Tesi doctoral de Ferran Serra i Parareda: "Producción, caracterización y aplicación de nanofibras procedentes de pulpas de alto". Direcció: Dr. Marc Delgado Aguilar, Departament d'EQATA
La nanocel·lulosa és un nanomaterial amb un elevat atractiu i potencial en múltiples camps d'aplicació, quelcom que es deu principalment al seu caràcter sostenible, tractant-se doncs d'un nanomaterial biobasat, biodegradable, reciclable i renovable, i excel·lents propietats fisicomecàniques. No obstant, actualment, existeixen certs desafiaments, principalment tècnics i econòmics, que obstaculitzen el seu desenvolupament industrial. Entre ells destaquen els alts costos de producció, sovint provocant la inviabilitat dels processos a gran escala, la manca de sistemes de monitorització efectius, i les dificultats durant el transport i comercialització d'unes suspensions altament diluïdes. D'altra banda, el respecte mediambiental de certs processos productius queda en entredit, especialment en aquells on hi intervenen agents químics.
En aquest context, la present tesi doctoral explora l'ús de fibres d'alt rendiment, amb elevat contingut de lignina i hemicel·lulosa, com a font de recursos alternativa a les fibres altament deslignificades, per a la producció de nanocel·lulosa, a través de processos completament mecànics i lliures d'agent químics o altres additius. L'objectiu és, llavors, l'assoliment d'una cadena de producció completament mecànica, econòmica, i respectuosa amb el medi ambient desde el recursos lignocellulosic inicial, fins el nanomaterial final. Igualment, el potencial del nanomaterial obtingut en un sector madur i representatiu com el paperer, i més concretament en productes reciclats, es posa d'exemple com a aplicació final. D'altra banda, i amb l'objectiu d'impulsar el desenvolupament industrial del nanomaterial, s'estudien possibles processos/paràmetres de monitorització del procés productiu, principalment basats en l'estudi de la càrrega superficial i el comportament reològic de les suspensions. En aquesta línia, s'ofereix un estudi detallat sobre la determinació de la superfície específica a partir dels valors obtinguts de càrrega superficial. Finalment, i de forma innovadora, es valora la possibilitat d'un mercat de nanofibres integrades en pastes papereres per millorant-ne la comercialització durant, principalment, l'etapa de transport.
Com a resultat, la present tesis doctoral es presenta com a un compendi de 5 articles publicats, els quals contribueixen i contribuiran al desenvolupament industrial dels processos productius de nanocel·lulosa, posant de manifest la viabilitat d'obtenir nanomaterials d'altes prestacions i d'origen renovable, a més a més de produir-los minimitzant-te la generació de residus i l'impacte mediambiental.