Plantas en lugar de petróleo: hacer tangibles las nuevas soluciones de materiales biológicos a escala piloto

Del laboratorio a la escala piloto: un camino pedregoso

21.05.2024

El proyecto conjunto INN PRESSME, financiado por la Unión Europea con unos 14 millones de euros, se puso en marcha hace tres años. El objetivo de los 27 socios del proyecto, procedentes de nueve países europeos, es establecer un ecosistema a escala europea para el desarrollo y la producción de soluciones de envasado, energía y transporte de origen vegetal, reciclables y/o biodegradables, así como de bienes de consumo. Ya se han completado los nueve casos de prueba previstos con prototipos, y los resultados son muy alentadores.

Aitiip/INN PRESSME

Recubrimiento antimicrobiano en suelas de zapatos impresas en 3D. Aitiip, Podoactiva, IWN, Fraunho-fer ISC e IPC participaron en el desarrollo.

El Pacto Verde Europeo ha establecido una hoja de ruta y un ambicioso paquete de medidas para crear una economía europea sostenible y ecológica con cero emisiones netas de aquí a 2050. La Unión Europea también apoya la realización de una Europa más limpia y competitiva en cooperación con los agentes económicos, los consumidores, los ciudadanos y las organizaciones de la sociedad civil a través de su programa de investigación HORIZON, en el que se financia INN PRESSME. INN PRESSME ofrece un enfoque doble para ayudar a las empresas europeas a alcanzar objetivos climáticos ambiciosos.

Por un lado, se desarrollarán materias primas de origen vegetal para nuevos productos y bienes comercializables que, además, sean reciclables. Gracias a la nanotecnología, estos materiales deberían alcanzar e incluso superar el rendimiento de los actuales materiales de origen fósil.

En segundo lugar, hay que apoyar la digitalización proporcionando a las empresas todos los datos y herramientas para modelar la cadena de valor del ciclo de vida que sean compatibles con la conversión de la producción industrial, desde la conversión de las materias primas hasta el procesamiento de los materiales. Esta es la clave para maximizar el uso de materias primas en la economía circular, que también va acompañada de amplios estudios de ACV, ACCL e ICV.

El total de nueve casos de prueba para la producción piloto en sectores muy diferentes se ha completado según lo previsto después de tres años de proyecto. La producción de demostradores a partir de materiales de base biológica para envases, energía, transporte y bienes de consumo respetuosos con el medio ambiente se demostró con éxito a escala piloto. Para ello, las plantas piloto existentes se ampliaron con fondos del proyecto y se adaptaron a los nuevos requisitos.

En el proyecto INN PRESSME, el Instituto Fraunhofer para la Investigación de Silicatos ISC asumió la difícil tarea de preparar los productos fabricados a partir de materias primas vegetales con recubrimientos funcionales especiales de base biológica para sus respectivos requisitos de uso. El Fraunhofer ISC participó en un total de seis casos de prueba. El instituto modificó los materiales bioORMOCER®, que se diseñaron como capas barrera para el sector del envasado. Además de las capas de barrera para envases de papel, se fabricaron capas resistentes a los arañazos y capas ópticas para aplicaciones de automoción utilizando estos materiales ORMOCER® especiales. También se desarrollaron revestimientos antimicrobianos y fáciles de limpiar para productos deportivos y suelas de zapatos.

Del laboratorio a la escala piloto: un camino pedregoso

Lo que funciona en el laboratorio no tiene por qué dar el mismo resultado a escala de producción. Por lo tanto, el aumento de las cantidades de material producido tiene lugar en pasos definidos para realizar los ajustes necesarios en la formulación del material y el proceso de fabricación. En el Fraunhofer ISC, este escalado se llevó a cabo hasta la escala piloto. Por ejemplo, se utilizó un reactor de 100 litros para la síntesis de laca y un sistema de rodillo a rodillo para aplicar las capas de barrera a un papel modificado con nanocapas. Debido a los bajos espesores de capa requeridos, 100 litros son suficientes para hasta 3.000 metros cuadrados de superficie recubierta. Un reto especial en el desarrollo de la formulación de los recubrimientos fue adaptarlos a la calidad y los requisitos de los respectivos sustratos de base biológica. Las propiedades tuvieron que adaptarse de forma muy individualizada, ya que los materiales de base biológica, en particular, tienen superficies complejas y no son muy estables a la temperatura ni resistentes a los productos químicos. El procesado de materiales de origen biológico en procesos de bobina a bobina también suele ser un reto, y las velocidades de ciclo esperadas a menudo sólo se alcanzan con una mayor adaptación.

Sin embargo, a pesar de todos los retos técnicos, los casos de prueba completados con éxito demostraron que el establecimiento de una red de plantas piloto a escala europea en varias instituciones ha sido un éxito, y que la cooperación en las distintas fases de trabajo funciona sin problemas.

Infraestructura bien establecida para las empresas

En el futuro, esta red de plantas piloto estará a disposición de las empresas a través de un Punto Único de Entrada (SEP). Esto les proporcionará un apoyo eficaz en la ampliación de sus propias soluciones de base biológica con una infraestructura excelentemente desarrollada, sin tener que invertir en sus propias plantas. De este modo, INN PRESSME reduce significativamente los riesgos empresariales hasta que los nuevos productos vegetales estén listos para el mercado. El último año del proyecto se utilizará ahora para establecer el SEP y llevar a cabo análisis exhaustivos del ciclo de vida y evaluaciones del final de la vida útil con respecto a la biodegradabilidad y la reciclabilidad.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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