signorella y explica que la propuesta del grupo es que el catalizador esté unido a un soporte de modo tal que no se libere al medio ambiente y como oxidante se utilice el agua oxigenada o el oxígeno. "El proceso se podría hacer a temperatura ambiente ya que el catalizador hace posible que la reacción de oxidación ocurra más rápidamente a menor temperatura, porque si se aumenta la temperatura para acrecentar la eficiencia, el proceso industrial tendría un costo energético mayor", agrega.
La pasta de papel, también conocida como pulpa kraft, es la que usan las industrias celulosas. El papel se hace a partir de la madera, que se somete a un tratamiento químico en donde se pasa a pulpa, pero sigue teniendo un alto porcentaje de lignina, 2,5%, eso le otorga la coloración. "Para tener un papel blanco hay que bajar ese porcentaje de lignina y ahí viene el blanqueo, para mejorar la calidad del papel", indica Signorella.
El grupo de investigación comenzó a experimentar en el laboratorio con una serie de compuestos que tienen que demostrar que pueden degradar distintos fragmentos que se encuentran dentro de la estructura general, que es la matriz de lignina. "Vamos a hacer las pruebas de actividad con estas nuevas baterías de compuestos y con aquellos que muestren la capacidad para llevar a cabo el proceso; vamos a probar si son selectivos, es decir, si solamente degradan la lignina sin perjudicar ni alterar la fibra celulósica. Vamos a hacer todo esto a escala de laboratorio, o sea, en pequeñas cantidades, y después si hay alguno que funciona, se podrá intentar llevarlo a mayor escala", cuenta.
A lo largo de este año, los científicos van a ir evaluando y explorando la potencial aplicabilidad del catalizador. "La cuestión es que no solamente sea selectivo sino que además sea estable, es decir, que a lo largo del tiempo puedan seguir funcionando, es una necesidad de las industrias", señala Signorella y añade que el proyecto no se reduce a aplicarse únicamente a la pulpa de papel. El poder decolorante de estos catalizadores también se puede usar para otro tipo de industrias como pueden ser las textiles, en donde serviría para decolorar aguas residuales.
En caso que los resultados no respondan al objetivo inicial del grupo, el recorrido de la investigación podría ser útil para obtener compuestos de degradación de lignina que en un futuro podrían tener otras aplicaciones.
También integran el grupo las investigadoras del CONICET y docentes de la UNR, Claudia Palópoli, Verónica Daier y Gabriela Ledesma, los becarios Verónica Solís, Ezequiel Bernatene, Matías Patriarca, Micaela Richezzi, el estudiante Joaquín Ferreyra, y la docente María Eugenia di Setti.
(*) Conicet Rosario
