Bolsas de papel más resistentes, reutilizadas repetidamente y recicladas para biocombustible, podrían ser el futuro
Mientras el mundo busca formas de reducir el uso de plásticos como las bolsas de plástico de un solo uso, un novedoso estudio de investigadores de Penn State demuestra un proceso para hacer más resistentes las bolsas de papel -especialmente cuando se mojan- para convertirlas en una alternativa más viable.
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El estudio sugiere un proceso para crear bolsas de papel lo suficientemente duraderas como para ser utilizadas varias veces y luego descomponerse químicamente mediante un tratamiento alcalino para ser utilizadas como fuente para la producción de biocombustibles, según el investigador Daniel Ciolkosz, profesor investigador asociado de ingeniería agrícola y biológica.
"Cuando termina el uso primario de estos productos de papel, utilizarlos para fines secundarios los hace más sostenibles", dijo. "Reciclar y reducir los residuos de papel también ayuda a reducir el total de residuos sólidos destinados a los vertederos. Es un concepto que creemos que la sociedad debería tener en cuenta".
El investigador principal, Jaya Tripathi, que se graduará en Penn State esta primavera con un doctorado en sistemas biorenovables y ha aceptado un puesto en el Joint BioEnergy Institute de California, ideó un proceso innovador en el que la celulosa del papel se torrefacta, o se tuesta en un ambiente privado de oxígeno, para aumentar enormemente su resistencia a la tracción cuando se moja.
Las bolsas de papel son una alternativa popular a las bolsas de plástico para reducir el impacto ambiental causado por el uso de plásticos, explicó, pero las bolsas de papel tienen una vida útil corta debido a su baja durabilidad, especialmente cuando están mojadas. Y una bolsa de papel debe reutilizarse varias veces para reducir su potencial de calentamiento global por debajo del de la bolsa convencional de polietileno de alta densidad, añadió Tripathi.
"La reutilización se rige principalmente por la resistencia de la bolsa, y es poco probable que una bolsa de papel típica pueda reutilizarse el número de veces necesario debido a su escasa durabilidad al mojarse", dijo. "El uso de procesos químicos caros para aumentar la resistencia en húmedo disminuye las características ecológicas y rentables del papel para su aplicación comercial, por lo que es necesario explorar técnicas no químicas para aumentar la resistencia en húmedo de las bolsas de papel. La torrefacción podría ser la respuesta".
Como la torrefacción disminuía el rendimiento de glucosa en el papel, lo trató después con una solución de hidróxido de sodio, también conocida como lejía o sosa cáustica, que aumentó su rendimiento de glucosa, convirtiéndolo en una mejor fuente para la producción de biocombustible.
En los resultados publicados recientemente en Resources, Conservation and Recycling, los investigadores informaron de que, utilizando papel de filtro como medio, la resistencia a la tracción en húmedo del papel aumentó en un 1.533%, 2.233%, 1.567% y 557% tras la torrefacción durante 40 minutos a 392 grados Fahrenheit, 428 F, 464 F y 500 F, respectivamente.
El rendimiento de glucosa disminuyó al aumentar la severidad de la torrefacción, pero tras tratar las muestras de papel torrefactado con una solución alcalina de hidróxido de sodio, el rendimiento de glucosa aumentó, señalaron los investigadores. Por ejemplo, el rendimiento de glucosa del papel de filtro crudo fue de 955 mg/g de sustrato, mientras que fue de 690 mg/g de sustrato para la misma muestra de papel torrefactada a 392 F. El rendimiento de glucosa aumentó a 808 y 933 mg/g de sustrato con un tratamiento alcalino del 1% y el 10%, respectivamente.
La necesidad de un concepto como el demostrado por los investigadores para sustituir las bolsas de plástico es obvia, señaló Tripathi. Según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, cada año se producen en el mundo 5 billones de bolsas de plástico. Estas bolsas pueden tardar hasta 1.000 años en desintegrarse por completo. Los estadounidenses tiran 100.000 millones de bolsas al año, lo que equivale a verter casi 12 millones de barriles de petróleo crudo.
"Cambiando a bolsas de la compra de papel más resistentes y reutilizables, podríamos eliminar gran parte de esos residuos", afirma Tripathi. "Las implicaciones de una tecnología como la que demostramos en esta investigación -si se consigue perfeccionar-, incluido el uso de las bolsas gastadas como sustrato para la producción de biocombustible, serían enormes".
Como ocurre con muchos descubrimientos científicos, Tripathi se enteró de la sinergia de la torrefacción y el tratamiento alcalino para aumentar la capacidad del papel por accidente.
"Estaba investigando otra cosa, estudiando cómo influye la torrefacción en la celulosa para obtener glucosa y utilizarla como sustrato de biocombustible", explica. "Pero me di cuenta de que la resistencia del papel aumentaba a medida que torrefaccionábamos la celulosa. Eso me hizo pensar que probablemente sería bueno para envases, una aplicación totalmente distinta".
Contribuyó a la investigación Daniel Sykes, profesor de química.
Esta investigación contó con el apoyo del Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura del Departamento de Agricultura de Estados Unidos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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