Nuevas tendencias y tecnologías en procesos de Pulpaje y Papel
La constante búsqueda de sostenibilidad, eficiencia operacional y generación de valor agregado, la industria papelera y celulósica atraviesa una profunda transformación tecnológica global. En este contexto, recopilamos tres miradas de vanguardia que abarcan desde la investigación científica de frontera y la ingeniería de procesos hasta la biotecnología aplicada y la innovación forestal.
La ciencia al servicio de la biomasa
Para Guillermo A. Reyes Torres, Ph.D. en Ingeniería Química y Principal Scientist de VTT, el desarrollo de materiales funcionales y la mineralización de CO₂ están abriendo un horizonte altamente prometedor para el sector papelero. Aunque el investigador aclara que su especialización principal se centra en la ciencia de materiales y los biomateriales —y no en la biología evolutiva—, destaca el potencial de utilizar microorganismos y enzimas seleccionadas como catalizadores biológicos integrados dentro de matrices mineralizadas. "Los materiales híbridos de captura de carbono son estructuras que combinan un componente orgánico, en nuestro caso celulosa o biomasa forestal, con fases minerales formadas a partir de CO₂ capturado. El resultado es un material donde el carbono queda físicamente inmovilizado de forma estable y duradera.", destaca el investigador.
Esta línea de investigación despliega dos rutas tecnológicas principales de alto valor: por un lado, el almacenamiento permanente de carbono en materiales de construcción, asegurando que el gas no regrese a la atmósfera; por otro lado, la conversión del CO₂ capturado en subproductos industriales. En este segundo ámbito, Reyes colabora activamente con laboratorios chilenos como Bioluméa en el desarrollo de aditivos para cosmética y recubrimientos, transformando el CO₂ en nanopartículas minerales con propiedades antioxidantes, pigmentantes y de protección UV. Desde la perspectiva de la economía circular, esta vía resulta clave para sustituir importaciones utilizando residuos de la biomasa forestal local. Respecto a los desafíos de ingeniería para el escalamiento industrial, Reyes señala que la principal dificultad radica en controlar la cinética de mineralización a gran volumen, donde mantener la homogeneidad de variables como el pH, la temperatura y la concentración de CO₂ en todo el reactor es un reto complejo. Asimismo, preservar la funcionalidad y actividad biológica de las enzimas fuera de las condiciones controladas del laboratorio exige diseñar protocolos avanzados de inmovilización industrial.
Eficiencia y rendimiento en la planta
Carl Mikael Stål, Corporate Account Manager de Valmet, analiza los beneficios del concepto de Cocción con Impregnación Extendida dentro del digestor. Esta tecnología favorece una penetración significativamente más uniforme de los reactivos químicos en las astillas de madera antes de la etapa principal de cocción, logrando una deslignificación más selectiva, reduciendo la variabilidad de kappa y disminuyendo los rechazos. "Al mejorar la impregnación de las astillas y lograr una distribución más uniforme del álcali efectivo, se favorece una cocción más controlada. Esto se traduce en un mejor rendimiento pulpable, menor generación de rechazos y un uso más eficiente de los reactivos químicos tanto en la cocción como en el lavado y blanqueo posterior.", señala el representante de Valmet. Stål remarca que los desarrollos recientes de esta tecnología permiten operar con kappas más elevadas a la salida de la cocción sin comprometer el proceso, preservando de mejor manera la estructura de la fibra y sus propiedades físico-mecánicas finales, tales como los niveles de resistencia a la tracción, rasgado y explosión. Además, su implementación es versátil: aplica tanto para nuevos proyectos greenfield como para plantas brownfield existentes, donde se requiere un análisis técnico detallado de la capacidad hidráulica, las circulaciones de licor y el espacio disponible. Al escalar este concepto desde los centros de I+D en Suecia hacia plantas de producción continua a gran escala, los ingenieros debieron resolver desafíos vinculados a la variabilidad de la materia prima, la distribución del tamaño de las astillas y la dinámica de flujo en grandes volúmenes.
A nivel operacional y ambiental, la tecnología genera un impacto directo en el balance energético global de la fábrica: "Una deslignificación más uniforme optimiza el uso de vapor y energía en distintas áreas del proceso, disminuyendo la demanda química y permitiendo incluso generar más electricidad verde para la red eléctrica externa. Desde la perspectiva de la economía circular, esto implica una operación con menor pérdida de fibra y una menor carga ambiental por tonelada producida”. En relación con el procesamiento de maderas blandas o coníferas, que poseen mayor contenido de lignina y fibras más largas en comparación con las maderas duras como el eucalipto, Stål precisa que la impregnación extendida es plenamente aplicable, siempre que se ajusten y optimicen los parámetros operacionales de tiempo, temperatura, perfil de cocción y carga alcalina.
Biotecnología y bioeconomía: La visión de la investigación forestal
Para abordar la integración entre el manejo silvícola y la planta industrial en Chile, Sebastián Mandiola, Gerente General de Bioforest, filial de investigación y desarrollo de ARAUCO, detalla los cuatro ejes estratégicos que guían su labor: acelerar la innovación tecnológica, diversificar el portafolio de productos renovables, impulsar la bioeconomía forestal y construir una productividad superior basada en resiliencia genética. Mandiola enfatiza que la conexión entre el conocimiento del bosque y la eficiencia del digestor representa el núcleo diferenciador de Bioforest. A través de la startup TreeCo, en la cual Arauco adquirió una participación mayoritaria, la compañía utiliza una plataforma de edición genética CRISPR libre de ADN foráneo, la primera aplicada en eucaliptos a nivel mundial, combinada con herramientas de inteligencia artificial para desarrollar líneas clonales más productivas.
"La edición del genoma de eucalipto se está enfocando en los genes responsables de la formación de lignina, el componente que debe removerse químicamente en el proceso kraft. En términos simples: un árbol con menos lignina requiere menos químicos para separarla de la fibra, lo que en la práctica libera capacidad de producción en planta sin necesidad de invertir en nueva infraestructura. Esto equivale a un aumento de capacidad virtual”, indica Sebastián Mandiola.
En el pilar de circularidad y descarbonización, Mandiola destaca el proyecto piloto Synfuels Biobío, desarrollado junto a Copec y Abastible con apoyo de Corfo, para evaluar la producción de combustibles sintéticos carbono neutrales a partir de hidrógeno verde y CO₂ biogénico capturado desde las chimeneas de las plantas de celulosa. Asimismo, las investigaciones de Bioforest han permitido revalorizar casi el 80% de los residuos sólidos, con miras a alcanzar la meta del 100% al año 2030 mediante aplicaciones en agricultura, minería e infraestructura. Finalmente, al abordar el futuro de los materiales de origen forestal, el ejecutivo resalta el enorme potencial de la celulosa micro y nanofibrilada (CNF/MFC), una categoría de biomateriales transparentes, livianos y de ultra alta resistencia que compiten directamente con los plásticos sintéticos.
"En Bioforest tenemos líneas de trabajo muy activas en esta dirección dentro de nuestro portafolio de innovación. Aunque algunos desarrollos están todavía en fases piloto, puedo adelantar que hoy tenemos una fibra tres veces más resistente que el acero, hecha 100% de pulpa de celulosa”, señala.
Desde la captura y mineralización de CO₂ en biomateriales de alto valor hasta la optimización de la cocción química y el rediseño biotecnológico del árbol, la industria celulósica y papelera consolida su transición hacia un modelo circular, descarbonizado y tecnológicamente diversificado.