Un equipo de investigación de la Facultad de Ciencias de la UCSC ha implementado un innovador proyecto de fortalecimiento de la investigación y docencia de pre y post grado a través del despliegue de una metodología internacional estandarizada para la caracterización de materias primas que permitan un óptimo aprovechamiento de los recursos.
Con la implementación de una metodología estandarizada en base a las Normas TAPPI (Technical Association of the Pulp and Paper Industry) se logra una óptima identificación y completa caracterización de las materias primas lignocelulósicas, un tipo de biomasa constituidas principalmente por celulosa, hemicelulosas y lignina. El desarrollo de productos desde este tipo de materias primas supone un cambio desde una economía basada en la explotación de los combustibles fósiles no renovables a una bioeconomía basada en el aprovechamiento de biorecursos.
El proyecto, dirigido por la Dra. Fabiola Valdebenito Escobar, busca promover el desarrollo de una nueva línea de investigación en biopolímeros, nanomateriales y otros “productos de alto valor agregado desde biomasa lignocelulósica”, con el cual se espera fortalecer tanto el área de docencia como el de investigación de la Facultad de Ciencias de la UCSC.
Caracterización de residuos agrícolas
La primera fase del proyecto implica el despliegue de actividades de obtención y acondicionamiento de residuos agro-industriales. “Las materias primas que se utilizarán en el estudio son residuos agro-industriales, representantes de las actividades productivas más importantes a nivel nacional, abundantes, disponibles y subvalorados”, señala la Dra. Valdebenito.
Se trata de productos tales como hueso de aceituna, alperujo (ollejo de aceituna) mazorca, podas provenientes de la cosecha de arándanos y podas o sarmientos de uva, residuos usualmente despreciados por los actuales procesos productivos.
“Los residuos agro-industriales serán suministrados por el Centro de Estudios en Alimentos Procesados (CEAP, Talca) y recolectados en terreno de pequeños productores locales , los que serán sometidos a un tratamiento de reducción de tamaño y otros acondicionamientos para así proceder a su caracterización”, agrega la directora del proyecto.
La caracterización de estos residuos permite examinar el potencial de materia prima que generalmente es considerada un desecho y que su acumulación además causa problemas ambientales. Tal es el caso de los residuos agrícolas y de podas, que generalmente son quemados para generar energía (riesgo de incendios) o utilizados para aplicaciones de bajo valor, como forraje para animales.
En palabras de la Dra. Valdebenito, “la caracterización químico experimental de la biomasa se basa en normas Tappi, cuya fortaleza radica en su auditabilidad procedimental y en su reconocida confiabilidad, lo que sin duda nutrirá los procesos tanto formativos como investigativos de la Facultad”.
Metodología basada en normas TAPPI
La metodología estandarizada para caracterizar materias primas implica iniciar el procedimiento experimental con una toma de muestra significativa de la materia prima y su posterior preparación para ser sometida a los diferentes análisis químicos. Tras esto, la materia se divide en grupos homogéneos por tamaño y características, lo que da paso a distintos análisis.
Uno de los análisis desplegados es el de humedad y posterior secado de cada muestra, proceso que se realiza según estrictos protocolos emanados de las propias normas Tappi. Por ejemplo, se somete a las muestras de la materia prima a calcinación a 525 ºC durante 3 horas, para luego de ellos realizar un exhaustivo análisis de las cenizas.
Otro procedimiento experimental de la metodología tiene como propósito determinar la cantidad de compuestos no volátiles que presenta la materia prima, como ceras, grasas, algunas resinas, hidrocarburos no volátiles, carbohidratos de bajo peso molecular y algunas sales.
El uso de estas normas permite, entre otras cosas, aislar la lignina insoluble mediante un proceso en que las materias primas son hidrolizadas y solubilizadas con ácido sulfúrico.
Impacto en docencia e investigación
En palabras de la Dra. Valdebenito “la implementación de las actividades de este proyecto tiene diversos impactos, por ejemplo, desde lo investigativo se logra identifican residuos agrícolas que son acondicionados para su caracterización en uso de una metodología estandarizada, se levanta una completa base de datos de caracterización de residuos agrícolas y, además, se erige como un novedoso tópico de tesis para estudiantes de pregrado y post grado, y permite construir una nueva línea formativa con una propuesta de curso complementario en química de recursos lignocelulósicos para pre y post grado”.
En esta línea, cabe destacar que, recientemente, tres estudiantes de la carrera de Química Ambiental de la UCSC, Danitza Parra, Camila Albornoz y Sandra Cid, comenzaron a realizar su seminario de investigación con la Dra. Valdebenito, en el marco de actividades del proyecto.
INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA:
Proyecto “Fortalecimiento de la investigación y docencia de pre y postgrado de la Facultad de Ciencias de la UCSC”
Contacto: Dra. Fabiola Valdebenito Escobar
Mail: fvaldebenito@ucsc.cl
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