Aquest article ha estat escrit originalment en castellà. L'hem traduït automàticament per a la vostra comoditat. Tot i que hem fet esforços raonables per a aconseguir una traducció precisa, cap traducció automática és perfecta ni tampoc pretén substituir-ne una d'humana. El text original de l'article en castellà podeu veure'l a Desarrollo de tuberías para microirrigación biodegradables mediante compuestos en base PLA

El projecte, finançat per la UE, finalitzarà el 30 de juny de 2012

Desenvolupament de canonades per microirrigación biodegradables mitjançant compostos en base PLA

Chelo Escrig Rondán, responsable d'Extrusió de AIMPLAS (Institut Tecnològic del Plàstic)09/12/2011

9 de desembre de 2011

El projecte Hydrus (2009-2012), finançat per la UE, va sorgir amb dos objectius clars: a) desenvolupar un sistema de microirrigación, tant les canonades com els degotadors, completament biodegradable i compostable, que els seus materials mantinguessin totes les seves propietats funcionals durant la seva vida útil i de degradessin completament després del seu ús; i b) resoldre els problemes relacionats amb l'ús d'aquests sistemes de microirrigación com són la seva eliminació, separació i gestió al final de la seva vida útil.

Per complir els objectius al principi, el nou sistema de microirrigación hauria de complir els següents requeriments:

- Mantenir les mateixes propietats mecàniques que les canonades i degotadors actuals suporten en condicions normals d'ús.
- Ser procesable per l'equipament convencional de transformació de plàstics per obtenir les canonades i els degotadors, els processos d'extrusió i injecció respectivament.
- Ser biodegradable i compostable.
- Ser resistent químicament als productes fertilitzants que s'utilitzen en un cultiu.
- Ser reciclable i econòmicament viable.
- Presentar una Anàlisi de Cicle de Vida (LCA) positiu des del punt de vista mediambiental.

Figura 1: Sistemes de microirrigación en cultiu.

Innovacions

Les innovacions a aconseguir durant el desenvolupament del projecte són:

- Desenvolupar un material biodegradable la composició del qual tingui un contingut de font renovable d'almenys un 75 %.
- Conèixer i controlar els processos de reticulación mitjançant extrusió reactiva en matrius polimèriques biodegradables.
- Superar la falta de coneixement tècnic que existeix sobre el procés d'extrusió de canonada en combinació amb un procés d'extrusió reactiva en línia.
- Modificar la resistència tèrmica, química i les propietats mecàniques dels polímers biodegradables existents amb la finalitat d'adaptar-se a les necessitats d'un sistema convencional de micro-irrigació.

Socis del projecte

Per aconseguir els objectius dels projectes es va formar un consorci amb les següents empreses i centres tecnològics. Els diferents socis presenten els rols necessaris per abastar tota la cadena del valor del projecte a desenvolupar.

Figura 2: Socis del projecte i el seu rol dins de la cadena de valor.

Desenvolupament del projecte

Aquest projecte va començar l'1 de juliol de 2009 i finalitza el 30 de juny de 2012. En aquests moments s'ha desenvolupat completament el biocompuesto a utilitzar per a l'obtenció de canonades per al sistema de microirrigación i s'està optimitzant el biocompuesto que s'utilitzarà per a l'obtenció dels degotadors. El material desenvolupat per a l'obtenció de canonada ha estat testat en planta pilot per avaluar la seva procesabilidad i caracteritzat obtenint-se uns resultats molt prometedors.

La canonada obtinguda a nivell industrial serà validada en camp durant els propers 3 mesos en les instal·lacions dels tres usuaris finals que formen part del consorci.

Fins al moment s'ha desenvolupat el biocompuesto a utilitzar per a l'obtenció de canonades per al sistema de microirrigación i s'està optimitzant el biocompuesto que s'utilitzarà per a l'obtenció dels degotadors

Canonades

El biocompuesto desenvolupat per a l'obtenció de canonades en un sistema de micro-irrigació ha estat modificat mitjançant extrusió reactiva i presenta un contingut del 72% en materials procedents de font renovable pot ser processat en un equip convencional d'extrusió de canonades. La figura 3 mostra la línia d'extrusió de canonada a nivell de planta pilot utilitzada.

Figura 3: Extrusió de canonada per microirrigación en planta pilot.

Les característiques d'aquestes canonades han estat avaluades i els resultats són els següents:

a) Propietats en tracció: La determinació de les propietats en tracció del biopolímer desenvolupat s'ha realitzat segons norma UNE-EN ISO 527–3 (juny 1996) + erratum (novembre 2002) i els resultats obtinguts són molt similars al del material tipus utilitzat en l'actualitat per a aquesta aplicació.

Taula1: Propietats en tracció del biopolímer desenvolupat. (*) Entre parèntesi la desviació estàndard.

b) Resistència química i tèrmica: Per avaluar la resistència química, es va preparar un nou procediment basat en la norma: ISO 4433 ‘Thermoplastic pipes - Resistance to liquid chemicals’. En aquest procediment es van testar 2 tipus de fertilitzants, un en estat sòlid i un altre en estat líquid. Les canonades obtingudes en planta pilot van ser immerses en tots dos fertilitzants en una concentració 10 vegades major que la concentració que s'usa normalment en un cultiu tipus durant 1 setmana. Les canonades obtingudes amb el nou biopolímer no presenten pèrdues en les propietats mecàniques, ni problemes estructurals tals com amarilleamiento, fissures, etc. La resistència tèrmica ha estat avaluada, estudiant la temperatura Vicat, tenint en compte que la temperatura màxima d'ús del material es troba entre 10 i 15 graus per sota d'aquesta temperatura.

Taula 2: Resistència química i tèrmica del biopolímer desenvolupat.

c) Pressió interna: En els assajos de pressió interna les canonades van ser sotmeses a 2 bars de pressió durant 24 h a una temperatura de 20 °C i no van sofrir cap modificació ni trencament. La figura 4 mostra les canonades durant l'assaig de pressió interna.

Figura 4: Assajos de pressió interna amb les canonades obtingudes amb el biopolímer desenvolupat a nivell de planta pilot.

d) Biodegradabilidad: Finalment de forma paral·lela, s'han realitzat els assajos de biodegradabilidad segons la norma UNE-EN ISO 14855-1:2008 ‘Determinació de la biodegradabilidad aeròbica final de materials plàstics en condicions de compostatge controlades. Mètode segons l'anàlisi de diòxid de carboni generat. Parteix 1: Mètode general. (ISO 14855-1:2005)’

El bio-compost desenvolupat mostra un grau de biodegradabilidad similar al de la cel·lulosa, línia blava (material de referència), després de 75 dies.

Agraïments

El finançament del present projecte ha estat realitzada per la Unió Europea, sota el Setè Programa Marco (FP7/2007-2013), Sub-programa Capacitats-Investigació per al Benefici de les PIME amb el nombre de contracte 231975.