Por: Mayky André Olivos Ramírez* Dr. Ernesto Hernández Hernández** y Dr. José Francisco Hernández Gámez**
*Maestro en Tecnología de Polímeros por el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA). Actualmente es estudiante del Doctorado en Tecnología de Polímeros en la misma institución. [email protected]
**Investigadores de los Departamentos de Materiales Avanzados y Procesos de Transformación del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), [email protected] y [email protected]
La palmera de coco Cocos Nucífera L es una planta que apropiadamente es llamada “el árbol de mil usos”, ya que se puede aprovechar todas sus partes (hoja de palma, tallo, agua, pulpa, cáscara y fibra).
Tiene una gran variedad de aplicaciones en áreas como la industria cosmética, agricultura, alimentación, medicina y productos para el hogar como se muestra en la Figura 1 1.
Específicamente la fibra de coco es el componente que más se deshecha como residuo agroindustrial, ya que se generan anualmente alrededor de 61,520,382 toneladas de coco en todo el mundo 1,2.
Esta fibra puede ser revalorizada y aprovechada en la industria del plástico y en otras industrias, ¿Quieres saber cómo?
La fibra de coco está constituida por componentes lignocelulosicos: celulosa, hemicelulosa y lignina.
De estos tres, la celulosa ha ganado mayor interés debido a sus propiedades inherentes como agente reforzante en matrices poliméricas, proporcionándoles mayor resistencia al esfuerzo y tenacidad, contribuyendo en la biodegradación y disminución del peso de los biocompuestos y además tienen la capacidad de mejorar las propiedades térmicas, mecánicas y acústicas 2.
Sin embargo, la fibra de coco al igual que otras fibras naturales tiene la desventaja de tener una pobre adhesión interfacial con las matrices poliméricas, debido a su carácter hidrofílico.
Por tal motivo, se requiere de una modificación superficial o diferentes tratamientos químicos como son: alcalinos, ácidos, injertos, blanqueadores, entre otros.
Adicionalmente, la principal desventaja de utilizar tratamientos químicos es la generación de sustancias residuales y el uso de concentraciones elevadas que pueden dañar a las fibras provocando una disminución en sus propiedades 3.
Actualmente en el equipo de trabajo en el Laboratorio Nacional en Innovación y Desarrollo de Materiales Ligeros para la Industria Automotriz (LANIAUTO) se han desarrollado técnicas ambientalmente amigables (tratamiento de ultrasonido, plasma y radiación por microondas) para el tratamiento de diversas fibras naturales como la de agave, plátano y coco.
Lo destacable de estas tecnologías es que son eficientes y optimizan los pasos para obtener fibras de celulosa puras; lo que permite ser utilizadas en matrices poliméricas biodegradables para el desarrollo de biocompuestos poliméricos.
Una vez modificada la superficie de la fibra de coco puede ser mezclada en estado fundido mediante técnicas de procesamiento como el moldeo por extrusión, inyección o compresión.
Adicionalmente, para mejorar las propiedades fisicomecánicas se pueden agregar agentes compatibilizantes, o bien usar más de dos reforzantes o matrices poliméricas durante el mezclado, incrementando significativamente las propiedades de los materiales poliméricos.
Algunos biocompuestos poliméricos reforzados con fibra de coco han sido dirigidos hacia la fabricación de interiores y piezas automotrices, materiales espumados, botellas y bolsas plásticas biodegradables, membranas poliméricas, empaque de alimentos, entre otros 4.
Actualmente debido al interés en la economía circular y al desarrollo de materiales sustentables, los materiales plásticos que contengan fibras naturales y específicamente fibra de coco serán utilizados cada vez más para otras aplicaciones de mayor valor agregado.
Cabe mencionar que el desarrollo de biocompuestos poliméricos ha sido estudiado durante la última década por la comunidad científica, en donde se han encontrado algunas limitaciones y retos en cuanto a las propiedades fisicomecánicas y su grado de biodegradación en aplicaciones del sector industrial y productos de primera mano, por lo que se continúa trabajando en el estudio, análisis y elaboración de materiales capaces de cubrir las necesidades de la sociedad y la industria mediante alternativas o tecnológicas amigables con el medio ambiente.
En este sentido, en el equipo LANIAUTO del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) se continúa trabajando en el estudio y caracterización de la fibra de coco para conocer su microestructura y así aprovechar sus propiedades que nos permitan fabricar materiales ligeros para diversas aplicaciones.
De esta manera, estamos alineados y contribuyendo al punto número doce en materia de producción y consumo responsables de la agenda 2030 5.
