Proyecto Trackway, unión entre investigación y aplicación industrial

Los polímeros son los materiales más versátiles que existen. En gran medida han esculpido la sociedad moderna y, sin ninguna duda, serán necesarios para hacer frente a los desafíos que la humanidad tiene en el Siglo XXI (disponibilidad de energía, agua y alimentos, salud y sostenibilidad).

La investigación de Polymat (UPV/EHU) está centrada en el desarrollo de nuevos polímeros para aplicaciones como producción y almacenamiento de energía, membranas, biomedicina, electrónica y recubrimientos utilizando métodos de producción con bajo impacto medioambiental. Un modo de lograr este objetivo es realizar las polimerizaciones utilizando agua como medio de reacción evitando de esa forma la utilización de disolventes orgánicos más nocivos. El grupo de Procesos de Polimerización de Polymat es líder en el campo de los polímeros dispersos en fase acuosa y colabora con las principales empresas internacionales.

Una de dichas empresas es BASF, una de las mayores empresas químicas a nivel mundial, con la que Polymat ha obtenido un proyecto del programa EID (European Industrial Doctorates), en el marco de la iniciativa Horizonte 2020 de la Unión Europea. El proyecto denominado Trackway (TRAining of innovative, Creative and entrepreneurial researchers in functional WAterborne dispersed polYmers) tiene como objetivo entrenar a la siguiente generación de investigadores industriales, combinando proyectos de investigación innovadores en el campo de la polimerización en fase acuosa con una educación interdisciplinar en competencias transversales. En el proyecto se está formando a tres estudiantes, para los cuales se han diseñado proyectos de investigación enfocados a los polímeros dispersos en agua con nuevas funcionalidades y con menor impacto ambiental. Así, los proyectos se basan en obtener recubrimientos auto-reparables, adhesivos dispersos en agua con respuesta a la temperatura y pinturas exteriores de las que no se lixivien contaminantes.

Los doctorandos van a pasar 18 meses en el ambiente universitario de Polymat, bajo la dirección de los profesores José María Asua, María Jesús Barandiaran y María Paulis, y otros 18 meses en BASF en Ludwigshafen, bajo la dirección de los doctores Clemens Auschra, Roelof Balk y Bern Reck, de forma que los estudiantes estén expuestos a formas diferentes de trabajo y reciban una formación interdisciplinar, que les permita en el futuro hacer frente al reto de convertir el conocimiento en productos útiles, sostenibles y comercializables.

Los principales actores de este proyecto son los tres doctorandos europeos que fueron elegidos entre más de cien solicitantes: Sil Nevejans, Massimo Bandiera y Gordana Siljanovska. Actualmente estos tres doctorandos están en el periodo de estancia de 18 meses en la UPV/EHU, donde hemos hablado con ellos.

“Participar en este proyecto ^_comenta Sil Nevejans, química procedente de la Universidad de Gante (Bélgica)^_ supone crecer en mi conocimiento de las ciencias, pero también como persona en general. Aprender a trabajar en equipo, conocer otras idiomas y costumbres, como las del País Vasco.” El estudio de esta joven doctoranda se centra en recubrimientos autoreparables. “Investigo las estrategias de proceso para la síntesis de dispersiones en base agua de films autocurables útiles para la aplicación en los revestimientos. Imagínate que al aparcar el coche chocas, sin querer, con una columna y produces una pequeña marca en la puerta del vehículo. Si ese polímero es capaz de autorepararse, bien a temperatura ambiente o con un poco de calor, no sería necesario pintar toda la puerta”, explica Sil.

Massimo Bandiera, graduado en química por la Universidad de Venecia Ca' Foscari (Italia), también valora positivamente su participación en esta iniciativa europea. “Mi estancia en la UPV/EHU está siendo muy positiva, porque estoy teniendo la oportunidad de trabajar en un grupo de investigación líder en el área de la polimerización en medio disperso. Asimismo, me permite colaborar e intercambiar experiencias con científicos de todo el mundo, y por tanto, mejorar mis habilidades personales. Desde esa perspectiva, el País Vasco es un excelente lugar para investigar”, indica Massimo. La investigación de Bandiera se basa en el uso de coloides estabilizantes que, unidos químicamente al polímero, consiguen reducir el impacto medioambiental a largo plazo.

“Los látexes comerciales están estabilizados con emulsificantes, moléculas que en general tienen baja biocompatibilidad y biodegradabilidad. Cuando se usan estos látexes como ligantes en formulaciones de pinturas para exteriores, una parte importante de los emulsificantes pueden lixiviar de las fachadas y tejados, y ser eliminados al medio ambiente. Además, una cantidad elevada de emulsificante puede empeorar el desempeño de las pinturas y recubrimientos, porque aumenta la sensibilidad al agua y disminuye la cohesión al sustrato. Mediante el uso de coloides protectores se consigue reducir las emisiones de compuestos químicos a la atmósfera, así como la mejora de las propiedades de los films. En este trabajo se pretende ir un paso más adelante, mediante el uso de coloides que se unan químicamente al polímero, evitando tanto su lixiviación como los efectos dañinos en propiedades”.

“Mi experiencia en este proyecto la valoro como una oportunidad excepcional para aprender sobre polímeros en medio disperso de la mano de científicos de reconocido prestigio. Además, tengo la posibilidad de conocer y trabajar con estudiantes de diferentes países, lo que me permite conocer diferentes tradiciones y culturas, así como ampliar mis contactos profesionales”, comenta a su vez Gordana Siljanovska, química de la Universidad St. Cyril and Methodius de Skopie (Macedonia). Siljanovska analiza el desarrollo de adhesivos en medio disperso con respuesta a la temperatura. “Imagínate que vas al supermercado y pides que te envasen un embutido al vacío. Ese plástico, a temperatura ambiente no se sella pero, al darle un poco de calor, se vuelve adhesivo y se pega. Es un adhesivo que responde a la temperatura y tiene su utilidad industrial en el área del embalaje”. Así, en su trabajo Siljanovska sintetiza “adhesivos termosensibles mediante polimerización radicalaria controlada, un tipo de polimerización diferente a las dos anteriores.

En este caso se utiliza una molécula que es capaz de controlar la estructura de las cadenas de polímero, tanto en cuanto a la cantidad de unidades de monómero que se incorporan como en cuanto a qué monómeros se incorporan. Por lo tanto, añadiendo de manera controlada monómeros que dan lugar a polímeros cristalinos (más duros) y monómeros que dan lugar a polímeros blandos, se pueden obtener las citadas propiedades que cambian con la temperatura”.