ROSARIO: Los principios de la química verde

Investigadores de la UNR trabajan con materiales de residuos, como papel y cartón, y los degradan para obtener compuestos de alto valor agregado con estructuras moleculares más simples de interés en la industria química.

Convertir desechos de material celulósico en compuestos de alto valor agregado es el trabajo que realiza un grupo de investigadores del Instituto de Química Rosario de la facultad de Ciencias Bioquímicas de la Universidad Nacional de Rosario (UNR). Los productos obtenidos tienen potencial utilidad en las industrias farmacéutica, agroquímica, de esencias, aromas y sabores. La metodología desarrollada por los investigadores rosarinos les dio acceso a importantes cantidades de levoglucosenona, un derivado de un hidrato de carbono, que les permitió proveer este compuesto a una empresa farmacéutica internacional radicada en Estados Unidos. "Este tipo de proceso es viable, de interés comercial y posibilitaría el desarrollo de microemprendimientos industriales, sin requerir de una elevada inversión de capital ni alta tecnología, para la obtención de productos de alto valor agregado", sostuvieron los responsables del proyecto, los doctores Alejandra Suárez y Rolando Spanovello. La investigación se basa en los principios de la química verde o química sustentable, que apunta principalmente al ahorro de energía, evitar la generación de desechos, y el empleo de fuentes de materia prima renovable (ver aparte).

Miles de toneladas de desechos son producidos por año como consecuencia directa de la actividad humana. De estos desechos, el papel y el cartón conforman una porción importante dado que, a nivel mundial, se producen cerca de 300 millones de toneladas de papel al año. Los investigadores del Instituto de Química Rosario de la UNR trabajan con estos materiales de residuos y los degradan para obtener compuestos con estructuras moleculares más simples de interés en la industria química.
"Nuestro propósito es el aprovechamiento de materiales celulósicos de bajo costo para transformarlos en compuestos de alto valor agregado. El papel es un producto de origen vegetal cuyo principal elemento constitutivo es la celulosa, el polímero más abundante que existe sobre la tierra. Trabajamos con distintas fuentes de celulosa y tratamos de utilizar en particular aquellas que son un desecho como el papel usado. Este último suele ser reciclado, pero el proceso no puede repetirse más que un número limitado de veces", explicaron los investigadores.
Los científicos agregaron que también se estudia la utilización de otras fuentes de celulosa como la cáscara y la harina de los porotos de soja. En este sentido, la investigadora destacó que "si bien eso en la industria aceitera se utiliza en toneladas, se utiliza para alimento balanceado para animales. No es un desecho, pero si uno pudiese sacar algo de más valor, está valorizando un producto que se genera en toneladas, sobre todo en industrias de la zona".
Incluso, emplean los barros de celulosa que son generados en grandes cantidades por las empresas papeleras de la zona, y lograron excelentes resultados. "Estos subproductos industriales no pueden ser utilizados por ellos porque tienen una fibra de celulosa tan degradada que no les sirve para fabricar papel", explicó Suárez.
La transformación química de celulosa en levoglucosenona ya se conoce, pero los investigadores del Instituto de Química Rosario hicieron una innovación en la metodología de obtención. "Desarrollamos un proceso de pirólisis asistido por radiación de microondas que dio lugar a la solicitud de una patente en 2008", detalló Suárez. "El proceso de pirólisis consiste en calentar la materia orgánica para producir su degradación en forma controlada y transformarla selectivamente en unidades más pequeñas", agregó la investigadora de la UNR.
Suárez destacó que la metodología desarrollada les dio acceso a importantes cantidades de levoglucosenona. Esto les permitió proveer de esta materia prima a una empresa farmacéutica internacional radicada en Estados Unidos durante un período de dos años. "Demostramos que las metodologías que utilizamos son realmente aplicables, y hemos focalizado en la obtención de este producto por el gran valor agregado que tiene. Además, a nivel mundial, no se ha desarrollado tanto su aplicación", subrayó.
La innovación desarrollada en el grupo de investigación, que emplea radiación de microondas para la obtención de levoglucosenona a partir de material celulósico, fue protegida mediante una solicitud de patente en el INPI en el año 2008. Por otra parte, el grupo de investigación también trabaja en desarrollos sintéticos empleando levoglucosenona como material de partida para la producción de compuestos de interés industrial, en particular en la industria farmacéutica.
Este es el caso de una azúcar raro, denominado D?alal, que según remarcaron los investigadores no es comercialmente asequible, razón por la cual la búsqueda de eficientes métodos de su síntesis son constante motivo de investigación. Por ello, el desarrollo de D?alal sustituido a partir de levoglucosenona, realizado en el grupo de trabajo, fue presentado en una solicitud de patente en el año 2011.
"Es importante que si hay algún grupo de investigación en el mundo que pueda hacer un desarrollo a partir de esa sustancia, nosotros ya hemos desarrollado la tecnología de cómo obtenerlo de forma sustentable", indicó Suárez. El valor de levoglucosenona en el mercado internacional actualmente es entre 200 y 350 dólares el gramo. El laboratorio puede producir hoy 50 gramos por semana, cantidad que satisface las necesidades del grupo de investigación, pero que puede incrementarse.