O estudo foi realizado pola enxeñeira técnica agrícola Elena Domínguez
Unha tese afonda no potencial da madeira de paulonia para a produción de bioetanol
Nela analiza varias posibilidades de pretratamento da materia prima procedente desta árbore
“A valorización integral da madeira de paulonia, unha prometedora biomasa de rápido crecemento, con especial atención á produción de bioetanol, seguindo esquemas de biorrefinería”. Este foi o obxectivo da tese de doutoramento da enxeñeira técnica agrícola Elena Domínguez, na que analiza a potencialidade de varias posibilidades de pretratamento da materia prima procedente desta árbore.
A tese foi presentada este curso académico na Facultade de Ciencias do campus de Ourense baixo a dirección de Aloia Romaní e Gil Garrote e foi desenvolvida no Grupo de Investigación BV1 Planta, Solo e Aproveitamento de Subprodutos, do Departamento de Enxeñaría Química da Universidade de Vigo. No seu traballo, explica a xa doutora, “estudouse o fraccionamento da madeira de paulonia mediante o emprego de diferentes pretratamentos respectuosos co medio ambiente para o aproveitamento integral de todas as fraccións que a compoñen (celulosa, hemicelulosa e lignina)”. Tamén, engade, estudouse a produción de bioetanol a partir das fraccións celulósica e hemicelulósica e caracterizouse a lignina procedente dos distintos pretratamentos.
Árbore de crecemento rápido
O interese neste eido, comenta Elena Domínguez, xorde no marco da emerxencia de temas como a economía circular, que aposta polo aproveitamento de recursos para reducir ao mínimo a xeración de residuos, e a biorrefinería, o uso de biocombustibles líquidos ou biocarburantes como substitutos dos carburantes derivados do petróleo empregados no transporte. “Entre as materias primas que se poden utilizar para a obtención de biocombustibles cabe destacar os materiais lignocelulósicos, que son materias primas que non teñen impacto algún na cadea alimentaria”, sinala. Así, indica a enxeñeira técnica agrícola, na súa tese “resultan de especial interese os cultivos enerxéticos forestais”, os cultivos leñosos de rotación curta para a obtención con fins enerxéticos da maior biomasa posible por unidade de superficie e tempo.
Na súa tese Elena Domínguez centrouse na paulonia, concretamente nas especies Paulonia tomentosa e o dihíbrido Paulonia elongata x fortunei. “A paulonia é unha árbore caducifolia de rápido crecemento, de madeira dura que procede de Asia, moi utilizada para reforestación e para abastecemento de madeira. Estase empezando a introducir en España debido ao seu rápido crecemento e versatilidade, xa que pode ser utilizada para recuperar solos degradados”, comenta a egresada da Universidade de Vigo. Desde un punta de vista económico, detalla, esta especie fai “un uso óptimo dos recursos dispoñibles e a súa capacidade de crecemento é das máis elevadas entre as distintas especies arbóreas, polo que a xeración de biomasa é moi alta en comparación con outras especies”. Como exemplo indica como cada árbore de paulonia é capaz de producir un metro cúbico de madeira á idade de entre cinco e sete anos.
Dúas estratexias
No seu estudo, a investigadora sinala como se propoñen varias estratexias de pretratamento da materia prima obtida desta árbore. “O principal reto na produción de etanol a partir de biomasa lignocelulósica é o pretratamento e hidrólise da materia prima. Un pretratamento efectivo desempeña un papel clave no éxito do proceso, xa que se considera o primeiro paso dunha biorrefinería e, polo tanto, inflúe nas etapas posteriores da produción de biocombustibles”, subliña Domínguez.
A primeira estratexia proposta na súa tese está baseada na aplicación de tratamentos de autohidrólise, para obter altas cantidades de derivados hemicelulósicos de alto valor engadido na fase líquida e unha fase sólida máis susceptible ao ataque enzimático de cara á conversión do glucano a glucosa para a súa posterior conversión en bioetanol mediante fermentación. “Este estudo realizouse cunha única etapa de autohidrólise onde se viu que é posible obter ambos obxectivos, pero non de modo simultáneo”, apunta Elena Domínguez. Co fin de aproveitar tanto a fracción celulósica como a hemicelulósica e de evitar a perda de compoñentes, engade, estudouse un esquema con dúas etapas de autohidrólise consecutivas e “obtivéronse excelentes resultados con esta combinación”.
A segunda estratexia centrouse no aproveitamento da lignina, utilizando como tratamento base a deslignificación organosolv, “que persigue eliminar a máxima cantidade de lignina para aumentar a susceptibilidade enzimática do sólido resultante, empregando ácido fórmico como axente principal e ácido clorhídrico como catalizador”. A combinación de autohidrólise e Formiline, detalla, resultou moi axeitada para o fraccionamento de madeira de paulonia, permitindo obter sobre un 90% de compostos derivados hemicelulósicos no licor despois da autohidrólise, unha fase sólida cunha deslignificación do 70% e un contido en glucano de ata o 90% despois do proceso combinado.