La lignina, también denominada “oro negro”, es la sustancia clave para el desarrollo de diversos tipos de bioproductos, rentables en casi todas las áreas comerciales. Esto se traduce en una nueva forma de agregar valor a la madera, de donde provienen este y otros prometedores materiales para el futuro.
A inicios de la década de los 2000, un grupo de investigadores se propuso desarrollar un área de bioproductos en Chile. Pero debido a los elevados costos que significaba la investigación e implementos, y la falta de un mercado en el que desenvolverse, decidieron retirarse y acabar con dicha empresa.
En los últimos años, sin embargo, nuestro país se ha visto en la necesidad de desarrollar nuevos productos y tratamientos para mejorar la resistencia de la madera dirigida a la Industria de la Construcción, con el fin de evitar que agentes externos como hongos y la acción del fuego puedan deteriorarla.
Ante este escenario, un sector de la industria vio una oportunidad, y decidió orientar la respuesta a este problema hacia productos sustentables y eficientes, con un origen vegetal y realizados a partir de materiales antes considerados como pérdidas por la industria. Hoy, el área de desarrollo de bioproductos derivados de la madera es una de las apuestas más prometedoras y ambiciosas del sector, tanto en Chile como en el mundo.
Para entender este fenómeno, es importante comprender primero qué se considera un bioproducto. El profesor Galo Cárdenas, investigador principal de bioproductos del Centro de Excelencia para la Industria de la Madera (CENAMAD) y de la Universidad del Bio Bio (UBB), los define como “productos obtenidos a partir de organismos vivos o sus derivados, tales como hongos, bacterias, material vegetal, enzimas u otros”.
Al mismo tiempo, señala que la biomasa “es una fuente de energía renovable, que puede proceder de muy diversos materiales de origen orgánico, normalmente de origen forestal o agrícola”. Este es otro concepto que ha tomado enorme relevancia en el último tiempo, como otra de las áreas en que la materia vegetal podría convertirse en una solución a problemas medioambientales.
Este es un sector que, señala Cárdenas, había sido olvidado desde principios de la década del 2000, para ser retomado recientemente gracias a los avances internacionales y la inminente necesidad de elaborar edificaciones más sustentables, que disminuyan los niveles de contaminación generados por el sector de la construcción. A esto se suma la exigencia de nuevas fuentes energéticas, capaces de reemplazar los combustibles fósiles, entre otros.
Un ejemplo de esta evolución proviene del área de las edificaciones. El investigador asociado de CENAMAD, y especialista en sustentabilidad y construcción con madera, Felipe Victorero, señala que la huella de carbono de la Industria de la Construcción con Madera contribuye “a modo de referencia, el 12% de las emisiones de CO2eq a nivel mundial”.
Por otro lado, la contaminación producida por combustibles fósiles es la responsable de un 35% del total de emisiones de gases de efecto invernadero a nivel global, según datos de las Naciones Unidas. Por si fuera poco, cifras entregadas por la organización Our World in Data, alertan un importante alza en la producción de carbono, puesto que al año 1950 se producían seis mil millones de toneladas en CO2, pero en el año 2020 este número aumentó a 34 mil millones de toneladas.
Es frente a esta situación en específico, que los bioproductos se alzan como la mejor opción para contrarrestar el daño causado por estos factores, puesto que al desarrollar biomasa, proveniente de estos recursos, se pueden producir diversos tipos de sustitutos combustibles.
Es aquí donde la madera reluce como el material estrella para la elaboración de biocombustibles, tanto para reemplazar el uso del petróleo y la gasolina como para el desarrollo sustentable de calefacción y fuente energética. Como ejemplo, tenemos la producción de pellets en Chile, ocupados hoy en día como fuente de energía calórica en los hogares de la zona sur del país.
Dada la naturaleza forestal de nuestra nación, el desarrollo de una bioeconomía de origen forestal es posible y asequible. Pues según el estudio “Bioenergía: Oportunidades y desafíos de la biomasa forestal como biocombustible regulado” de la Oficina de Estudios y Políticas Agrarias (ODEPA) del Ministerio de Agricultura, la biomasa de origen forestal representa la segunda fuente primaria de energía del país, representando un 25% de la oferta nacional.
La Industria de los Bioproductos
Desde hace más de una década que varios países extranjeros han invertido en la Industria de los Bioproductos, experimentando con diversos métodos de producción de biomasa y biocombustibles con el propósito de impulsar el desarrollo sustentable del sector energético: biorrefinerías, plantaciones forestales y circuitos energéticos en base a biomasa de uso ciudadano. Este es el caso de España, que frecuentemente aparece en las noticias por llevar a cabo estas rutas de acción a nivel provincial, municipal y regional.
Europa es el continente que más recursos está invirtiendo en la producción de biocombustibles. Actualmente, en ese continente se está construyendo la biorrefinería más grande del mundo, construida en conjunto por la empresa francesa Veolia y la compañía finlandesa Metsä Fiber. Esta última es una compañía destacada por la producción de celulosa, mientras que la francesa corresponde a una refinería que procesa biometanol, lo que le permite trabajar elementos de la producción de celulosa sin problemas.
Dentro de la Unión Europea existen 52 refinerías forestales que ocupan la lingocelulosa de madera (material parte de la celulosa), y 39 que usan residuos de la silvicultura. En el resto del mundo, hay solo 15 biorefinerías forestales, mientras que el resto de las refinerías sustentables utilizan otros elementos, como los antes mencionados azúcar y almidón.
Acercándonos a Latinoamérica, Brasil es el país que lleva la delantera en el sector de la biorrefinería, a través de las cuales se producen los biocombustibles. Este país posee 11 biorrefinerías que funcionan utilizando como fuente primaria subproductos de azúcar, almidón y otros residuos orgánicos. Sin embargo, en este momento se encuentran ejecutando su primera biorrefinería de base forestal, la que se estima estará operativa el segundo semestre de 2024, de acuerdo al estudio “Industria Nacional e Internacional del área de Bioproductos CENAMAD” de Comunicación Personal Galo Cárdenas Triviño.
Lo importante de esta industria, tal vez más que cualquier otro punto, es la valorización que significa para la industria, puesto que le otorga valor agregado a la madera e incentiva a las compañías a invertir en este tipo de proyectos. Cárdenas explica que uno de los grandes desafíos en nuestro país es conseguir que las empresas inviertan a largo plazo en el área.
No a cinco ni diez años, sino que se dediquen a apoyar: “la gestión sostenible de los recursos disponibles, incluyendo el aprovechamiento de los subproductos generados en los diferentes procesos productivos, transformándolos en materia prima para otros procesos industriales”, que requieren bastante tiempo para adquirir ese gran valor agregado.
Bioproductos forestales: celulosa & lignina
A pesar de que la Industria de los Bioproductos viene desarrollándose desde los 2000, Mario Núñez Decap, investigador principal CENAMAD y UBB especializado en bioproductos estructurales, asegura que hace unos 15 años no se hablaba de subproductos de la madera, sino que de residuos e incluso basura. En el área forestal esta categoría corresponde a ramas, cortezas, aserrín y elementos varios de los árboles, que en la actualidad han aumentado su valor agregado.
Es precisamente desde estos que nace la Industria de los Bioproductos, utilizando en su mayoría compuestos claves de la madera que se encuentran en todas las partes del árbol: la celulosa, fuente de otras sustancias fundamentales para producir estas nuevas tecnologías sustentables.
En el estudio “Industria Nacional e Internacional del área de Bioproductos CENAMAD”, se explica que las biorrefinerías forestales son procesos por medio de los cuales se desarrollan biomasas, que a su vez se convierten en la materia prima para elaborar el producto final deseado, que puede ser desde materiales hasta procesos químicos.
Varios investigadores de bioproductos de CENAMAD se dedican al desarrollo de productos químicos, los que se obtienen mediante un proceso en el que se separan los diversos componentes de la madera, entre ellos celulosa, hemicelulosas y lignina.
La primera y la última son las sustancias más ocupadas en los procesos de bioproductos forestales. En particular, la lignina corresponde a un líquido negro que se obtiene a partir de la celulosa, y es utilizada generalmente como combustible en las calderas en las empresas celulosas.
Núñez explica que “la lignina es el principal polímero fenólico de la naturaleza, y el hecho de que sea fenólico significa que posee un montón de aplicaciones en el mundo, porque los productos fenólicos se utilizan desde la industria alimentaria hasta la industria petroquímica”. El investigador forma parte de los científicos que trabajan con este increíble material, por medio del cual se es capaz de elaborar adhesivos para madera.
“La lignina te abre un mundo de posibilidades en ese sentido, (es) como el oro negro”, continúa. “Desde el punto de vista de la industria más cercana a lo que trabajo yo, que es adhesivos y revestimientos, también se pueden desarrollar protectores para madera, ya que la lignina tiene propiedades de resistencia ante los rayos UV, resistencia ignífuga (protege contra el fuego), y resistencia a los microorganismos”, finaliza.
Galo Cárdenas señala en su estudio que nuestro país tiene todos los recursos para posicionarse como un líder en el desarrollo de las biorrefinerías, gracias a las vastas plantaciones forestales que existen en Chile. Al respecto, recalca que, si se usan correctamente para sacar el mayor provecho a sus componentes, se pueden elaborar una diversidad de bioproductos, agregando valor a la madera chilena.
A día de hoy, ambos investigadores forman parte del equipo que conforma la línea de investigación y desarrollo de Bioproductos de CENAMAD. Junto a ellos se encuentran los Investigadores Principales de la Unidad Técnica de Desarrollo (UDT) de la Universidad de Concepción, Cecilia Fuentealba y Gustavo Cabrera, y dos Investigadores Asociados: Alex Berg (UDT) y Pablo Reyes, del Instituto Leitat Chile.
Estos investigadores están actualmente trabajando en un proyecto titulado “Cápsula de sustrato con fibras de corteza de eucalipto y fitoestimulantes que permite la germinación y crecimiento de semillas arbóreas bajo condiciones desfavorables”, orientado a recuperar espacios poco viables de tierra como terrenos afectados por incendios, a través del desarrollo de cápsulas fabricadas con corteza de eucalipto, que asegurarían el desarrollo seguro y consistente de nuevos árboles en todo su ciclo de vida.
Además, Galo Cárdenas Triviño participará en el evento de extensión CENAMAD Gira de la Madera, exponiendo sobre sus investigaciones y trabajo en el seminario a realizarse en Concepción este 25 de agosto. Podrás revisar esta y otras jornadas posteriormente por medio de videos, que se entregarán a través de un enlace que obtendrán al inscribirse al evento aquí.
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