¿Podría explicar en términos sencillos qué es la nanocelulosa y cuáles son sus principales ventajas en comparación con otros materiales utilizados en la fabricación de adhesivos?
Para comprender la nanocelulosa, primero debemos conocer el origen y la relevancia de la celulosa en nuestra vida diaria. La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales y es el polímero natural renovable y biodegradable más abundante en el mundo. En nuestro país, se extrae industrialmente de árboles de especies de eucalipto. La celulosa es esencial en productos como papel para impresión y escritura, papel higiénico y productos de limpieza, envases y embalajes, además de ser utilizada como aditivo en las industrias alimentaria y farmacéutica, donde actúa como modificador reológico y estabilizador. Este biopolímero puede extraerse de una amplia variedad de plantas, animales y bacterias.
La nanocelulosa se refiere a celulosa con al menos una dimensión en el rango nanométrico, es decir, 100 nm o menos. Según el método de obtención, se distinguen tres tipos de nanocelulosa: nanofibras de celulosa (CNF), nanocristales de celulosa (CNC) y nanocelulosa bacteriana (BC), cada una con propiedades químicas superficiales, grados de cristalinidad y propiedades mecánicas diferentes. Una característica destacada de los CNC es su alto módulo de elasticidad, de aproximadamente 130 GPa, superior al de las fibras de vidrio (70 GPa) y comparable al Kevlar (60-125 GPa). Además, la nanocelulosa es de baja densidad, tiene una alta relación de aspecto, no es tóxica, es biodegradable y puede extraerse de diversas materias primas. Precisamente, sus excelentes propiedades mecánicas y su alta capacidad de modificación química superficial hacen de la nanocelulosa un material ideal para el desarrollo de adhesivos. Tradicionalmente, este biopolímero se ha utilizado como agente de refuerzo en adhesivos para productos de ingeniería en madera con resultados prometedores que muestran un aumento en la cohesión interna. Al ser un aditivo de origen natural, el uso de la nanocelulosa también ofrece ventajas sobre los aditivos sintéticos, favoreciendo el desarrollo de biorrefinerías y promoviendo modelos basados en la bioeconomía.
¿Cuáles son los principales subproductos forestales y agrícolas en Chile que han demostrado ser viables para la obtención de nanocelulosa?
En Chile, se desarrollan diversos proyectos de investigación que buscan valorizar subproductos, anteriormente considerados residuos, de las industrias agrícola y forestal para obtener celulosa y convertirla en nanocelulosa. Prácticamente cualquier material que contenga celulosa puede utilizarse para producir este nanomaterial. El aprovechamiento de estos subproductos conlleva una serie de beneficios, desde la creación de valor hasta la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Esto es particularmente relevante en el contexto de las quemas agrícolas, una estrategia comúnmente utilizada para eliminar rastrojos antes de la siguiente temporada de siembra.
La viabilidad final del proceso depende del análisis de factibilidad económica, que determine la posibilidad de obtener nanocelulosa a un costo razonable. Actualmente, en nuestra facultad, estamos investigando el uso de rastrojos cerealeros, subproductos de la producción de pulpa, jugo y deshidratado de frutas y vegetales, además de residuos forestales. Los resultados preliminares indican que existe un gran potencial para producir nanocelulosa a partir de estos subproductos, que además contienen otros componentes con aplicaciones potenciales en diversas áreas.
En Europa se está imponiendo el concepto de bioeconomía. ¿Qué lecciones clave de estos países considera que Chile debería adoptar para fomentar el desarrollo de biomateriales?
En Europa, el concepto de bioeconomía, que se refiere a una economía basada en el uso sostenible de recursos naturales con mínimo impacto ambiental, se está implementando en respuesta a los desafíos del cambio climático. Los gobiernos están adoptando estas estrategias mediante políticas públicas que promueven la sostenibilidad ambiental, la competitividad económica, y la inclusión social y cohesión territorial. Por lo tanto, la bioeconomía está intrínsecamente vinculada a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). En Chile, las acciones necesarias para definir una estrategia de bioeconomía deben enfocarse en promover la investigación y el desarrollo, la innovación y el emprendimiento, y la valorización de los recursos biológicos. Esto permitirá el acceso a mercados existentes y el desarrollo de nuevos mercados para los biomateriales. Especialmente importante es impulsar la iniciativa para el desarrollo sostenible del sector forestal en nuestro país.
¿Cuál es la importancia de establecer empresas de base científico-tecnológicas en Chile para la creación de productos terminados a partir de la investigación universitaria?
La importancia de establecer empresas de base científico-tecnológicas en Chile está estrechamente vinculada con el impulso de la bioeconomía y el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales. Estas empresas desempeñan un papel fundamental, ya que facilitan la transferencia de conocimiento hacia el mercado, permitiendo que los avances científicos se conviertan en productos y servicios que contribuyan a la sostenibilidad ambiental, la competitividad económica y la inclusión social. Además, al desarrollar tecnologías y productos innovadores, no solo generan empleo y promueven el desarrollo económico, sino que también abordan problemas locales específicos, lo que a su vez, fortalece el ecosistema de innovación del país y contribuye a la implementación de políticas públicas orientadas a la bioeconomía.
