Se ha desarrollado una nueva técnica para extraer pequeñas hebras de celulosa del estiércol de vaca y convertirlas en celulosa de calidad industrial, que actualmente se utiliza para hacer de todo, desde mascarillas quirúrgicas hasta envases de alimentos.
Investigadores de la UCL y la Universidad Napier de Edimburgo han desarrollado una nueva técnica para extraer pequeñas hebras de celulosa del estiércol de vaca y convertirlas en celulosa de calidad industrial, que actualmente se utiliza para hacer de todo, desde mascarillas quirúrgicas hasta envases de alimentos.
Este avance representa la primera vez que se obtiene celulosa de calidad industrial a partir de desechos animales y es un excelente ejemplo de economía circular, que tiene como objetivo minimizar los desechos y la contaminación reutilizando y readaptando recursos siempre que sea posible.
Los investigadores dicen que la implementación de la tecnología sería una situación beneficiosa para todos: los fabricantes, los productores lecheros y el medio ambiente.
La celulosa es uno de los materiales de fabricación más utilizados en el mundo. Presente de forma natural en las paredes celulares de las plantas, se empleó por primera vez para crear materiales sintéticos a mediados del siglo XIX , incluyendo el celuloide, el material original de la película fotográfica.
Hoy en día se encuentra en todo, desde film transparente hasta mascarillas quirúrgicas, productos de papel, textiles, alimentos y productos farmacéuticos. Si bien se puede extraer orgánicamente, también se suele producir sintéticamente utilizando sustancias químicas tóxicas.
El hilado presurizado (o giro presurizado) es una tecnología de fabricación que utiliza simultáneamente las fuerzas de presión y rotación para hilar fibras, perlas, cintas, mallas y películas a partir de un chorro líquido de materia blanda. Esta tecnología, galardonada en múltiples ocasiones, fue inventada en 2013 por un equipo de Ingeniería Mecánica de la UCL, dirigido por el profesor Mohan Edirisinghe.
El profesor Edirisinghe, autor principal del estudio, afirmó: «Nuestra pregunta inicial fue si sería posible extraer los diminutos fragmentos de celulosa presentes en el estiércol de vaca, que sobra de las plantas que los animales han comido, y transformarlos en materiales de celulosa de calidad industrial».
Extraer los fragmentos del estiércol fue relativamente sencillo mediante reacciones químicas suaves y homogeneización, que luego convertimos en una solución líquida. Pero cuando intentamos convertir los fragmentos en fibras mediante tecnología de hilado a presión, no funcionó.
Mediante un proceso de ensayo y error, descubrimos que usar un recipiente horizontal en lugar de uno vertical con boquillas superficiales e inyectar el chorro de líquido en agua, ya sea estancada o en movimiento, provocaba la formación de fibras de celulosa. Posteriormente, pudimos modificar la consistencia del líquido para crear otras formas, como mallas, películas y cintas, cada una con diferentes aplicaciones de fabricación.
Todavía no estamos del todo seguros de por qué funciona el proceso, pero lo importante es que funciona. Además, será bastante fácil ampliarlo utilizando la tecnología de hilado presurizado existente, cuyos recipientes se diseñaron y construyeron en el taller de Ingeniería Mecánica de la UCL.
La nueva técnica, denominada hilado presurizado con boquilla horizontal, es un proceso energéticamente eficiente que no requiere los altos voltajes de otras técnicas de producción de fibra, como el electrohilado.
El equipo afirma que adaptar las máquinas de hilado presurizado existentes al nuevo proceso debería ser relativamente sencillo. El mayor desafío probablemente resida en la logística de obtención y transporte de la materia prima, el estiércol de vaca, pero los beneficios ambientales y comerciales serían considerables.
La Sra. Yanqi Dai, primera autora del estudio de Ingeniería Mecánica de la UCL, afirmó: «Los residuos de las granjas lecheras, como el estiércol de vaca, representan una amenaza para el medio ambiente y los seres humanos, especialmente por la contaminación de las vías fluviales, la liberación de gases de efecto invernadero a la atmósfera durante su descomposición y la propagación de patógenos. Además, su correcta eliminación suele representar una carga para los ganaderos».
El hilado horizontal con boquillas presurizadas podría suponer un gran impulso para la industria lechera mundial, al aprovechar este residuo problemático y, quizás, generar una nueva fuente de ingresos.
El equipo de investigación está buscando actualmente oportunidades para trabajar con productores lecheros para aprovechar la tecnología y ampliarla.
Los desechos animales son un problema creciente a nivel mundial. Una investigación realizada en 2019 estimó que la cantidad de desechos animales aumentará un 40 % entre 2003 y 2030, alcanzando al menos cinco mil millones de toneladas. Muchas granjas producen más estiércol del que pueden utilizar legítimamente como fertilizante. Estos desechos suelen llegar al agua, donde pueden tener efectos devastadores en los ecosistemas e incluso provocar enfermedades en los seres humanos.
La investigación sobre hilado presurizado de núcleos en la UCL fue posible gracias a subvenciones otorgadas por UK Research and Innovation (UKRI).
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por University College London.
Referencia de la revista :
- Yanqi Dai, Dongyang Sun, Dominic O’Rourke, Sasireka Velusamy, Senthilarasu Sundaram, Mohan Edirisinghe. Aprovechamiento de residuos de estiércol vacuno para la extracción de nanocelulosa y la fabricación sostenible de pequeñas estructuras . Journal of Cleaner Production , 2025; 509: 145530 DOI: 10.1016/j.jclepro.2025.145530
