La producción de papel convencional presenta graves problemas ambientales como la contaminación del aire y del agua, el cambio climático, el desbordamiento de los vertederos y la tala indiscriminada.
Las fábricas de pulpa y papel contribuyen a la contaminación del aire, el agua y la tierra. El papel y el cartón desechados constituyen aproximadamente el 26% de los residuos sólidos sólidos municipales en vertederos.
En todo el mundo, la industria de la celulosa y el papel es el quinto mayor consumidor de energía, representando el 4 por ciento de todo el uso de energía en el mundo. Más de 4 mil millones de árboles o el 35 por ciento del total de árboles cortados en todo el mundo se utilizan en las industrias del papel.
Para contrarrestar esta problemática, un grupo de investigadores creó una forma para producir papel a partir del excremento de animales.
El excremento de animales es un material que funciona como fuente de celulosa para la fabricación de papel en países donde los árboles escasean o en los que están cambiando la forma de crear papel.
En regiones con un alto volumen de ganadería, reciclar el estiércol para crear productos de papel podría ser una unidad de negocio económica y ecológica; a la vez que se hace un manejo apropiado de los desperdicios agrícolas.
Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Viena, Austria y presentado en la 255ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society (ACS). -la sociedad científica más grande del mundo- muestra grandes avances en cuestiones de aprovechamiento de excremento animal.
La idea del proyecto nació en Creta, cuando el Dr. Alexander Bismarck, Ph.D., notó que las cabras comían pasto seco de verano. “...Me di cuenta de que lo que sale al final es materia vegetal parcialmente digerida, por lo que debe haber celulosa allí...", recuerda. Bismarck.
"...Los animales consumen biomasa de baja calidad que contiene celulosa, la mastican y la exponen a enzimas y ácido en el estómago y luego producen estiércol. Dependiendo del animal, hasta el 40 por ciento de ese estiércol es celulosa, por lo tanto, se necesita mucha menos energía y menos tratamientos químicos para convertir este material parcialmente digerido en nanofibras de celulosa, en comparación con comenzar con la madera en bruto…”, conjeturó Bismarck.
Bismarck estuvo trabajando con estiércol de cabra, posteriormente junto con su posdoctorado Andreas Mautner y los estudiantes Nurul Ain Kamal y Kathrin Weiland comenzaron a realizar pruebas con el estiércol de caballos, vacas y finalmente, elefantes.
“...El suministro de materia prima es sustancial: los parques en África que albergan cientos de elefantes producen toneladas de estiércol todos los días. Igualmente las granjas con ganado en Estados Unidos y Europa producen montañas de estiércol…”, según Mautner.
Los investigadores trataron el estiércol con una solución de hidróxido de sodio la cual eliminó la lignina, que puede usarse posteriormente como fertilizante o combustible, así como otras impurezas, incluidas las proteínas y las células muertas.
Para eliminar completamente la lignina y producir pulpa blanca para hacer papel, el material debe blanquearse con hipoclorito de sodio. La celulosa purificada requiere poco o ningún triturado para descomponerla en nanofibras en preparación para su uso en papel, a diferencia de los métodos convencionales.
"...Se necesita mucha energía para moler la madera y hacer nanocelulosa, pero con el estiércol como material de partida se puede reducir el número de pasos que necesita realizar, simplemente porque el animal ya masticó la planta y la atacó con ácido y enzimas; así que se produce nanocelulosa con las mismas o incluso mejores propiedades que la nanocelulosa de la madera, con menor consumo de energía y químicos...", dice Mautner.
De acuerdo con Bismarck, el nanopapel derivado del estiércol podría usarse como papel convencional para escribir o para otras aplicaciones, tales como refuerzo para poliméricos o filtros que pueden limpiar las aguas residuales antes de que se descarguen al medio ambiente.
El equipo también están investigando si el proceso puede hacerse aún más sostenible, primero produciendo biogás a partir de estiércol y luego extrayendo fibras de celulosa del residuo. El biogás, que en su mayoría es metano y dióxido de carbono, puede usarse como combustible para generar electricidad o calor.
El trabajo fue apoyado por el Servicio de Intercambio Académico de Austria, el Departamento de Ciencia y Tecnología en Sudáfrica, Europa 2020, el Ministerio de Educación de Malasia, la Universidad de Viena y el Zoológico de Viena.
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Vía: American Chemical Society Imagen: Poopoo Paper