Bolsas de papel más fuertes que se pueden reutilizar y luego reciclar para biocombustibles podrían ser el futuro

Nov 18, 2023

Las bolsas de papel son una alternativa popular a las bolsas de plástico para reducir los impactos ambientales.

El uso de papel en los EE. UU. está disminuyendo, pero el envoltorio, el embalaje y el cartón están aumentando debido al aumento del comercio electrónico. Las bolsas de papel son una alternativa popular a las bolsas de plástico para reducir los impactos ambientales causados ​​por el uso de plástico. Sin embargo, tienen una vida útil limitada debido a su baja durabilidad.

Las bolsas de papel deben reutilizarse varias veces antes de que su potencial de calentamiento global se reduzca al de las bolsas convencionales de polietileno de alta densidad (HDPE).

Los investigadores de Penn State han desarrollado un método para fortalecer las bolsas de papel, especialmente cuando están mojadas, lo que las convierte en una alternativa más viable a las bolsas de plástico.

Daniel Ciolkosz, profesor de investigación asociado de ingeniería agrícola y biológica, dijo: "Cuando finaliza el uso principal de estos productos de papel, usarlos para fines secundarios los hace más sostenibles. Reciclar y reducir los desechos de papel también ayuda a reducir el total de desechos sólidos destinados a los vertederos. Este es un concepto que creemos que la sociedad debería considerar".

Un nuevo estudio sugiere un proceso para crear bolsas de papel que sean lo suficientemente duraderas como para usarse varias veces y luego se descompongan químicamente mediante un tratamiento alcalino para usarse como fuente para la producción de biocombustibles.

Torreficar la celulosa en papel, o tostarla en un ambiente privado de oxígeno, aumenta significativamente su resistencia a la tracción cuando está mojada.

Después de eso, el papel se trata con una solución de hidróxido de sodio, también conocida como lejía o sosa cáustica, para aumentar su producción de glucosa, convirtiéndolo en una mejor fuente para la producción de biocombustibles.

Este método podría reducir el uso de bolsas de plástico de un solo uso, que tienen una vida útil corta debido a su baja durabilidad. Los investigadores creen que al cambiar a bolsas de compras de papel reutilizables y más fuertes, se podría evitar una cantidad significativa de desechos plásticos.

Jaya Tripathi dijo: "La reutilización se rige principalmente por la resistencia de la bolsa, y es poco probable que una bolsa de papel típica se pueda reutilizar la cantidad necesaria de veces debido a su baja durabilidad al humedecerse. El uso de procesos químicos costosos para mejorar la resistencia a la humedad disminuye la ecología del papel". características amigables y rentables para aplicaciones comerciales, por lo que existe la necesidad de explorar técnicas no químicas para aumentar la resistencia a la humedad de las bolsas de papel. La torrefacción podría ser la respuesta".

Explicó que las bolsas de papel son una alternativa popular a las bolsas de plástico para reducir el impacto ambiental del uso de plásticos. Sin embargo, tienen una vida útil corta debido a su baja durabilidad, especialmente cuando están mojados.

Según Tripathi, una bolsa de papel debe reutilizarse varias veces antes de que su potencial de calentamiento global se reduzca al de una bolsa de polietileno de alta densidad convencional.

Usando papel de filtro como medio, los investigadores informaron que después de 40 minutos de torrefacción a 392 grados Fahrenheit, 428 grados Fahrenheit, 464 grados Fahrenheit y 500 grados Fahrenheit, la resistencia a la tracción en húmedo del papel aumentó en un 1533 %, 2233 %, 1567 % y 557%, respectivamente.

El rendimiento de glucosa disminuyó a medida que aumentó la severidad de la torrefacción, pero mejoró después de que las muestras de papel torrefactado se trataron con una solución de hidróxido de sodio alcalino. Por ejemplo, el papel de filtro sin procesar produjo 955 mg/g de sustrato, mientras que la misma muestra de papel torrefactada a 392 F produjo 690 mg/g de sustrato. Con tratamiento alcalino al 1% y 10%, el rendimiento de glucosa aumentó a 808 y 933 mg/g de sustrato, respectivamente.

Según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, la necesidad de un concepto como este para reemplazar las bolsas de plástico es evidente, ya que cada año se producen 5 billones de bolsas de plástico en todo el mundo. Estas bolsas pueden tardar hasta 1000 años en degradarse por completo. Cada año, los estadounidenses tiran 100 mil millones de sacos, lo que equivale a verter casi 12 millones de barriles de petróleo crudo.

Ella dijo: "Al cambiar a bolsas de compras de papel reutilizables y más fuertes, podríamos eliminar gran parte de ese desperdicio. Las implicaciones de una tecnología como la que demostramos en esta investigación si se puede perfeccionar, incluido el uso de las bolsas gastadas como un sustrato para la producción de biocombustibles, sería enorme".

El investigador descubrió la sinergia de la torrefacción y el tratamiento alcalino para aumentar las capacidades del papel por accidente, como ocurre con muchos descubrimientos científicos.

Ella dijo: "Estaba investigando otra cosa, estudiando cómo la torrefacción afecta la celulosa para el rendimiento de glucosa para su uso como sustrato de biocombustible. Pero noté que la resistencia del papel aumentaba a medida que torrefactábamos la celulosa. Eso me hizo pensar que probablemente sería bueno para el envasado, una aplicación completamente diferente".

El Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos financió este estudio.

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