| Cáscaras de maní y arroz: de residuos contaminantes a contribuir con la sustentabilidad como insumos productivos |
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Científicos de la UBA y del Conicet lograron producir biocarbón y bioaceites, que funcionan como enmiendas para suelos e insumos productivos en diversas industrias. La técnica, llamada pirólisis, brinda grandes posibilidades con los descartes del sector agrario, para el mejor cuidado ambiental.
Por Sebastián M. Tamashiro
Fecha de publicación: 31 de octubre 2021, 12:05hs
El biocarbón, producido con la cáscara de maní, y los bioaceites, generados con la de arroz, presentan nuevas soluciones para las industrias alimentaria y farmacéutica, y aportan a la sustentabilidad ambiental. (Foto: INFIQC)
Casi un 25% de la producción de maní y de arroz, que es cáscara, hasta hace un tiempo se quemaba. Pero ahora, gracias al aporte de la ciencia, se convirtieron en productos que contribuyen a lograr un sistema más sustentable.
La investigación, del Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales (INBA/Facultad de Agronomía de la UBA/CONICET), se dio en un contexto donde es cada vez más frecuente que se busque transformar los residuos del campo en productos con nuevas utilidades. De hecho, el sector genera cantidades considerables de estos desperdicios que, si no se tratan, pueden resultar en problemas ambientales.
En este marco, lograron convertir la cáscara de maní en biocarbón para mejorar suelos, y la de arroz en bioaceites para el sector energético y la industria alimentaria. Fue por medio de la pirólisis, una técnica que, en ausencia de oxígeno, calienta y modifica las propiedades de diversos materiales.
“Actualmente, muchas empresas y cooperativas agrícolas están buscando transformar los residuos que generan en insumos para sus cadenas productivas o para otros sectores. Por eso está creciendo mucho el estudio de la pirólisis aplicada al material vegetal. Con esta técnica se pueden conseguir tres productos diferentes: un sólido, el biocarbón, un líquido, el bioaceite, y un gas. Los usos y las propiedades de cada uno dependen de las características y de la cantidad del material que se utilice, y de las condiciones en las que se lleva a cabo la pirólisis; la temperatura es una de las más importantes”, explicó Mariana Silva, investigadora del CONICET en el INBA.
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“Los bioaceites contienen compuestos orgánicos que se extraen, se transforman y se usan en distintas industrias como la alimentaria o la farmacéutica, y en la producción de biocombustibles. Por su parte, los biocarbones tienen aplicaciones muy diversas; son capaces de almacenar energía y hasta de absorber sustancias tóxicas. El uso más difundido es como enmienda de suelos agrícolas, ya que pueden mejorar características del suelo como la retención de agua y de nutrientes, y reducir sus emisiones de metano”, agregó Silva.
Los universos de la cáscara de maní
“La Argentina cosecha aproximadamente un millón de toneladas de maní al año, entre el 80 y 90% se cultiva en la provincia de Córdoba, y exporta casi el 95% de la producción”, afirmó Silva, y añadió que como casi un cuarto de lo que se produce es cáscara, es necesario gestionarla. “Hasta hace algunos años se quemaba a cielo abierto. Esto impactaba negativamente en la salud y en el ambiente. Hoy se usa para generar el gas que alimenta los hornos donde se seca el maní —o sea, como fuente de energía— y como componente de ladrillos o placas de madera para la construcción. Y todavía queda mucha cáscara para valorizar”.
El reactor se utiliza en el proceso para generar biocarbones. (Foto: INFIQC)
En los estudios del INBA se aplicaron diferentes temperaturas de pirólisis para producir biocarbón de cáscara de maní, se analizaron los rendimientos y las características del sólido, y se determinó cuán útil era como enmienda de suelos. Según Silva, “para evaluarlo como enmienda, pusimos el biocarbón en agua, lo dejamos una noche, filtramos el agua y obtuvimos un extracto. Luego, colocamos diferentes concentraciones de ese líquido en recipientes que contenían semillas de lechuga, con el objetivo de evaluar cómo afectaba la germinación y el crecimiento de las plantas. La idea fue investigar los impactos de los compuestos que se liberarían desde el carbón al suelo”.
“Encontramos un notable efecto promotor del crecimiento en las plantas de lechuga. Las raíces y los tallos crecieron entre un 50 y un 100% más que las plantas que recibieron sólo agua”, detalló Mariana. Estos resultados están publicados en la revista científica Springer Nature, en co/autoría con Ana Scopel y Laura Moyano, investigadoras del INBA y de la Universidad Nacional de Córdoba, respectivamente.
El biocarbón, efectivamente, liberó al agua compuestos que estimulan el crecimiento vegetal. “Aún nos falta aislar el compuesto y hacer ensayos específicos. Nuestros resultados abren una gran puerta para usar la cáscara de maní como enmienda para suelos. En el laboratorio trabajamos con un horno tubular de 50 cm de largo y 60 cm de diámetro, y con 1 gramo de material biológico, pero es posible llevar la pirólisis a escalas más grandes. Si bien requiere una inversión inicial en hornos, no es un proceso costoso de mantener”, puntualizó Mariana.
Placas petri con biocarbón. (Foto: INBA)
La cáscara de arroz y los bioaceites
En relación con el cultivo de arroz, Silva comentó que en nuestro país se producen 1,6 millones de toneladas al año, principalmente en la Región Litoral, y que el 20% de ese peso son cáscaras que, en general, se queman y liberan Gases con Efecto Invernadero (GEI). Además, advirtió que las cenizas generadas pueden representar un problema ambiental si no se gestionan de forma adecuada. A nivel global, cada año se producen 700 millones de toneladas de arroz que implican más de 140 millones de toneladas de cáscaras. Para abordar este tema, distintos estudios buscan transformarlas en distintos insumos productivos. Silva y el equipo de Moyano empezaron a trabajar en cáscara de arroz con la meta de generar bioaceites por medio de la pirolisis.
“El objetivo del estudio que publicamos en Journal of Analytical and Applied Pyrolysis fue producir bioaceite rico en compuestos de carbono, que con cierto procesamiento sirven como insumo para diferentes industrias”, indicó Mariana. Para ello, aplicaron distintas temperaturas a las cáscaras de arroz y observaron qué compuestos y utilidades tenía el aceite que surgía. Se centraron en la búsqueda de levoglucosan, un azúcar que se emplea mucho en las industrias farmacéutica y alimentaria, y también para elaborar biocombustibles.
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Silva destacó que lograron producir un bioaceite de alta calidad. “El 90% del aceite estaba compuesto por levoglucosan, el azúcar que queríamos. Los resultados nos permiten pensar en una amplia gama de productos que se podrían obtener y nuevas líneas de trabajo para desarrollar”.
“Hoy en día se estudia mucho la pirólisis por las numerosas posibilidades que brinda”, dijo Silva. Y concluyó: “Con mis líneas de investigación me gustaría contribuir al ambiente y encontrar la forma de ‘cerrar ciclos’ en la producción agrícola. Además, en la Universidad de York, en el Reino Unido, pude trabajar con green chemistry, o química verde, para elaborar plásticos biodegradables a partir de algas. Este tipo de estudios podrían ayudar a reducir los diversos problemas ambientales que tenemos en el presente”.
El autor pertenece a Sobre la Tierra, del Área de Divulgación Científica y Tecnológica de la Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA). |
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