Con las enfermedades y la alta demanda amenazando el suministro principal de caucho natural en el sudeste asiático, los científicos están trabajando para aumentar el mercado de caucho en EE.UU. mediante el avance de métodos para extraer látex de dos fuentes sostenibles de plantas norteamericanas: una especie de diente de león y un arbusto del desierto.
Tecnología innovadora para aumentar la producción de caucho en EE.UU.
Investigadores han informado sobre sus métodos para mejorar la eficiencia y aumentar el rendimiento del látex en dos publicaciones recientes, basándose en décadas de investigación liderada por Katrina Cornish, profesora de horticultura y ciencia de cultivos e ingeniería de alimentos, agrícolas y biológicos en la Universidad Estatal de Ohio.
Cornish y sus colegas han añadido agentes especializados durante el procesamiento del diente de león Taraxacum kok-saghyz (TK) y el arbusto guayule para extraer una mayor cantidad de látex de ambas plantas. Ninguna de las fuentes puede ser simplemente «sangrada» como se hace con los árboles tropicales que producen el único caucho natural disponible comercialmente en el mundo.
Importancia de métodos eficientes y económicos
Necesitamos tener métodos de extracción eficientes para cualquier especie productora de caucho natural alternativo, especialmente a gran escala. Y tienen que ser de bajo coste si se quiere competir en el mercado de neumáticos a largo plazo.
Katrina Cornish
Publicaciones y aplicaciones del caucho
El trabajo sobre el diente de león TK se publicó recientemente en Industrial Crops and Products, y la investigación sobre el guayule en Environmental Technology & Innovation.
Más allá de los neumáticos, el caucho tiene aplicaciones en unos 50.000 productos. La necesidad de una industria nacional de caucho natural es urgente: mientras Estados Unidos produce caucho sintético, depende totalmente de las importaciones para el caucho natural.
En 2019, el 10% del suministro de caucho natural se perdió debido a enfermedades, y el riesgo de transmisión de la enfermedad del tizón foliar de América del Sur al sudeste asiático ha aumentado con la expansión de los vuelos directos entre Brasil y China.
Riesgos globales y soluciones sostenibles
No es una exageración, dijo Cornish, sugerir que si el tizón foliar llegara de América del Sur a Asia, la enfermedad podría acabar con la mayor parte del suministro mundial de caucho natural en poco tiempo.
Y entonces podríamos ver el colapso de las cadenas de suministro mundial y, posteriormente, de economías enteras. Hemos concentrado una industria global entera en torno a una planta tropical. Pero el diente de león y el guayule son sostenibles y pueden crecer en condiciones templadas.
Katrina Cornish
Proceso de extracción del látex de guayule
El látex de guayule proviene de células generalizadas en la corteza del arbusto. La extracción del látex implica moler la corteza para romper sus células y liberar partículas de látex en lo que Cornish llama un «batido». Una serie de ciclos de lavado y centrifugado sigue para separar el látex del material sólido.
Mejora en la eficiencia mediante floculantes
El equipo de investigación encontró que añadir sustancias químicas llamadas floculantes al «batido» ayudaba a unir otros materiales sólidos y separarlos del látex, reduciendo efectivamente los ciclos de lavado a la mitad y mejorando el rendimiento general del látex. La adición de una sustancia duplicó el látex disponible y ese rendimiento se incrementó 12 veces cuando se añadió un agente de crema para la purificación.
Al añadir floculantes, la extracción de látex es más eficiente y limpia. Encontramos floculantes específicos que funcionan mejor para mejorar la calidad de la extracción de látex y reducir el tiempo que toma.
Beenish Saba, investigadora postdoctoral en ingeniería de alimentos, agrícolas y biológicos en Ohio State.
Proceso de extracción del látex de diente de león TK
Aunque el látex del diente de león TK se produce en las raíces de la planta, el proceso de extracción es similar: las raíces se recortan, se mezclan en una suspensión y se filtran para eliminar trozos sólidos de material vegetal y tierra. El látex que flota en la parte superior del líquido restante se succiona con una pipeta y se enjuaga hasta tres veces para purificación, y luego se seca.
Avances y eficiencia mejorada
Un poco de serendipia llevó a la mejora de este método de extracción. El autor principal, Nathaniel King-Smith, estudiante de posgrado en el laboratorio de Cornish, descubrió que las muestras procesadas que estaban en el laboratorio durante tres meses tenían significativamente más látex flotando en sus superficies. Un análisis mostró que los cationes divalentes pesados, como el magnesio, se unían a las membranas de las partículas de látex y las hacían más pesadas, hasta que la conexión eventualmente colapsaba.
El equipo descubrió que al añadir EDTA, un quelante que se une a los cationes divalentes, al procesamiento de las raíces de diente de león permitía la extracción de más del doble de látex que sin la adición de EDTA.
Colaboraciones y expansión futura
El uso de EDTA también aumentó el contenido de gel del látex extraído una vez que se secó, información útil para las industrias que buscan caucho con mayor contenido de gel, dijo King-Smith.
El EDTA puede resultar aplicable a la extracción de látex del guayule, aunque Cornish dijo que su laboratorio espera asociarse con químicos de floculantes que puedan ayudar a refinar aún más ese proceso. Ella ha estado plantando, cosechando y extrayendo látex de diente de león TK durante más de una década en Ohio y tiene un invernadero lleno de guayule en el campus de Wooster de Ohio State, donde espera algún día construir una planta de procesamiento de látex a gran escala.
Estamos trabajando a pequeña escala y nos estamos enfocando en mercados de látex premium donde se puede hacer algo de gran valor con materiales mínimos para poder financiar la expansión. Y mientras tanto, estamos haciendo la extracción más eficiente para que podamos hacer el material limpio y puro.
Katrina Cornish
Vía osu.edu
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Pedro Pablo dice
El sembrado de diente de leon en unas 2000 hectareas en un ambiente cuya temperatura es de 19 grados en invierno y 28 grados en verano sera rentable? El verano son solo tres meses La temperatura promedio es de 20 grados el resto del año Para empezar pues hay unas 6000 ha mas.