Nueva tesis doctoral en Inescop sobre valorización sostenible de la paja de arroz para el sector del calzado
Inescop alcanza su tesis doctoral número 32 —la segunda defendida en 2026— con la investigación del doctorando Víctor Manuel Serrano Martínez sobre la valorización sostenible de biopolímeros de la paja de arroz, un trabajo que supone un nuevo avance en el desarrollo de materiales renovables para el sector del calzado. La tesis ha sido realizada en el marco del Programa de Doctorado en Ciencia de Materiales de la Universidad de Alicante, con Mención de Doctorado Industrial, en estrecha colaboración con el centro tecnológico.
La investigación aborda uno de los grandes retos actuales del sector: la sustitución de materias primas de origen fósil por alternativas renovables, sin comprometer las prestaciones técnicas exigidas por la industria del calzado. Para ello, la tesis se centra en la valorización de la paja de arroz, un subproducto agrícola generado en enormes volúmenes: a escala global se estiman entre 650 y 975 millones de toneladas al año, y solo en la Comunitat Valenciana, donde se cultivan más de 15.000 hectáreas de arroz, se producen entre 75.000 y 90.000 toneladas anuales de este residuo.
Su gestión sigue siendo un desafío ambiental y económico, especialmente en entornos como la Albufera de Valencia, donde la quema o el manejo inadecuado pueden agravar problemas de calidad del aire y del agua. En este contexto, convertir la paja de arroz en fuente de biopolímeros funcionales para adhesivos, suelas y otros materiales poliméricos se plantea como una vía real para aliviar esta presión y avanzar en economía circular.
El trabajo se centra en el aprovechamiento de la celulosa y la lignina, dos biopolímeros estructurales de la paja de arroz, mediante un tratamiento de biorrefinería basado en un proceso de explosión de vapor optimizado. A partir de este pretratamiento, se obtienen fracciones lignocelulósicas con las características adecuadas para su transformación en materiales de alto valor añadido para aplicaciones reales en calzado.
Celulosa: refuerzo natural para suelas y materiales avanzados
La celulosa recuperada se emplea como carga natural de refuerzo en matrices elastoméricas de caucho estireno-butadieno (SBR) y poliuretano termoplástico (TPU), utilizadas habitualmente en suelas de calzado.
Asimismo, se han obtenido nanocristales de celulosa con potencial aplicación como nano-refuerzo como nano-refuerzo en materiales poliméricos avanzados, abriendo nuevas posibilidades para el desarrollo de compuestos más sostenibles y de altas prestaciones mecánicas.
Lignina: biopolioles renovables y efecto antimicrobiano
La lignina obtenida se valoriza mediante dos rutas complementarias de gran interés industrial.
Por una parte, se transforma en un biopoliol de origen renovable, empleado en la formulación de adhesivos termofusibles de poliuretano reactivo (HMPUR). Los resultados demuestran la viabilidad de sustituir parcialmente polioles de origen fósil sin afectar negativamente a la reactividad, la estabilidad térmica ni a las prestaciones adhesivas exigidas en uniones típicas del sector del calzado.
Por otra, se explota el carácter polifenólico de la lignina como agente antimicrobiano, incorporándola en compuestos elastoméricos de SBR capaces de reducir significativamente la proliferación bacteriana, manteniendo al mismo tiempo un comportamiento mecánico adecuado.
De residuo agroindustrial a recurso estratégico para el calzado
Los resultados obtenidos por Victor Serrano en su tesis ponen de manifiesto que la paja de arroz puede dejar de considerarse un residuo problemático para convertirse en una fuente renovable de biopolímeros funcionales, aplicables en adhesivos, suelas y materiales poliméricos con valor añadido.
Además, la investigación demuestra que es posible integrar sostenibilidad, rendimiento técnico y orientación industrial dentro de una misma estrategia, alineada con los principios de economía circular y con las necesidades reales del sector.
La tesis ha sido dirigida por la Dra. Avelina Antonia García García, profesora de la Universidad de Alicante, y por la Dra. Elena Orgilés Calpena, directora de Tecnologías y Materiales en Inescop, y ha sido evaluada por un tribunal formado por la Dra. María Salvadora Sánchez Adsuar, profesora titular de la Universidad de Alicante (departamento de Química Inorgánica), el Dr. Jalel Labidi Bouchrika, investigador senior de la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea (departamento de Ingeniería Química y del Medio Ambiente), y el Dr. Miguel Carmona Cabello, investigador senior de la Universidad de Córdoba (departamento de Química Física y Termodinámica Aplicada).
Con este nuevo trabajo doctoral, Inescop refuerza su papel como centro de referencia en investigación aplicada y transferencia de conocimiento en materiales sostenibles y bioeconomía, impulsando soluciones innovadoras que permiten avanzar hacia un calzado más respetuoso con el medio ambiente sin renunciar a las prestaciones técnicas que exige el mercado.
Esta tesis se ha desarrollado en el marco de dos proyectos de investigación coordinados por Inescop: BIOTECH-RICE, centrado en soluciones biotecnológicas para la valorización de la paja de arroz y financiado por la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades; y STRAW4FOOTWEAR, que impulsa el aprovechamiento de este residuo agroindustrial en nuevos materiales para el calzado y está financiado por IVACE+i. Ambos proyectos han proporcionado el soporte científico, técnico y financiero necesario para que los resultados de la tesis puedan proyectarse hacia futuras aplicaciones industriales.