Cómo los nuevos métodos de calentamiento mejoran la fabricación de origen biológico
Al sector industrial no le faltan objetivos de sostenibilidad. Lo más difícil es convertirlos en materiales y procesos que las fábricas puedan utilizar a diario con una calidad predecible. El proyecto financiado con fondos europeos GREEN-LOOP(se abrirá en una nueva ventana) abordó esta carencia desarrollando alternativas de origen biológico y adaptando las líneas de fabricación para que estos materiales puedan procesarse con un control más estricto y una menor demanda de recursos. En el marco del programa «Digital, Industria y Espacio» de Horizonte Europa, el proyecto diseñó y optimizó tres componentes de origen biológico: paneles de caucho para aplicaciones multifuncionales, tapones de bioplástico para botellas de aceite y cojinetes de compuesto de madera para máquinas de inyección de plástico. Además de los materiales, GREEN-LOOP examinó la producción, el seguimiento y la gestión al final de la vida útil, con el objetivo de minimizar los residuos y mejorar la circularidad en cada cadena de valor.
Reequipamiento de líneas de producción para procesar materiales de origen biológico
El paso de los compuestos fósiles a los de origen biológico suele poner de manifiesto un problema fundamental: los equipos existentes se diseñaron pensando en materiales predecibles y ventanas de procesamiento estables. El equipo de GREEN-LOOP se centró en la modernización, combinando mejoras específicas con supervisión y optimización digital para adaptar las líneas actuales en vez de sustituirlas. Una de las principales lecciones se refería a la sensibilidad durante el tratamiento. Como explican los coordinadores del proyecto, Luis Enrique e Ignacio Fernández: «Los materiales de origen biológico suelen ser más sensibles a las condiciones de formulación y procesamiento que los convencionales, por lo que lograr una resistencia mecánica o al desgaste comparables requiere un control más estricto y un diseño más inteligente».
Tratamiento por microondas y ultrasonidos para una producción más limpia y eficaz
El equipo de GREEN-LOOP probó métodos de procesamiento avanzados para mejorar el suministro de energía. Se estudió el calentamiento por microondas para la extrusión y el moldeo por inyección, utilizando la modelización para orientar el diseño de los equipos y favorecer un calentamiento más uniforme. Los ultrasonidos se integraron en múltiples etapas, incluida la extracción de lignina y la desvulcanización del caucho. Al suministrar la energía más cerca de donde se necesita, estos planteamientos pueden acortar el tiempo de procesamiento y reducir las pérdidas térmicas. En la práctica, el proyecto permite ahorrar energía, mejorar el control de los procesos y reducir las emisiones gracias a estas mejoras. Paralelamente se desarrollaron materiales como el uso de recursos renovables, como el corcho, y polímeros de origen biológico, como la lignina. Además, los aditivos se seleccionan para favorecer el rendimiento en aplicaciones específicas.
Diseñar rutas para el final de la vida útil que funcionen fuera del laboratorio
«Mejorar la producción es solo la mitad del trabajo si los productos siguen acabando como residuos», afirman los coordinadores del proyecto. El equipo de GREEN-LOOP trató el fin de la vida útil como una restricción de diseño y no como un problema posterior. El método del ciclo de vida del proyecto abarcaba el abastecimiento, la fabricación y el uso, a la vez que mantenía desde el principio las vías de reutilización, reacondicionamiento y reciclado. Esta etapa resultó difícil por razones que van más allá de la ciencia de los materiales. Como afirman los coordinadores del proyecto, «la optimización de la fabricación de materiales a lo largo de todo el ciclo de vida ha revelado que la gestión del final de la vida útil suele ser la fase más difícil en la práctica». Los resultados en el mundo real siguen dependiendo de los sistemas de recogida, la capacidad de reciclaje y la alineación intersectorial. Paralelamente, las demostraciones industriales del proyecto, junto con la evaluación integrada del rendimiento, los costes y los impactos del ciclo de vida, también abordaron una barrera crítica para la adopción industrial: la indecisión impulsada por el riesgo. Los coordinadores del proyecto subrayan que reducir la incertidumbre suele ser más importante que las mejoras técnicas incrementales. Al combinar demostraciones con pruebas a lo largo del ciclo de vida, el equipo de GREEN-LOOP ayuda a los responsables de la toma de decisiones a evaluar la viabilidad con mayor confianza.
