Resumen gráfico. Crédito: Journal of Cleaner Production (2025). Doi: 10.1016/j.jclepro.2025.145530
Una nueva técnica para extraer pequeñas hilos de celulosa del estiércol de vaca y convertirlos en celulosa de grado de fabricación, actualmente utilizado para hacer de todo, desde máscaras quirúrgicas hasta envases de alimentos, ha sido desarrollada por investigadores de UCL, la Universidad de Edimburgo Napier y la Universidad de Teesside.
El estudio, publicado en el Journal of Cleaner Production, describe la nueva innovación de “hilado presurizado” y su potencial para crear materiales de celulosa de manera más barata y limpia que algunos métodos de fabricación actuales, utilizando un producto de desecho de la industria del cultivo de lácteos, el estiércol de vaca, como materia prima.
El avance es la primera vez que la celulosa de grado de fabricación se deriva de los desechos animales y es un excelente ejemplo de economía circular, cuyo objetivo es minimizar los desechos y la contaminación al reutilizar y reutilizar los recursos siempre que sea posible.
Los investigadores dicen que implementar la tecnología sería una situación de ganar-ganar para los fabricantes, los productores lecheros y el medio ambiente.
La celulosa es uno de los materiales de fabricación más utilizados del mundo. Encontrado naturalmente en las paredes celulares de las plantas, se usó primero para crear materiales sintéticos a mediados del siglo XIX, incluido el material original utilizado en la película fotográfica, el celuloide.
Hoy se puede encontrar en todo, desde películas adhesivas hasta máscaras quirúrgicas, productos de papel, textiles, alimentos y productos farmacéuticos. Aunque se puede extraer orgánicamente, a menudo también se produce sintéticamente utilizando productos químicos tóxicos.
El spinning presurizado (o giro presurizado) es una tecnología de fabricación que utiliza las fuerzas de presión y rotación simultáneamente a fibras, cuentas, cintas, mallas y películas de un chorro líquido de materia blanda. La tecnología galardonada múltiple fue inventada en 2013 por un equipo de UCL Mechanical Engineering dirigido por el profesor Mohan Edirisinghe.
El profesor Edirisinghe, el autor principal del estudio, dijo: “Nuestra pregunta inicial era si podría ser posible extraer los pequeños fragmentos de celulosa presentes en el estiércol de vaca, que queda de las plantas que los animales han comido, y lo molestar en materiales de celulosa de origen de fabricación.
“Extraer los fragmentos del estiércol fue relativamente sencillo utilizando reacciones químicas leves y homogeneización, que luego convertimos en una solución líquida. Pero cuando intentamos convertir los fragmentos en fibras utilizando tecnología de hilado presurizada, no funcionó.
“Mediante un proceso de prueba y error, descubrimos que el uso de un recipiente horizontal en lugar de un recipiente vertical que contiene boquillas de superficie e inyectando el chorro de líquido en agua quieta o fluida causó que se formen fibras de celulosa. Luego pudimos cambiar la consistencia del líquido para crear otras formas, como mallas, películas y cintas, cada una de las cuales tiene diferentes aplicaciones de fabricación.
“Todavía no estamos seguros de por qué funciona el proceso, pero lo importante es que lo hace. También será bastante fácil escalar utilizando la tecnología de hilado presurizada existente, los buques cuales fueron diseñados y construidos en el taller de ingeniería mecánica de UCL”.
La nueva técnica, llamada giro a presión de boquilla horizontal, es un proceso de eficiencia energética que no requiere los altos voltajes de otras técnicas de producción de fibra como el electrohilado.
El equipo dice que adaptar las máquinas giratorias presurizadas existentes al nuevo proceso debe ser relativamente sencillo. Es probable que el mayor desafío sea la logística del abastecimiento y el transporte de la materia prima, el estiércol de vaca, pero que los beneficios ambientales y comerciales de hacerlo serían significativos.
La Sra. Yanqi Dai, primer autor del estudio de la Ingeniería Mecánica de UCL, dijo: “Los desechos de la granja lechera, como el estiércol de vacas, es una amenaza para el medio ambiente y los humanos, especialmente a través de la contaminación de las vías fluviales, la liberación de gases de efecto invernadero en la atmósfera cuando se descompone y la difusión de los patógenos. A menudo también se trata de una carga sobre los agricultores para eliminar adecuadamente.
“El hilado horizontal presurizado por boquilla podría ser un gran impulso para la industria mundial de la agricultura de lácteos, al poner este problema de desecho problemático y tal vez creando una nueva fuente de ingresos”.
Actualmente, el equipo de investigación está buscando oportunidades para trabajar con los productores de lácteos para aprovechar la tecnología y escalarla.
El desecho animal es un problema creciente a nivel mundial. La investigación en 2019 estimó que la cantidad de residuos animales se debe aumentar en un 40% entre 2003 y 2030 a al menos cinco mil millones de toneladas métricas, con muchas granjas produciendo más estiércol del que pueden usar legítimamente como fertilizante. Este desechos a menudo se abre paso en el agua, donde puede tener un efecto devastador en los ecosistemas e incluso provocar enfermedades en los humanos.
Más información: Yanqi Dai et al, aprovechando los desechos de estiércol de vaca para la extracción de nanocelulosa y fabricación sostenible de estructura pequeña, Journal of Cleaner Production (2025). Doi: 10.1016/j.jclepro.2025.145530
Proporcionado por University College London
Cita: La hazaña de ‘Dung-Gineering’ convierte el estiércol de vaca en uno de los materiales más utilizados del mundo (2025, 7 de mayo) Recuperado el 7 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-feat-dung-gineering-cow-manure.html
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