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Materiales compuestos con fibras naturales y bio-resinas

Julio Vidal Navarro, Departamento de I+D de Aitiip Centro Tecnológico

04/11/2019

El cierre del proyecto Life Recysite, en el que Aitiip Centro Tecnológico ha participado, ha permitido demostrar que es posible producir paneles de material compuesto con muy alta carga de origen renovable.

Estos paneles resultan de una combinación de fibras naturales procedentes de los residuos de la producción agrícola junto con resinas bio-basadas (ELO – resinas epoxi de aceite de lino) que a su vez son mezcladas con huminas (un subproducto de la fabricación de biopolímeros). Además de su origen renovable Además, algunos de los materiales compuestos fabricados con materiales vegetales generados en el proyecto pueden llegar a ser reciclados mecánicamente al menos 10 veces.
Como cada sector tiene requerimientos específicos se fabricaron dos tipos de piezas, una para ser usada en el ámbito de la construcción como panel para la separación de espacios o fachada ventilada. La segunda categoría de piezas fue realizada para el sector del transporte como parte estructural del suelo para ferrocarriles y autobuses.
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Imagen 1: Panel para el sector de la construcción, demostrador desarrollado por Aitiip.

Los componentes

Los materiales compuestos están formados por dos elementos: un refuerzo (fibras) y una matriz (resina). La unión de esos materiales genera uno nuevo que tiene mejores propiedades que la suma de los dos de forma individual. Pero… ¿En qué se diferencia un material compuesto tradicional de un material compuesto de origen renovable? Veamos la siguiente tabla.
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TABLA

Fibras naturales

En el marco del proyecto se hicieron pruebas con diferentes fibras naturales, tejidas y no tejidas. En el caso de las no tejidas se utilizaron fibras de cáñamo, yute y lino compactadas de distintas calidades y en el caso de las fibras tejidas se usaron de lino, proviniendo las dos últimas de restos de cosecha hasta ahora no aprovechables. Estas fibras naturales ofrecen buenas propiedades mecánicas con una densidad muy baja (1,3-1,5g/cm3) frente a la fibra de vidrio (2,5 g/cm3).

Resinas

Las resinas actúan como aglutinante y pegamento, manteniendo las fibras unidas y protegiéndolas del exterior. En nuestro caso hemos usado ELO (resinas epoxi proveniente de aceite de lino), junto con huminas, que son un subproducto de la fabricación de biopolímeros y que permite reducir la cantidad de resina. Además se utiliza un endurecedor que acelera el proceso.

Resultados

Se hicieron pruebas con distintas combinaciones para validar en los sectores del transporte y de la construcción. Los resultados demuestran que dependiendo de los requerimientos finales estos materiales compuestos pueden usarse, ayudando a mejorar la sostenibilidad de los mismos y sin reducir la calidad.

Fibras no tejidas con bioresinas y huminas

Esta combinación tiene las propiedades mecánicas más bajas de todas las opciones, sin embargo puede ser utilizada en el sector de la construcción como panel modular para la separación de espacios. Además la incorporación de las humins mejora considerablemente la resistencia al fuego, lo que hace todavía más atractivo su uso.
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Imagen 2: Resistencia al fuego de los paneles.

Lino tejido con bioresinas y huminas

Esta segunda propuesta demostró buenas condiciones de flexión y tracción pero sin embargo no lo suficiente para el sector del transporte, siendo este un objetivo del proyecto, así que se buscó una nueva formulación.

Lino tejido con resinas de origen fósil y huminas

En esta tercera opción se sustituyó la resina biobasada por una resina epoxy comercial mezclada con un 25% de humins. Esta combinación demostró ser útil para el sector del transporte, siendo las propiedades mecánicas de la pieza final comparables a las de una fabricada con fibra de vidrio.
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Imagen 3: Propiedades frente a la tensión

El resultado del proyecto ha sido demostrar que es posible fabricar materiales compuestos con entre un 7,5% y un 90% de contenido de origen renovable cumpliendo requerimientos. El uso de estos materiales renovables, que son subproductos de la agricultura y de la fabricación de los biopolímeros, permite reducir costes y fabricar materiales más sostenibles. Aunque queda todavía mucha investigación por realizar, una parte ya en marcha a través del proyecto ECOXY del que también Aitiip forma parte, en el que algunos resultados reales ya son palpables.

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TABLA

Más información en www.recysite.eu y www.aitiip.com

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Comentarios al artículo/noticia

#3 - Ivan Giraldo
15/04/2020 22:02:24
Estamos interesados en adquirir una muestra de las bio-resinas para realizar pruebas. Como las podemos obtener? Cordial saludo
#2 - Julio Vidal
05/11/2019 11:39:27
Hola Teodoro, Muchas gracias por tu interés en la investigación. En el caso de los materiales realizados para suelo de autobús y suelo de ferrocarril, es posible que los materiales cumplieran los requerimientos mecánicos necesarios. El panel constructivo no seria capaz de satisfacer dichos requerimientos. Respecto al comportamiento de los materiales en una celda electrolítica no te puedo decir nada, dado que nosotros no hemos estudiado el comportamiento del material con los diferentes químicos presentes en una celda electrolítica.
#1 - Teodoro Mario Alonso Paniagua
05/11/2019 9:43:11
Me interesa para recubrir tubos de acero 1010 en gran volumen totusa 2 @ gmail . Com. Y si funcionaria este recubrimiento como celda electrolito a inerte !

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