Obtención de textiles a partir de biopolímeros (PHB)

Diferentes sectores industriales, tales como el sector textil, embalaje, automoción, construcción u otros, consumen importantes cantidades de polímeros sintéticos, donde su sistema actual de producción, distribución y uso opera de forma casi completamente lineal, siendo un modelo insostenible debido la generación y acumulación de residuos. Además, la gran mayoría de los polímeros sintéticos están diseñados para brindar rendimiento y durabilidad, no para su degradabilidad y reciclabilidad, lo que ha provocado un enorme problema de acumulación de residuos en las últimas décadas. De hecho, a finales de 2019, de los 62 millones de toneladas producidas en Europa, únicamente se recuperaron el 47% de los residuos plásticos post-consumo, donde el 43% fueron incinerados, el 32% reciclados y el 25% depositados en vertederos o en el medio natural.

En el caso del sector textil, el impacto ambiental asociado a su actividad se ha convertido en uno de los temas más preocupantes de la actualidad. De hecho, en 2015, la industria mundial de textiles consumió aproximadamente 79 miles de millones de m³ de agua, generó 1.700 millones de toneladas de emisiones de CO₂ (aproximadamente el 4,6% de emisiones globales de carbono totales), y fue responsable de 92 millones de toneladas de residuos. Por ello, si no se aplican cambios en el modelo industrial actual, las estimaciones indican que estas cifras aumentarán al menos en un 50% para 2030. Por lo que, para reducir esta acumulación de residuos textiles y su correspondiente impacto medioambiental, la nueva normativa europea (Directiva UE 2018/851), recogida en el Pacto Verde Europeo, propone una transición desde el modelo industrial lineal convencional hacia un modelo industrial circular, donde los residuos al final de su vida útil sean transformados en nuevos productos de alto valor añadido.

Con el propósito de impulsar y facilitar la transición industrial en el sector textil AITEX ha llevado a cabo el proyecto Chemup, con el objetivo de obtener textiles a partir de biopolímeros, principalmente, de polihidroxibutirato, PHB. Así, se han desarrollado diferentes productos textiles de origen natural, lo que permite una reducción en la huella de carbono, un ahorro energético asociado a su producción, la eliminación de residuos no biodegradables, así como los problemas medioambientales asociados a su vertido, y un ahorro en el consumo de materias primas de origen fósil.

Por tanto, con la ejecución del proyecto Chemup, se han obtenido diferentes biotextiles para diferentes sectores de la industria mediante procesos convencionales de hilatura por fusión y tejeduría.

1. Agrotextiles

Dentro del sector agrícola y, en concreto, en los campos de cultivo o invernaderos, se emplea una gran variedad de productos textiles, tales como cuerdas, rafias, mallas, etc. Tradicionalmente, este tipo de agrotextiles han sido fabricados a partir de polímeros sintéticos, lo que supone la generación de grandes cantidades de residuos que, en la mayoría de las ocasiones, quedan depositados en el medio natural sin ser gestionados adecuadamente. Por este motivo, mediante procesos convencionales de hilatura por fusión y tejeduría, se han obtenido cuerdas y rafias a partir de PHB, un biopolímero natural y biodegradable.

Por lo que, en una primera etapa, tras la optimización de las variables del proceso de hilatura por fusión, se han obtenido monofilamentos y cinta planas con propiedades mecánicas muy competitivas frente a los convencionales polímeros sintéticos. Más concretamente, se han obtenido monofilamentos de títulos comprendidos entre 90-1700 dtex, así como tenacidades cercanas a 2.5 g/den y elongaciones del 30%. En el caso de la cinta plana, se obtuvieron cintas con títulos cercanos a los 3000 dtex y tenacidades-elongaciones de 20 cN/dtex y 40%, respectivamente. Posteriormente, es una segunda etapa, a partir de las cintas y los monofilamentos obtenidos, se han desarrollado rafias y cuerdas de diferente tamaño (16-32 cabos, 1-3 almas) mediante tejeduría de calada y trenzado, respectivamente.

2. Textil-moda

Tal como se ha descrito previamente, el impacto ambiental asociado al sector textil se ha convertido en uno de los temas más preocupantes de la actualidad. El creciente consumo de bienes textiles por parte de la población, unido al modelo de consumo actual y al concepto 'fast-fashion', está provocando la generación de grandes cantidades de residuos, donde solo en España se estima que el residuo anual de ropa asciende a 1 millón de toneladas. Actualmente, con las tecnologías de reciclado disponibles en Europa, menos del 1% de los residuos textiles son transformados en nuevas prendas o productos textiles de alto valor añadido. Por tanto, ante los malos resultados que se están obteniendo con las tecnologías de reciclado disponibles, se está haciendo un gran esfuerzo en el desarrollo de nuevas fibras a partir de polímeros de origen natural.

Por lo que, con el objetivo de desarrollar prendas textiles a partir de PHB, además de monofilamentos y cinta plana, se han obtenido hilos multifilamento (48 filamentos) mediante procesos convencionales de hilatura y texturizado por aire. Así, se han producido fibras con excelentes propiedades mecánicas, lo que ha permitido la confección de diferentes prototipos textiles mediante técnicas convencionales de tejeduría circular y de calada.

Gracias al desarrollo del proyecto Chemup por AITEX, se ha conseguido avanzar en la obtención de hilos sostenibles y respetuosos con el medio ambiente, contribuyendo así a la implementación de un modelo de economía circular en el sector textil.

Más concretamente, respecto al procesado de fibras a partir de biopolímeros, se ha obtenido cinta planta, hilos monofilamento e hilos multifilamento de PHB, siendo un material totalmente novedoso con propiedades prometedoras para la industria textil. Con ello, se introduce una nueva fibra en este sector y se amplía el espectro actual de las biofibras disponibles.

Proyecto que cuenta con el apoyo de la Conselleria d’Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball de la Generalitat Valenciana, a través del IVACE. (IMAMCI/2021/1)