Los biocomposites: ancestrales materiales del futuro

Los biocomposites: ancestrales materiales del futuro

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Los composites poliméricos no dejan de ser una especie de tortilla de patata donde un ligante (el huevo) une el refuerzo (la patata) y el sistema completo se comporta como un material único con prestaciones mejoradas. Si además sustituimos alguno de los ingredientes del composite por un material natural, bien sea un biopolímero o una fibra natural, obtendremos un biocomposite.

Los biocomposites están de moda y encuentran múltiples aplicaciones en sectores como la automoción, la construcción, el mobiliario o el menaje. Muchas partes interiores de los vehículos están fabricadas por biocomposites formados por polímeros tradicionales derivados del petróleo, reforzados con fibras como el sisal, el lino o el cáñamo.

BMW, Audi, Opel y Volkswagen, entre otros, son grandes marcas tractoras de este tipo de productos. Recientemente y por primera vez se ha desarrollado en la Universidad holandesa Eindhoven University of Technology una estructura de vehículo eléctrico enteramente en biocomposite formado por un biopolímero (polímeros obtenidos por seres vivos como plantas, bacterias, etc. o derivados de éstos) y fibras de lino. En el sector de la construcción la fibra natural más empleada es la madera para fabricar productos como los denominados “suelos de composite” que podemos encontrar en grandes superficies como Leroy Merlin, y también vallas y revestimientos.

Los estudios indican que el uso de los biocomposites en nuestra sociedad va a seguir creciendo en los próximos años tanto en las aplicaciones en las que ya se viene utilizando como en nuevos productos. En breve encontraremos productos como instrumentos musicales, flautas, clarinetes y guitarras principalmente, fabricados con estos materiales, así como productos cotidianos como macetas, cuencos, sillas, lápices, etc.

El auge de estos materiales proviene principalmente del interés del público en general por disponer de materiales más ecológicos y naturales manteniendo unas buenas prestaciones. Y es que sí, estos materiales fabricados con fibras naturales, y en su versión más sostenible también con biopolímeros, pueden sustituir incluso al metal. Son resistentes, duraderos, y no requieren los cuidados de la madera, aunque la imitan estéticamente francamente bien. El uso de biopolímeros en estos materiales aún no está penetrado totalmente a nivel comercial. Sin embargo, se prevé que en los próximos años los biocomposites 100 % naturales vayan aumentando su cuota de mercado.

Sin embargo, no debemos de caer en el error de pensar que nosotros, los creadores de la era digital y últimos avances técnicos y tecnológicos, hemos ideado estos fantásticos materiales. Al contrario, los biocomposites son un invento de la propia naturaleza. Pongamos algunos ejemplos:

  • La madera: es el biocomposite natural por excelencia. Con una estructura ingenieril de altas prestaciones mecánicas. Está compuesto por un biopolímero que actúa como ligante denominado lignina, siendo la fibra reforzante la celulosa principalmente.
  • Los huesos: también en el cuerpo humano existen materiales composites. Los huesos están formados por una especie de cemento cálcico y fibras de colágeno.
  • El nácar: las conchas de muchos moluscos están formadas por este composite, compuesto por un mineral de carbonato cálcico denominado aragonita y compactado por un biopolímero elástico de conquiolina.

También el hombre primitivo fabricó biocomposites que supusieron el primer sistema constructivo al alcance de todo el mundo:

  • El adobe: el hombre desarrolló este composite a partir de barro y paja. Una de las ciudades conocidas más antiguas, Çatalhöyük, en Anatolia (actualmente parte de Turquía), del VII milenio antes de Cristo, ya tenía las casas construidas con adobe.

Posteriormente, los mongoles fabricaron sus armas, concretamente arcos, en materiales compuestos uniendo las láminas de hueso y maderas con colas animales para dotar a los biocomposites de flexibilidad y resistencia.

A lo largo de los años las técnicas de obtención de biocomposites han mejorado notablemente y se han conseguido grandes avances para que estos materiales cumplan utilidades específicas. Estas características funcionales dependen, no solo de las propiedades de cada elemento que compone el biocomposite, sino también de la relación de cantidades, la geometría, el tamaño o la disposición, de tal manera que variando estos parámetros las propiedades del material resultante variarán. La diversidad de polímeros, fibras naturales y técnicas de transformación que tenemos a nuestro alcance permite diseñar y obtener biocomposites poliméricos con cualquier forma y prestación.

Entre los últimos avances se pueden citar los estudios realizados para conseguir biocomposites para impresión 3D, principalmente a partir de biopolímeros como el PLA, que ya se viene utilizando en esta tecnología, reforzado con fibras de madera.

Por tanto, a pesar de la larga trayectoria de los biocomposites, estos siguen suponiendo aún un reto. La búsqueda de nuevas soluciones a productos tradicionales abren infinidad de posibilidades a estos materiales ecológicos y de buenas prestaciones. Solo necesitamos nuestra imaginación  y “algo” de conocimiento técnico para dar solución a retos como el desarrollo de productos sostenibles durables, ignifugados, ligeros o de altas propiedades mecánicas.

Sobre Miriam García González

Doctora en Ciencias Químicas (UPV-EHU 2003), especializada en Polímeros. Máster “Experto en negocio y tecnología” (Deusto Business School 2015). Premio extraordinario de Doctorado por la UPV/EHU por su tesis. Investigadora senior en TECNALIA desde 2003.

Actualmente es responsable de mercado del segmento Green Composites y directora de proyectos en el área de Materiales en Construcción Sostenible. Ha organizado 6 workshops relacionados con actividades de I+D así como la sesión científica del VII Congreso Internacional de Envolventes Arquitectónicas ICAE2015, publicado 15 artículos científicos en revistas internacionales y 7 en proceedings de congresos, co-editora del libro de ponencias del Congreso ICAE2015, impartido 13 conferencias en congresos y jornadas Internacionales, y participado/coordinado 29 proyectos de I+D incluyendo nacionales e internacionales.

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