Transformar residuos agroindustriales en materiales con valor tecnológico y ambiental fue el eje de la investigación doctoral de Carlos Manterola Barroso, recientemente graduado del Doctorado en Ciencias de Recursos Naturales de la Universidad de La Frontera. Su tesis propone nuevas aplicaciones para las cáscaras de avellana y nuez, subproductos generados en grandes volúmenes por la industria frutícola.

Titulada “Multi-disciplinary valorization of hazelnut and walnut shells directed to the manufacture of green-improved materials in a circular bio-economy framework”, la investigación fue desarrollada en el Laboratorio de Fisiología y Nutrición de Frutales, bajo la supervisión del Dr. Cristian Meriño Gergichevich, académico del Departamento de Producción Agropecuaria.

El estudio se centró en el potencial de aprovechamiento de las cáscaras de avellana y nuez, subproductos que históricamente han tenido un uso limitado o han sido descartados. Estas cáscaras representan entre el 50% y el 60% del peso del fruto, lo que implica la generación de grandes volúmenes de residuos; solo en Chile, la industria de la avellana produce cerca de 27 mil toneladas anuales. Se trata de una biomasa lignocelulósica rica en compuestos como celulosa, hemicelulosa y lignina, cuyas propiedades químicas y estructurales fueron analizadas para evaluar su potencial de uso en aplicaciones industriales.

A partir de este recurso, la investigación caracterizó sus propiedades químicas, antioxidantes y microestructurales, analizando además cómo estas varían entre distintas temporadas productivas. Los resultados permitieron identificar una relación entre el color de las cáscaras y su capacidad antioxidante, lo que abre la posibilidad de evaluar su calidad mediante métodos no destructivos para su clasificación y utilización a escala industrial.

Como parte del trabajo experimental, la tesis evaluó el uso de este residuo agrícola como aditivo en dos ámbitos: la fabricación de tableros de partículas de densidad media y la modificación de ligantes asfálticos. En el primer caso, la incorporación de cáscaras de nogal permitió aumentar en un 34% la resistencia interna de los tableros sin afectar su estabilidad dimensional. En el segundo, compuestos fenólicos presentes en las cáscaras demostraron capacidad antioxidante para reducir el envejecimiento oxidativo de los ligantes asfálticos, aportando evidencia sobre su potencial uso en infraestructura vial.

Proyección internacional y colaboración científica

Durante su formación doctoral, el Dr. Manterola realizó una pasantía de investigación en la Universidad de Zagreb, en Croacia, específicamente en la Facultad de Agricultura y el Departamento de Mejoramiento de Suelo, donde trabajó junto al Dr. Gabrijel Ondrašek y la Dra. Jelena Horvatinec.

Esta experiencia permitió consolidar colaboraciones científicas que se tradujeron en diversas publicaciones conjuntas. Según explicó el investigador, el trabajo desarrollado ha derivado en una productividad científica relevante. “Todo esto generó mucha colaboración en términos de publicaciones: cuatro artículos publicados como primer autor, uno aceptado y dos enviados; además de más de nueve colaboraciones adicionales, algunas también enviadas en conjunto con ese grupo de trabajo. Entonces, sin duda, dio muchos frutos”.

La estadía también dio origen a reconocimientos internacionales. Entre ellos, el Premio a la “Innovación del año 2023” otorgado por la Asociación Croata de Innovación, y la medalla de plata en la 15ª Feria Internacional de Innovaciones en Agricultura, Industria Alimentaria y Mecánica Agrícola (AGRO ARCA), distinción obtenida por el desarrollo de su investigación titulada “Compuestos innovadores basados en biorresiduos”. 

Reconocimientos y valoración del doctorado

A estos logros se suman otros hitos obtenidos durante su proceso formativo. En 2025 participó en el XI International Congress on Hazelnut, realizado en Beijing, China, donde obtuvo el premio a la mejor exposición oral del congreso. Ese mismo año recibió también un reconocimiento al espíritu innovador y al estudiante de postgrado destacado en la feria Somos UFRO.

El desarrollo de su investigación contó además con distintos apoyos y fuentes de financiamiento, entre ellos el apoyo de tesis de la Universidad de La Frontera, beneficios complementarios de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) y la adjudicación de dos proyectos VIU. Parte de su trabajo se desarrolló también en colaboración con las empresas Bioforest (Arauco S.A.) y Oxiquim S.A., vinculando el trabajo científico con desafíos tecnológicos del sector productivo.

Al evaluar su paso por el programa, el investigador destacó el ambiente académico y las oportunidades de desarrollo interdisciplinario que ofrece el Doctorado en Ciencias de Recursos Naturales. “En cuanto a mi experiencia en el Doctorado, fue maravillosa, porque es un espacio donde se te permite crecer sin límites ni barreras. Fueron cuatro años duros y muy exigentes, pero a la vez muy satisfactorios y exitosos”, señaló.

Asimismo, valoró la flexibilidad del programa para explorar distintas líneas de investigación. “El doctorado tiene un plus que quizás otros no tienen: la versatilidad que puede otorgarte en términos de diferentes áreas de desarrollo y diferentes líneas de investigación. Creo que fue un espacio académico de muy alta calidad, en el cual me pude desenvolver y encontrar una línea de investigación que me gustaba y que ya venía desarrollando”, señaló.

Tras obtener el grado de doctor, el Dr. Manterola proyecta continuar desarrollando esta línea de investigación a través de nuevas iniciativas académicas y de innovación, incluyendo la postulación a un proyecto posdoctoral. “La idea es seguir la misma línea de investigación y continuar desarrollando la carrera a la par de la investigación y la docencia, siempre con esta articulación entre la academia y la industria”, concluyó.