Descontaminación de celulosa: Retos e innovaciones tecnológicas para eliminar PFAS y BPA en el reciclaje de papel

Sin embargo, el proceso de reciclaje enfrenta desafíos significativos, ya que a menudo introduce sustancias no aptas para el contacto con alimentos, como aditivos, tintas y otros contaminantes que pueden acumularse en el producto final. Esta contaminación no solo representa un riesgo para la salud humana, sino que también plantea una amenaza considerable para el futuro del papel y cartón reciclados.

Si no se cumplen estos objetivos de reciclaje y se endurecen las legislaciones en torno a estas sustancias nocivas, la industria podría verse obligada a recurrir a la fibra virgen. Aunque viable, esta alternativa es considerablemente más costosa y limitada, lo que impactaría toda la cadena de valor, desde la producción hasta el consumidor final. Este dilema pone de manifiesto la necesidad de una gestión proactiva y sostenible de los recursos, así como la implementación de tecnologías innovadoras que puedan mitigar estos riesgos.

A nivel global, el reciclaje de papel y cartón se vuelve cada vez más crucial debido al continuo aumento en su producción y la generación de residuos. En 2023, el consumo de papel y cartón en España experimentó un notable aumento del 10% en comparación con el año anterior, alcanzando cifras cercanas a los siete millones de toneladas. De este volumen, aproximadamente el 80% fue reciclado (Statista), lo que refleja un esfuerzo significativo en la gestión de residuos. Sin embargo, este porcentaje aún deja un amplio margen de mejora para cumplir con los objetivos establecidos a nivel europeo, lo que indica que las prácticas actuales necesitan evolucionar para alcanzar estándares más altos.

Este contexto ha impulsado un creciente interés por parte de fabricantes de papel, industrias transformadoras y consumidores en el desarrollo de nuevas tecnologías de valorización. La inversión en innovación y en la investigación de métodos que permitan un reciclaje más eficiente y seguro se ha vuelto esencial. Las tecnologías emergentes no solo deben centrarse en la eficiencia del reciclaje, sino también en la descontaminación del papel reciclado, asegurando que cumpla con las normativas de seguridad alimentaria y que pueda ser utilizado en aplicaciones de mayor valor añadido.

La colaboración entre el sector privado, las instituciones de investigación y los reguladores es fundamental para avanzar hacia un futuro en el que el reciclaje de papel y cartón no solo sea una práctica común, sino también una solución viable y sostenible para los desafíos ambientales actuales.

Uno de los principales contaminantes en los papeles reciclados son los hidrocarburos saturados (MOSH) y los hidrocarburos aromáticos (MOAH), compuestos que restringen el uso del papel reciclado para aplicaciones de mayor valor añadido. Además de estos hidrocarburos, en los últimos años ha aumentado la preocupación por la presencia de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) y bisfenol A (BPA), que representan serios desafíos en términos de contaminación y salud pública. Los PFAS son un grupo de agentes químicos notoriamente persistentes y difíciles de eliminar, mientras que el BPA, un conocido disruptor endocrino, se asocia con efectos adversos en la salud humana y ambiental y se encuentra comúnmente en efluentes industriales y plantas de tratamiento de aguas.

El aumento de la concienciación en torno al impacto ambiental de los productos que utilizamos a diario ha llevado a regulaciones más estrictas en diversos sectores industriales. Un tema crucial en este contexto es la gestión de la contaminación en productos de celulosa reciclada, particularmente en relación con la presencia de PFAS y BPA.

El nuevo reglamento de envases, pendiente de publicación, ya establece límites para la presencia de estas sustancias, y se espera que las futuras legislaciones sean aún más estrictas. Esto podría comprometer el uso de papel reciclado en sectores con altos requisitos de seguridad, como el envasado de alimentos. Además, el endurecimiento de las normativas podría afectar la competitividad de la industria, impulsando la necesidad de innovaciones y mejoras en los procesos de reciclaje para cumplir con los nuevos estándares.

Dado el alto valor de la celulosa reciclada, que contribuye significativamente a la reducción de la deforestación y a la conservación de recursos naturales, es esencial avanzar en la gestión de la contaminación para mantener la sostenibilidad del reciclaje de papel. Sin soluciones viables, normativas más estrictas podrían llevar a una mayor dependencia de la fibra virgen, incrementando los costos y afectando a toda la cadena de valor.

Desde ITENE se trabaja en dar respuesta a la presencia de contaminantes en el papel reciclado mediante el desarrollo de diversas técnicas de eliminación. Un ejemplo destacado es el proyecto de innovación realizado entre junio de 2022 y junio de 2023, en el cual ITENE desarrolló nuevas tecnologías para la producción y reciclaje de productos celulósicos, centradas en la eliminación de aceites minerales. Este proyecto, denominado VALOCEL, fue financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE+i) con fondos Feder. Durante la optimización del proceso de descontaminación, se logró una eficiencia de eliminación de los contaminantes objetivo superior al 99%, lo que demuestra el compromiso del proyecto con la mejora de la calidad del papel reciclado. Actualmente, ITENE también está desarrollando tecnologías innovadoras para la descontaminación de PFAS y BPA.

Teniendo en cuenta que la eliminación de PFAS en el papel representa un reto considerable debido a la persistencia de estos compuestos, es importante explorar estrategias efectivas. Aunque la investigación específica sobre tecnologías de eliminación de PFAS en papel es limitada, se han desarrollado métodos de tratamiento de aguas que pueden ayudar a reducir su presencia durante el proceso de fabricación. Uno de los enfoques más efectivos es el proceso de intercambio iónico (IX), que ha demostrado ser eficiente en la remediación de aguas residuales superficiales y subterráneas, siendo particularmente útil para eliminar PFAS de cadena corta, que a menudo escapan a las técnicas tradicionales de adsorción basadas en carbono. Además, métodos como la nanofiltración han surgido como alternativas viables para la separación de contaminantes orgánicos.

Otras tecnologías prometedoras incluyen el fraccionamiento por espuma/ozono y la electrocoagulación, que generan flóculos en mayor cantidad, facilitando la eliminación de PFAS, incluso en concentraciones muy bajas. La biorremediación, la oxidación/reducción química y los métodos avanzados de oxidación son áreas de investigación activa que podrían aportar soluciones adicionales.

Paralelamente, el bisfenol A (BPA) se presenta como otro contaminante crítico en el papel reciclado. Las técnicas más recientes para su eliminación incluyen procesos de separación por membranas, adsorción, oxidación avanzada y biodegradación. La separación por membranas ha mostrado efectividad notable, alcanzando tasas de eliminación cercanas al 100% en soluciones acuosas contaminadas, aunque es crucial mejorar la durabilidad de las membranas para su aplicación a gran escala. La combinación de técnicas de separación con oxidación y biodegradación promete optimizar el rendimiento de eliminación, abordando las limitaciones individuales de cada método.

El uso de adsorbentes convencionales y no convencionales también ha demostrado ser efectivo en la eliminación del BPA, aunque se requiere avanzar en la capacidad y rapidez de adsorción. Los catalizadores mono/bimetálicos han mostrado potencial en la degradación del BPA mediante fotocatálisis, enfrentando desafíos como la variabilidad en las velocidades de reacción y la desactivación del catalizador.

Figura 4. Papel contaminado (izquierda) y papel descontaminado (derecha). Fuente: ITENE.

La descontaminación de la celulosa reciclada se ha convertido en un tema de vital importancia en el contexto actual, marcado por un aumento en la producción y el consumo de papel y cartón, así como por la creciente presión regulatoria para reducir los impactos ambientales de estos materiales. Las normativas europeas han establecido objetivos ambiciosos para el reciclaje, como el del 85% de papel y cartón para 2030, lo que resalta la necesidad urgente de adoptar medidas efectivas para garantizar la calidad y seguridad del papel reciclado.

Un aspecto crítico que se ha evidenciado es la introducción de contaminantes peligrosos en los productos de papel reciclado, como las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) y bisfenol A (BPA), que no solo comprometen la salud humana, sino que también amenazan la sostenibilidad de la industria del papel. Estos compuestos químicos, que provienen de tintas, recubrimientos y procesos de fabricación, presentan desafíos significativos para su eliminación en los actuales procesos de reciclaje, lo que podría limitar el uso del papel reciclado en aplicaciones críticas, como el envasado de alimentos. Si no se abordan estos problemas, la industria puede verse obligada a recurrir a la fibra virgen, más costosa y menos sostenible, lo que afectaría a toda la cadena de valor y podría revertir los avances en la gestión de residuos.

Las innovaciones tecnológicas, como el uso de polymer beads para la adsorción de contaminantes, ofrecen soluciones prometedoras que pueden mejorar la calidad del papel reciclado. Sin embargo, es esencial que estas tecnologías sean desarrolladas y escaladas para su implementación efectiva en el sector del reciclaje. La investigación en métodos avanzados, como la nanofiltración y la electrocoagulación, también es crucial para abordar la persistencia de los PFAS y otros contaminantes en el papel reciclado. Es fundamental que la industria colabore con centros de investigación, reguladores y otros actores relevantes para crear un marco normativo que apoye estas innovaciones y garantice el acceso a financiamiento para la implementación de tecnologías efectivas.

Figura 5. Hojas de laboratorio obtenidas a partir de papel descontaminado. Fuente: ITENE.

La colaboración entre fabricantes, transformadores y consumidores, junto con un compromiso firme con la sostenibilidad, son claves para garantizar que el reciclaje no solo sea una opción viable, sino también una práctica segura. Además, la educación y concienciación sobre la importancia del reciclaje y la correcta gestión de residuos son vitales para fomentar un cambio en el comportamiento de los consumidores y la industria.

En resumen, la descontaminación de la celulosa reciclada representa un desafío significativo, pero no insuperable. A medida que se establecen normativas más estrictas, es imperativo que la industria adopte enfoques innovadores y sostenibles para el reciclaje de papel. La inversión en investigación y desarrollo, especialmente por parte de centros de referencia en el sector como ITENE, junto con la mejora de tecnologías de descontaminación y la colaboración intersectorial son elementos fundamentales para asegurar un futuro en el que el reciclaje de papel no solo sea seguro, sino que también contribuya a la sostenibilidad ambiental y la conservación de recursos naturales. Solo a través de un enfoque proactivo y colaborativo se podrá garantizar la viabilidad del papel reciclado en el mercado, cumpliendo así con los objetivos ambientales y de salud pública establecidos.