Desarrollo de biocompuestos fibra-polímero basados en hongos Agaricomycetes y restos agrícolas de la región centro-norte de Santa Fe.

Abstract

La agricultura y las industrias de transformación agrícola generan cantidades considerables de desechos biomásicos. Algunos de estos residuos son la cascarilla de arroz de los molinos arroceros, restos de la industria del algodón o de la producción de biodiesel, por nombrar solo algunas industrias relevantes en la región. La utilización de estos materiales para la producción de bienes no solo tiene méritos ecológicos, sino que suma valor a las economías regionales, al industrializar lo que puede considerarse prácticamente un desperdicio. De esta forma los residuos y desechos son reutilizados como recursos, lo que acerca la cadena productiva local hacia el ideal de una economía circular. Por otro lado, a nivel mundial, los consumidores demandan materiales livianos, energéticamente eficientes, reciclables y más sostenibles ecológicamente. Tal es así en la industria del packaging, a la que se destina el 40% del poliestireno expandido (EPS) producido en el mundo. El objetivo general del presente proyecto consiste en desarrollar métodos de producción de biomateriales basados en la interacción de hongos con sustratos lignocelulósicos y en la generación de estructuras funcionales con propiedades físicas-químicas variables. Estos biocompuestos fibra-polímero basados en hongos son una innovación reciente y constituyen una alternativa ecológica a los plásticos basados en combustibles fósiles como el EPS. Para lograr esto se plantea como primera etapa el relevamiento y evaluación de distintos sustratos lignocelulósicos, mediante la vinculación con distintos actores del medio socio-productivo de la región centro-norte de Santa Fe. Las propiedades de los biocompositos dependen no solo del tipo de material lignocelulósico sino también del hongo que se utiliza como aglutinante, por lo que luego se evaluarán diversas especies de hongos. Se buscará poner a punto un nuevo método indirecto de medición de la biomasa, fundamental para la caracterización de la cinética de crecimiento en este tipo de compuestos. Además, se buscará mejorar la densidad del micelio hacia el interior de los biocompositos aumentando el nivel de oxígeno disponible para el crecimiento. Teniendo en cuenta resultados preliminares obtenidos con anterioridad por el grupo de investigación, se optimizará particularmente el crecimiento del micelio en la cascarilla de arroz que por sus características propias la hacen interesante para los objetivos de este proyecto. Por último, se desarrollarán biocompositos con formas específicas que cumplan con la funcionalidad prevista para piezas de packaging.

Agriculture and agricultural processing industries generate considerable amounts of residual biomass. Some of these residues are rice husks from rice mills, rests of the cotton industry or biodiesel production, to name just a few relevant industries in the region. The use of biomass for the production of goods not only has ecological benefits but also improves regional economies, by industrializing what can be considered mostly waste. Thus, residues and waste are reused as resources, which brings the local production chain closer to the ideal for a circular economy. In addition to this, all over the world consumers are demanding lighter, more efficient, recyclable, and more sustainable materials. Such is the case of the packaging industry, to which 40% of the expanded polystyrene (EPS) produced in the world is destined. The main objective of this project is to develop methods for the production of biomaterials based on the interaction of fungi with lignocellulosic substrates and the generation of functional structures with variable physical-chemical properties. These fungal-based fiber-polymer biocomposites are a recent innovation and provide an environmentally friendly alternative to fossil fuel-based plastics such as EPS. To achieve this, we propose a study and evaluation of different lignocellulosic substrates, by inquiring different actors from the socio-productive environment of the north-central region of Santa Fe. The final properties of the biocomposites depend not only on the type of lignocellulosic material but also on the fungus that is used as a binder, thus various species of fungi will then be evaluated. We will sough to fine-tune a new indirect method for measuring biomass, which is essential for describing the growth kinetics in this type of composite. In addition, the density of the mycelium towards the interior of the biocomposites will be improved, increasing the level of oxygen available for growth. Taking into account preliminary results obtained by the research group, the mycelium growth using rice husk as substrate will be optimized due to its specific characteristics that make this substrate interesting for the objectives of this project. Finally, we will develop biocomposites with specific shapes that meet the expected functionality for packaging pieces.