Los investigadores de UBC Okanagan han adaptado una técnica, originalmente diseñada para embalsamar restos humanos, para fortalecer las propiedades de los biocompuestos y hacerlos más fuertes.
Con la innovación de nuevos materiales y compuestos ecológicos, es fácil pasar por alto materiales como el bambú y otras fibras naturales, explica el profesor de ingeniería mecánica de la UBCO, Dr. Abbas Milani. Estas fibras ahora se utilizan en muchas aplicaciones, como la confección, la industria automotriz, el empaque y la construcción.
Su equipo de investigación ahora ha encontrado una manera no solo de fortalecer estas fibras, sino también de reducir su tendencia a degradarse con el tiempo, haciéndolas aún más respetuosas con el medio ambiente.
«El bambú tiene casi la misma resistencia que el acero dulce y exhibe más flexibilidad», dice el Dr. Milani, director fundador del Instituto de Investigación de Materiales y Manufactura. «Con su bajo peso, costo y abundante disponibilidad, el bambú es un material muy prometedor, pero hasta ahora tenía un gran inconveniente».
El bambú es una de las fibras naturales más cosechadas y utilizadas del mundo con más de 30 millones de toneladas producidas anualmente. Sin embargo, sus fibras naturales pueden absorber agua y degradarse y debilitarse con el tiempo debido a la absorción de humedad y la intemperie.
Usando un proceso llamado plastinación para deshidratar el bambú, el equipo de investigación lo usa como refuerzo con otras fibras y materiales. Luego lo curan en un nuevo biocompuesto híbrido de alto rendimiento.
Desarrollada por primera vez por Gunther von Hagens en 1977, la plastinación se ha utilizado ampliamente para la conservación a largo plazo de restos animales, humanos y fúngicos, y ahora se ha abierto camino hacia aplicaciones de materiales avanzados. La plastinación garantiza la durabilidad del material compuesto tanto para uso a corto como a largo plazo, dice Daanvir Dhir, coautor del informe y recién graduado de UBC Okanagan.
«El compuesto de bambú plastinado se mezcló con fibras de vidrio y polímeros para crear un material que es más liviano y, sin embargo, más duradero que los compuestos comparables», dice Dhir. «Este trabajo es único ya que no hay estudios anteriores que investiguen el uso de tales fibras naturales plastinadas en compuestos de polímeros reforzados con fibras sintéticas».
Dhir dice que este nuevo compuesto híbrido duradero de bambú/fibra de vidrio tejida/polipropileno, tratado con la técnica de plastinación, tiene un futuro prometedor.
Con el apoyo del socio industrial NetZero Enterprises Inc., la investigación muestra que agregar solo una pequeña cantidad de materiales plastinados al bambú puede aumentar la capacidad de absorción de impactos del compuesto, sin perder sus propiedades elásticas. Esto también reduce la tasa de degradación del material.
Se necesita trabajar más en la optimización de este proceso, ya que Dhir dice que la plastinación actualmente requiere mucho tiempo. Pero señala que el beneficio de descubrir la composición correcta de las fibras naturales plastinadas dará como resultado una reducción considerable de los desechos no degradables en muchas industrias, con una menor huella ambiental.
Se están realizando estudios futuros para optimizar e investigar el efecto de plastinar otras fibras naturales, como el lino y el cáñamo. Los investigadores también sugieren que se debe realizar un análisis del ciclo de vida de los materiales bajo diferentes aplicaciones y compararlos con muestras no plastinadas. Esto proporcionará una mejor imagen de la compensación correspondiente entre la huella ambiental y los efectos de durabilidad mecánica.
«Los biocompuestos continúan encontrando nuevas aplicaciones bajo el paradigma de la economía circular», agrega el Dr. Milani. «Las innovaciones en los métodos utilizados para desarrollar estos compuestos garantizarán beneficios en el futuro».
