Usan cáscara de arroz para generar sílice y energía térmica

En el sector industrial se generan a diario enormes volúmenes de residuos que, en la gran mayoría de los casos, generan problemas ecológico-ambientales. Con el avance de la ciencia y la generación de nuevos conocimientos, los descartes agroindustriales pueden transformarse en importantes oportunidades de desarrollo productivo.

Este es el caso de dos proyectos desarrollados por un grupo de investigación de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Litoral (FIQ-UNL) y del Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica (INCAPE, UNL-Conicet), con la participación de investigadores del Instituto de desarrollo y diseño (INGAR, UTN-Conicet). 

El primer proyecto comenzó en 2020 con la construcción y el diseño de una planta piloto para escalar la producción de sílice de alta pureza a través de la cáscara de arroz para ser empleada como materia prima y aditivo en diversas aplicaciones. En 2023, con la Planta Piloto en marcha, se desarrolló una tecnología para el aprovechamiento de la cáscara de arroz como combustible másico en la producción de sílice de alta pureza.

Ambos proyectos fueron gestionados a través del Centro para la Transferencia de los Resultados de la Investigación (Cetri Litoral), presentados junto a la empresa Risiera SRL y recibieron financiamiento a través de la línea SF Innovar de la Agencia Santafesina de Ciencia, Tecnología e Innovación. Esta firma está localizada en la ciudad de San Javier, en la provincia de Santa Fe y se dedica a la producción, industrialización y comercialización de arroz elaborado en distintas variedades y presentaciones.

Participaron en los equipos de trabajo de estos proyectos: Laura Cornaglia, Betina Faroldi, Carlos Lopez Vargas y Santiago Tomasini, María Aneley Paviotti y Rodrigo Torra del INCAPE; Pío Aguirre e Ignacio Schmidhalter del INGAR.

“Esto es un claro ejemplo de los resultados que pueden obtenerse con la articulación entre el sistema científico y la industria. La innovación es fundamental para el crecimiento y la competitividad, y estos son proyectos que combinan la generación de conocimiento por parte de la Universidad, junto al compromiso de una empresa de la región que entendió que este tipo de colaboraciones son claves para dar impulso a desarrollos sostenidos”, expresó el decano de FIQ, Adrian Bonivardi. Es destacable, añadió, “que uno de los responsables de la firma es Ingeniero Químico egresado de la FIQ y eso también es motivo de orgullo para nosotros”.

Economía circular

A partir del primer financiamiento, en 2020, el objetivo fue el diseño y la construcción de una planta a escala piloto de un desarrollo obtenido y probado en escala de laboratorio. Esto es, escalar la producción de sílice (SiO2) amorfa de alta pureza y tamaño de partículas nanométricas, obtenidas a partir de la cáscara de arroz, para ser empleada como materia prima y aditivo en diversas aplicaciones.  “Nos acercamos a la Universidad, para tratar un subproducto que tenemos en la molienda del arroz, que se utiliza en la alimentación de bovinos. En la FIQ nos conectan con la Facultad de Ciencias Veterinarias por ese tema y además nos ofrecen este proyecto en el que las investigadoras ya se encontraban trabajando. Ante nuestro interés, el grupo hizo las pruebas con nuestras cáscaras de arroz, que es el primer subproducto que obtenemos a partir de la molienda del arroz. Con los resultados de la prueba de laboratorio, decidimos presentar el proyecto en la convocatoria. Hoy ya tenemos la planta piloto instalada y sabemos que el proceso funciona, el escalado fue positivo, como para avanzar a escala industrial cuando se pueda hacer la inversión”, comentó Pablo Bode, CPN graduado en la Facultad de Ciencias Económicas de la UNL y co-fundador de la firma. ¿Para qué se usa el sílice? Entre algunas de sus aplicaciones más usuales se encuentran pinturas y lacas; resinas de poliéster, resinas laminadas y gel; caucho de silicona; adhesivos y sellantes; tintas de impresión; compuestos y geles de cables; pastas de dientes, y en cosmética. “Es un producto utilizado como materia prima en una gran diversidad de mezclas, por eso pensamos que a partir de esto se pueden generar también otros planes de negocio, no sólo para nosotros, sino para otras empresas que quieran innovar”, agregó.

Cabe señalar que, actualmente, la sílice utilizada en estas industrias proviene de otro tipo de origen comercial o natural (siendo este no renovable) y en algunos casos es importada y presenta un elevado costo.

De este modo, se aprovecha un residuo agroindustrial regional logrando uno de mayor valor comercial. La valorización de las cáscaras de arroz producidas en grandes volúmenes en las plantas arroceras (actualmente sólo en Risiera se producen 250 toneladas de cáscaras por mes) permite solucionar una problemática ambiental en la provincia de Santa Fe y fortalecer las capacidades competitivas de la empresa contribuyendo a mejorar la productividad y establecer vínculos con grupos de investigación de la Universidad y el Conicet.

Al respecto de esta articulación y de los resultados obtenidos, la docente-investigadora Laura Cornaglia, manifestó: “Este proyecto pudo avanzar gracias a la iniciativa y al apoyo de la empresa, a la participación del INGAR y de nuestro grupo de FIQ/INCAPE. La complementariedad de nuestras líneas de investigación y el trabajo conjunto permitió llegar a la concreción de la planta piloto de producción de sílice”.

Generación de energía

En 2023, con la Planta Piloto para la obtención de SiO2 en marcha en instalaciones de la firma en la localidad de San Javier, se presenta un nuevo desafío: desarrollar una tecnología para el aprovechamiento de la cáscara de arroz como combustible másico en la producción de sílice de alta pureza. Es decir, utilizar las cáscaras de arroz como combustible sostenible y renovable en reemplazo de otras fuentes de energías no renovables, contribuyendo así también en la mitigación del cambio climático. 

De esta forma, una porción de la cáscara producida en el procesamiento de arroz, se utiliza para generar energía térmica y el resto para producir sílice de diferentes calidades.

De acuerdo a lo explicado por el equipo de investigación, “las cáscaras de arroz constituyen una de las formas de biomasa proveniente de la agricultura regional que puede proveer alta eficiencia térmica. A partir del quemado se produce una alta proporción de cenizas (20%), constituidas principalmente por sílice. Recuperar esta sílice y usarla como un bio-recurso es importante desde el punto de vista medioambiental”. 

Cabe destacar que un desarrollo de este tipo no se ha llevado a cabo en nuestro país previamente. Por lo tanto, procesos exitosos de esta naturaleza serían adoptados rápidamente por regiones también afectadas por esta problemática, abriéndose las puertas para comerciar estas tecnologías de alta demanda en el exterior con países productores de arroz.