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En la actualidad, México tiene la oportunidad de crear una nueva industria basada en recursos no petroleros a través de la explotación sostenible de sus recursos naturales y de optimizar su agroindustria para enfocarla a la manufactura de productos plásticos sostenibles gracias a la diversidad de sus ecosistemas.
En ese enfoque, como Centro de Tecnología Avanzada, CIATEQ tiene entre sus objetivos el desarrollar nuevos materiales plásticos basados en recursos naturales provenientes de cultivos intensivos que no sean dirigidos a alimentos o de aprovechar en forma integral la biomasa residual de dichos cultivos, así como el de acelerar plataformas tecnológicas propias para contar con paquetes tecnológicos agroindustriales a partir de plantas endémicas del país.
La biomasa puede ser clasificada en función de su tipo en: (1) almidón, (2) hemicelulosa, (3) celulosa, (4) lignina, (5) aceites vegetales y (6) proteínas; donde cada una de ellas genera una plataforma tecnológica para generar productos químicos intermedios hasta llegar a productos finales con uso masivo en diferentes mercados tales como: Industrial, transporte, textil, alimentos, medio ambiente, comunicaciones, uso doméstico, recreativo y en salud e higiene.
En un estudio del Departamento de Energía de EU (2004) se indica que el sector de energía tendrá una transición difícil hacia el uso de productos bio-basados y la expectativa es que el uso de biocombustibles sea inferior al 50 % en 2090. En el sector de químicos, esa transición ya se está realizando, de tal forma que en 2020 se espera un uso del 25 % y en 2090 un uso mayor al 95 %. En el sector de materiales, el uso de madera y fibras naturales es alto y se incrementará aún más en el mediano y largo plazo.
En congruencia con las tendencias tecnológicas, en CIATEQ hemos desarrollado proyectos industriales para el desarrollo de materiales compuestos basados en celulosa usando diferentes fuentes, tales como: pino, paulownia, bagazo de caña, coco, agave, residuos agroindustriales, etc.; los cuales se tratan por métodos físicos y/o químicos para acondicionar la celulosa a ser incorporada en los plásticos cuya aplicación final puede ser la generación de autopartes. En una segunda etapa del proceso de manufactura se realizan aleaciones plásticas usando el proceso de extrusión para mezclar diferentes componentes de una formulación y generar el material compuesto.
Otro ejemplo es el uso de aceites vegetales obtenidos de semillas oleaginosas. Ejemplo: Higuerilla para obtener aceite de ricino, el cual es el precursor de una poliamida denominada como Nylon 11. Asimismo, es factible producir poliésteres, poliuretanos y acrílicos en función de la modificación química y ruta de síntesis partiendo del aceite vegetal.
En el desarrollo tanto de la formulación del plástico usando biomasa como de su procesamiento se identifican variables de control para dar un tratamiento de manufactura avanzada y otorgar competitividad a las empresas para que sea capaz de enfrentar los retos actuales de los mercados nacional e internacional.
Con el uso de fibras naturales se abrió una ventana de oportunidad para incorporar otros compuestos en mezclas plástico/fibras naturales ya que es necesaria la compatibilización de las fibras y, por lo tanto, existen diversas técnicas de compatibilización para mejorar la interacción de las fibras con el plástico permitiendo un mejor desempeño del nuevo material. Así también, es factible adicionar nanocompuestos u otros compuestos para incrementar el refuerzo en propiedades mecánicas deseables en función de la aplicación final del material compuesto. Con este enfoque en CIATEQ establecemos la mejor metodología para formular el material compuesto y establecer los parámetros de control del proceso de extrusión con un enfoque de manufactura avanzada que cumpla con los estándares de calidad que el producto a desarrollar requiera en su sector.
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