En el contexto de la sostenibilidad y la difusión de nuevos materiales biológicos para su uso en diversos sectores industriales, en los últimos años ha habido un interés creciente por la lignina, el biopolímero, después de la celulosa, más presente en la Tierra. Presente en las paredes celulares de la madera, es un material ampliamente disponible y de bajo coste que presenta características peculiares que hacen interesante su uso en productos de pintura.
Discutimos los avances de la investigación universitaria sobre los posibles usos de la lignina con Claudia Crestini, profesora titular de Química General e Inorgánica en la Universidad Cà Foscari de Venecia desde 2019.
GC – ¿Por qué la lignina es un material de interés para la investigación universitaria?
CC – La lignina es un biopolímero presente en las plantas con interesantes características antioxidantes, fotoprotectoras y antimicrobianas. Por ejemplo, protege la madera de ataques de microorganismos como hongos y bacterias, de insectos y de la radiación solar.
La madera se utiliza ampliamente en la industria como material sostenible y tiene la lignina como principal residuo de procesamiento.
La industria del papel y del embalaje produce enormes cantidades de lignina como material de desecho que sólo se reutiliza parcialmente quemándola y obteniendo energía utilizada por las empresas.A pesar de utilizarse como fuente de calor, todavía quedan enormes cantidades de lignina por eliminar. Se está buscando un mercado para este material barato y ampliamente disponible. También se encuentra como residuo en el procesamiento de biocombustibles.
Para comprender su enorme disponibilidad, basta pensar que a partir de un litro de biocombustible producido se genera medio kilo de lignina. Siempre me he ocupado de la valorización de residuos de producción a base de madera y materiales celulósicos y la lignina es el material adecuado para el desarrollo de una cadena de suministro sostenible.
Como laboratorio de investigación de la Universidad de Venecia, nos ocupamos de la química y la ciencia de los materiales de la lignina en 360 grados, a partir de estudios fundamentales de naturaleza estructural y el desarrollo de métodos analíticos, intentamos comprender cómo hacer que este material sea más compatible. con otras matrices también polímeros para ser incluidos en formulaciones con otros productos y estudiar sus posibles aplicaciones industriales.
¿Colaboras con el mundo empresarial para tus proyectos?
CC – Colaboramos mucho con empresas privadas gracias a nuestro enfoque que tiende a buscar soluciones prácticas para ser explotadas en entornos industriales.
Interactuamos tanto con grupos multinacionales como con pequeñas y medianas empresas para el desarrollo de productos y materiales innovadores.
Desde hace veinte años colaboramos con un conocido grupo multinacional que produce productos para la persona y el hogar (detergentes y cosméticos), y con una multinacional para el desarrollo de neumáticos a partir de lignina.
Estamos colaborando con un importante grupo italiano para reutilizar la lignina que se desecha en sus procesos de fabricación de biocombustibles para la producción de bioplásticos degradables.
¿Cómo se puede explotar industrialmente el uso de la lignina?
CC – El gran problema del uso de la lignina es su mala compatibilidad con las matrices, lo que se traduce en una fuerte incompatibilidad con las sustancias que componen la formulación de una pintura, por ejemplo.
La lignina tiene una polaridad intermedia entre la del agua y los disolventes orgánicos, por lo que es poco soluble en la mayoría de los disolventes utilizados en la producción de pinturas.
El grupo de investigación que sigo se ha enriquecido sumando ingenieros de materiales y químicos especializados en nanoestructuras y fotoquímica para ampliar los campos de aplicación.
Esto nos ha permitido desarrollar procesos de bajo coste para crear nanodispersiones de lignina estables, solubles en agua y disolventes orgánicos y con propiedades atóxicas.
De este modo, la lignina nanoestructurada se puede dispersar en agua, generando una resina real que se utilizará en las formulaciones de productos de pintura a base de agua.
¿Han desarrollado ya proyectos para utilizar lignina en productos de pintura?
CC – Participamos en un proyecto de investigación europeo llamado Bioclean para formular recubrimientos con lignina destinados a embarcaciones con características antifouling para reducir el impacto nocivo de los metales y sustancias tóxicas presentes en estas pinturas.
Actualmente estamos colaborando con una gran multinacional para el desarrollo de recubrimientos de uso alimentario, para explotar otra característica importante de la lignina, ser una sustancia comestible.
La lignina es un material biológico no tóxico y, por tanto, adecuado para recubrimientos que entran en contacto con alimentos.
Queremos explorar la posibilidad de crear pinturas funcionalizadas «inteligentes» anticorrosivas, autorreparadoras y desinfectantes para entornos hospitalarios aprovechando la capacidad de insertar ingredientes activos en partículas de lignina nanodispersas que pueden liberarse lentamente con el tiempo.
¿Cómo se están desarrollando las cuestiones de sostenibilidad en las colaboraciones entre la investigación académica y el mundo empresarial?
CC – La sostenibilidad tiene un costo, algunos países como los del norte de Europa invierten mucho en estos temas.La difusión de una cultura generalizada que apoye el cambio es la base de este proceso, nosotros como universidades intentamos poner de nuestra parte.
La química que alguna vez se consideró «fea, mala y contaminante» ahora, gracias también a las nuevas generaciones, se evalúa de manera diferente, mientras intentamos activamente cambiar los procesos existentes en la dirección de una sostenibilidad ambiental eficiente.
En este sentido, sin embargo, se requiere un mayor compromiso por parte de las empresas y los políticos, que, con el uso de disposiciones legislativas adecuadas, deben poner a las empresas, especialmente a las medianas y pequeñas, en condiciones de cambiar los procesos de producción y los productos, un cambios que de otro modo nunca podrían afrontar.
También debería fomentarse el uso de financiación europea, que ayuda enormemente a la difusión de proyectos vinculados a la sostenibilidad. La comunicación entre empresas y universidades debe mejorar para que el potencial ofrecido a las empresas sea claro y utilizable para el desarrollo de proyectos nuevos e innovadores.
Las empresas ilustradas, incluso las pequeñas, con una visión clara del futuro, colaborando con el mundo universitario, pueden conseguir grandes cosas incluso partiendo de cero. Y esto se consigue aprovechando las herramientas de soporte.
Es necesario mejorar las relaciones empresa-universidad también mediante la búsqueda de un vocabulario común capaz de comprender las necesidades de todas las partes implicadas para obtener resultados prácticos que, desde las aulas y laboratorios universitarios, conduzcan a la creación de productos que se pondrán en el mercado.
Entrevista de Giovanni Cicatiello
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