Las enzimas celulasas y xilanasas, mezcladas en distintas proporciones, pueden actuar tanto en la refinación de la fibra virgen de celulosa como en la de celulosa proveniente del papel reciclado (imagen: Wikimedia Commons)
La biotecnología puede bajar los costos de la producción de papel
Las enzimas producidas por la startup brasileña Verdartis generan una disminución de alrededor del 30% en el consumo de energía en la etapa de refinación
La biotecnología puede bajar los costos de la producción de papel
Las enzimas producidas por la startup brasileña Verdartis generan una disminución de alrededor del 30% en el consumo de energía en la etapa de refinación
Las enzimas celulasas y xilanasas, mezcladas en distintas proporciones, pueden actuar tanto en la refinación de la fibra virgen de celulosa como en la de celulosa proveniente del papel reciclado (imagen: Wikimedia Commons)
Por Suzel Tunes | FAPESP Investigación para la Innovación - Con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) y del Programa de Apoyo a la Investigación en Empresas (PAPPE-Subvención) de la FAPESP, la empresa brasileña Verdartis, especializada en biotecnología, ha desarrollado un proceso de producción de enzimas (proteínas que cumplen la función de catalizadoras) capaces de dotar de una mayor sostenibilidad al proceso de refinación de la celulosa, al llevar a una disminución de los impactos ambientales de la producción de papel.
Marcos Lourenzoni y Álvaro de Baptista Neto, investigadores y socios de la empresa, instalada en el Centro de Negocios del Parque de Innovación y Tecnología Supera, en la localidad de Ribeirão Preto, estado de São Paulo, explican que, en la producción de papel, la pasta de celulosa obtenida mediante el proceso fisicoquímico Kraft con base en restos de madera pasa por refinadores que provocan alteraciones estructurales en las fibras y las vuelve más flexibles. Este proceso es mecánico, por eso insume una considerable cantidad de energía eléctrica. La acción de las enzimas ayuda a degradar las fibras de celulosa, acelera el proceso y disminuye el consumo de energía eléctrica que requiere la producción.
De acuerdo con una evaluación realizada en el Laboratorio de Celulosa y Papel de la Universidad Federal de Viçosa (UFV), en el estado brasileño de Minas Gerais, la mezcla de las enzimas producidas por Verdartis genera una disminución de alrededor del 30% en el consumo de energía que se gasta en la etapa de refinación.
La startup concluyó el proyecto PIPE en abril de 2017, llegando al desarrollo del proceso productivo de variantes mejoradas de enzimas celulasas y xilanasas que, mezcladas en distintas proporciones, pueden actuar tanto en la refinación de la fibra virgen de celulosa como en el refino de celulosa proveniente de papel reciclado.
Según Lourenzoni, el plan consiste en requerir el apoyo de la FAPESP también para el desarrollo del escalonamiento de la producción. El objetivo de los socios consiste en sacar al mercado una alternativa nacional a las enzimas producidas en el exterior. “Existe una alta demanda de este producto y no hay producción nacional: las enzimas que se utilizan actualmente son importadas”, dice De Baptista Neto.
Lourenzoni explica que el proceso de refinación depende del tipo de papel que se desee obtener y del tipo de madera utilizada en su producción. En este último aspecto, el uso de enzimas producidas fuera de Brasil trae aparejado un problema: se las desarrolla para un proceso de fabricación en el cual se utiliza madera de coníferas, mientras que en Brasil la especie arbórea más utilizada en la industria de papel y celulosa es el eucalipto, con la cual la enzima importada no muestra la misma eficiencia. Según el investigador, Verdartis apuesta precisamente en la personalización para atraer clientes.
Una evolución dirigida
La empresa ya había contado con el apoyo del PIPE de la FAPESP para desarrollar la tecnología denominada Persozyme, basada en el proceso de “evolución dirigida”, que mimetiza in vitro la evolución de la biodiversidad natural y permite la selección de enzimas con características predefinidas.
En este proyecto, las enzimas personalizadas se desarrollaron para el proceso de blanqueo de la pulpa de celulosa. Lourenzoni explica que dicha pulpa entra en el referido proceso con una coloración marrón debido a la presencia de lignina residual. Para obtener la celulosa blanca, los fabricantes deben utilizar grandes cantidades de dióxido de cloro, un blanqueador tóxico que reacciona con la lignina y la rompe en moléculas menores con el fin de extraerla.
La enzima tiene la función de facilitar el acceso de esos compuestos a la lignina, a los efectos de disminuir la cantidad de dióxido de cloro utilizado en la producción, lo cual redunda en réditos ambientales y económicos. “La utilización de esta enzima hace posible disminuir la utilización de dióxido de cloro alrededor de un 25%”, afirma el investigador.
En la investigación y el desarrollo de la tecnología Persozyme, aparte de otros cinco proyectos financiados por el programa PIPE, la empresa también contó con el apoyo del Departamento de Química de la Facultad de Filosofía, Ciencias y Letras de la Universidad de São Paulo (USP) de Ribeirão Preto. A propósito: esa asociación fue lo que estimuló la constitución de la empresa en 2007.
“El profesor Richard Ward trabajaba en ese entonces con enzimas para actuar a altas temperaturas, y pretendía avanzar en las investigaciones que tenían lugar en la universidad. Optamos por abrir una empresa de biotecnología: yo tenía conocimiento de bioinformática, Álvaro Baptista de producción y Richard Ward de biología molecular. En ese momento también obtuvimos el apoyo de la empresa Suzano Papel e Celulose, que nos suministró muestras para test y nos orientó con relación al proceso”, dice Lourenzoni. Actualmente, el profesor Ward se desempeña como consultor de Verdartis.
En 2010, los resultados con la producción de enzimas personalizadas para el blanqueo de la celulosa le redituaron a Verdartis el primer lugar en el Premio Abiquim de Tecnología, otorgado por la Asociación Brasileña de la Industria Química en la categoría de “empresa naciente”. Pero tal reconocimiento no llevó a que la empresa quedase inmune a las crisis que afrontó el sector. “Promediando el año 2011, más o menos, el costo del agua se encareció mucho y las empresas de celulosa empezaron a emplear menos agua en la lavado, lo cual limitó la utilización de la enzima para el blanqueo, pues el proceso requiere de un lavado eficiente”, recuerda Baptista.
La salida de Verdartis consistió en “pivotar”, y reorientar su modelo de negocio. Así fue como decidió entonces poner en marcha nuevas investigaciones con la mira puesta en la etapa de la refinación. Ahora, con el producto destinado a la refinación ya desarrollado y aprestándose a ingresar al mercado a escala industrial, Verdartis tiene planos de reanudar la producción de enzimas para el proceso de blanqueo del papel. “Ahora invertiremos ambos frentes”, dice Lourenzoni.
Empresa: Verdartis
Sitio web: verdartis.com.br/index.asp
E-mail: recursos.humanos@verdartis.com.br
Dirección: Rua Conselheiro Saraiva, 1.308, Ribeirão Preto, SP, Brasil – CEP 14050-410
Teléfono: +55 (16) 3234 1194/ 1184
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