Cener | De los residuos a tu cocina

Compromiso de Cener con la sostenibilidad

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¿Sabías que en Navarra existe un centro de investigación dedicado a encontrar formas más limpias y sostenibles de producir energía y productos?

Se llama CENER, el Centro Nacional de Energías Renovables, y desde su sede en Sarriguren trabaja cada día para acelerar la transición hacia un modelo energético que no dañe el planeta. Su actividad abarca tecnologías tan diversas como la energía eólica, la solar, la biomasa, el hidrógeno y la eficiencia energética, siempre con un mismo objetivo: reducir la dependencia de los combustibles fósiles y cuidar el medio ambiente. Pero CENER no solo investiga fuentes de energía limpias: también explora cómo aprovechar residuos industriales para obtener productos de alto valor.

Una de las áreas más innovadoras de este trabajo es la biorrefinería, entendida como un modelo que permite convertir materias orgánicas que normalmente se desechan en productos útiles para la industria, la alimentación o la farmacia. En ese campo trabaja el Centro de Biorrefinería y Bioenergía (BIO2C), donde nació el proyecto que te contamos a continuación.

El problema de los residuos industriales

imagen residuos industriales

Las fábricas generan enormes cantidades de residuos cada vez que fabrican un producto. En muchos casos, esos residuos se queman, se vierten o simplemente se acumulan sin que nadie sepa bien qué hacer con ellos. Esto supone un doble problema: por un lado, contamina el entorno; por otro, se desperdicia material que podría tener un valor enorme si se supiera cómo aprovecharlo.

La industria papelera es un ejemplo muy claro. Cuando se fabrica papel, solo se utiliza una parte de la madera: la celulosa. El resto, principalmente una sustancia llamada lignina, acaba en un líquido residual conocido como licor negro. Aunque en algunos casos se quema para generar calor dentro de la propia fábrica, se trata de una solución poco eficiente que no aprovecha todo el potencial de este material. El reto, por tanto, está en convertir ese residuo en un recurso. Y ahí es donde entra la ciencia.

¿Qué es la vainillina?

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Si alguna vez has comido un helado de vainilla, un trozo de chocolate o unas galletas, es muy probable que hayas ingerido vainillina. Se trata del compuesto químico responsable del inconfundible aroma y sabor a vainilla, y es uno de los aromatizantes más utilizados en el mundo, presente en alimentos, bebidas, perfumes y medicamentos.

Orquídea Vanilla planifolia

En estado natural, la vainillina se extrae de la orquídea Vanilla planifolia, una planta originaria de México. Sin embargo, su cultivo es lento, caro y geográficamente limitado, por lo que no puede satisfacer por sí sola la demanda mundial, que supera las 20.000 toneladas al año. Para cubrir esa demanda, la industria fabrica vainillina de forma sintética, principalmente a partir del guayacol, un derivado del petróleo.

Este proceso petroquímico es eficaz, pero tiene un inconveniente evidente: depende de un recurso no renovable y genera una huella de carbono considerable. Por eso, la búsqueda de alternativas más sostenibles para producir vainillina es hoy una prioridad científica.

La pulpa de celulosa y su residuo: la lignina Kraft

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Para fabricar papel, las industrias papeleras trituran y tratan madera (habitualmente pino o eucalipto) con sustancias químicas a alta temperatura. Este proceso, conocido como proceso Kraft, separa las fibras de celulosa (el ingrediente principal del papel) del resto de componentes de la madera. Uno de esos componentes es la lignina, la sustancia que actúa como «pegamento» natural entre las células vegetales y que da resistencia a los árboles.

Durante el proceso Kraft, la lignina se disuelve y queda mezclada con los productos químicos empleados, formando el llamado licor negro. Aunque el licor negro suele quemarse para recuperar energía y los reactivos de cocción, existe una fracción de lignina (la lignina Kraft) que puede precipitarse y recuperarse como un subproducto sólido. Esta lignina es renovable, abundante y, como veremos, esconde en su estructura molecular un secreto muy aromático.

El proyecto de CENER: vainillina a partir de residuos de papel

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Los investigadores del equipo BIO2C de CENER se preguntaron si era posible producir vainillina aprovechando precisamente esa lignina Kraft que la industria papelera genera como residuo. La respuesta, tras cinco años de trabajo en equipo con financiación del Gobierno de Navarra, fue sí. El proyecto, denominado ‘KL Vainillina‘, tiene como objetivo demostrar que la lignina Kraft puede ser una materia prima válida para producir vainillina de origen renovable, en lugar del guayacol petroquímico que se usa habitualmente.

¿Por qué es posible esto?

Porque la estructura molecular de la lignina contiene ya, de forma natural, los bloques químicos necesarios para construir la molécula de vainillina. Lo que hace falta es romper esa gran estructura con un proceso de oxidación controlado, usando oxígeno a temperatura y presión moderadas,  para liberar la vainillina.

En el laboratorio de CENER se ha trabajado para optimizar esta reacción química a escala de laboratorio (entre 0,5 y 1 litro), y para escalar el proceso a una producción piloto de entre 1 y 2 litros de solución por hora, utilizando lignina Kraft real suministrada directamente por la industria papelera.

Las ventajas de este enfoque son enormes. En primer lugar, se convierte un residuo industrial, que normalmente se quema, en un producto de alto valor. En segundo lugar, se reduce la dependencia del petróleo en la fabricación de un aromatizante de uso cotidiano. Y en tercer lugar, según datos de investigación en este campo, la huella de carbono de la vainillina obtenida a partir de lignina puede ser hasta un 90 % menor que la de la vainillina fabricada a partir de guayacol petroquímico.

Se trata, en definitiva, de un ejemplo muy concreto de lo que los científicos llaman economía circular: transformar un residuo en un recurso, cerrar el ciclo y no desperdiciar lo que la naturaleza ya nos ha dado.

La próxima vez que huelas una galleta recién horneada, recuerda: detrás de ese aroma podría estar el trabajo de un equipo de científicos que decidió que los residuos también merecen una segunda oportunidad.