Proyecto Agromatter: valorización de residuos y subproductos agrícolas para el desarrollo de nuevos materiales textiles

Antecedentes

En julio de 2021, Aitex fue reconocido como Centro de Excelencia Cervera por parte del CDTI, Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial, mediante la concesión de la propuesta Agromatter presentada en la convocatoria de ayudas destinadas a Centros Tecnológicos de Excelencia ‘Cervera’, en el marco del Programa Estatal de Generación del Conocimiento y Fortalecimiento Científico y Tecnológico del Sistema de I+D+I, del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020. Dicha propuesta se centra en la constitución de una agrupación formada por cinco centros tecnológicos altamente complementarios en los ámbitos agrícola, biotecnológico y de ciencia de materiales: Aitex, Itene, Andaltec, CTAEX y CTNC.

Cada año el sector agroalimentario genera alrededor de 30 millones de toneladas de residuos en España, que provienen del sector primario, de la industria agrícola y ganadera, tanto de excedentes agrarios y cárnicos como de desperdicios y pérdidas en los procesos de distribución.

La Agrupación Cervera Agromatter tiene por objetivo la constitución de una red de Centros Tecnológicos de Excelencia científico-técnica en el ámbito de la Economía Circular aplicada al desarrollo de materiales biobasados para aplicaciones técnicas y alcanzar así un posicionamiento como centros de I+D de referencia tanto a nivel nacional como internacional, de manera que redunde en un crecimiento en proyectos de I+D y en acciones de transferencia de tecnología al tejido empresarial.

Esta agrupación centra sus capacidades tecnológicas actuales y futuras en el estudio de valorización de residuos y subproductos del ámbito agrícola en el desarrollo de nuevos materiales de bajo impacto medioambiental, de fácil reciclabilidad y con un ciclo de vida perfectamente definido para las aplicaciones objetivo inicialmente previstas. El fin último de la Agrupación Cervera Agromatter es la dinamización de los sectores industriales representados por los centros tecnológicos que la conforman a través de la transferencia de tecnología y conocimiento técnico, propiciando nuevas oportunidades de negocio relacionadas con la temática de esta iniciativa.

Cada año el sector agroalimentario genera alrededor de 30 millones de toneladas de residuos en España, que provienen del sector primario, de la industria agrícola y ganadera, tanto de excedentes agrarios y cárnicos como de desperdicios y pérdidas en los procesos de distribución. De hecho, el 47% de los residuos agroalimentarios se producen en las fábricas de procesamiento de alimentos.

El papel de Aitex en este proyecto es el de coordinación de la red, además de aumentar el nivel de conocimiento en el proceso de desfibrilación, en el proceso de hilatura de biopolímeros derivados de fuentes vegetales, en la fabricación de no tejidos mediante el uso de distintas tipologías de residuo, en la fabricación de materiales símil-madera a partir de residuos agrícolas y agroforestales, en la implementación de colorantes naturales derivados de residuos agrícolas en procesos de tintura textil sostenible, así como la implementación de principios activos naturales derivados de residuos agrícolas en procesos de cosmética.

Más de un millón de toneladas de residuos textiles son generados cada año en España, unos 20-30 kilos por persona, de los cuales únicamente se recogen 110.000 toneladas, representando menos de un 10% del total, haciendo que el 90% restante acabe finalmente en un vertedero, donde su recuperación y/o revalorización es imposible. Gran parte de estos textiles (alrededor del 52%) están formados por poliéster (PET), un polímero termoplástico que proviene del petróleo, el cual no es capaz de degradarse —puede tardar más de 130 años en descomponerse— lo que agrava aún más el problema de los restos de textil que son desechados directamente al medio ambiente.

La concienciación por lograr una mayor sostenibilidad y la necesidad de instaurar una Economía Circular, en la que se minimicen los residuos y los que sean inevitables de generar se reutilicen, va calando en todos los sectores y la Unión Europea apuesta por ello.

Una de las tecnologías aplicadas para el desarrollo de soluciones Agromatter es el proceso de hilatura por fusión multifilamento de biopolímeros termoplásticos, ‘melt spinning’, que es el proceso por excelencia para obtener hilos sintéticos y es por el cual se obtiene el mencionado poliéster (PET), material que constituye más del 50% de todos los textiles a nivel mundial. Consiste en fundir y extruir un polímero termoplástico, haciéndolo pasar por una placa perforada con un número de agujeros entre 12 y 144 con una forma y diámetro determinados, formando los diferentes filamentos del hilo, que son luego reunidos, tensionados y transportados hasta una bobinadora que los encona en un cilindro de cartón.

En los últimos años, la búsqueda por sustituir el PET por una solución más sostenible ha dado con el desarrollo de los biopolímeros, materiales termoplásticos que provienen de fuentes renovables no fósiles y que tienen la capacidad de ser degradados, eliminando sus residuos, tales como el ácido poliláctico (PLA) o el polihidroxibutirato (PHB). Estos biopolímeros son sintetizados a partir de materia natural y orgánica, por lo que —a través de las tecnologías seleccionadas para el desarrollo de soluciones Agromatter— los residuos agroalimentarios pueden ser revalorizados y transformados en los precursores de estos que, mediante el uso de las técnicas y procesos estándar existentes, acaban formando los mencionados materiales.

Es por ello por lo que se llevaron a cabo diferentes pruebas utilizando las instalaciones de las que dispone Aitex en las que se buscaba confirmar la posibilidad de utilizar biopolímeros derivados de residuos agroalimentarios como material base para producir hilos multifilamento.

Hasta la fecha, se ha verificado la viabilidad técnica de la hilatura por fusión multifilamento de biopolímeros como PLA y PHB. Los hilos obtenidos muestran propiedades mecánicas similares a las soluciones convencionales y tienen un gran potencial de alcanzar aplicaciones en el textil moda y hogar, constituyendo una alternativa real al uso del poliéster. Además, esto se ha llevado a cabo sin aplicar grandes modificaciones, ni al proceso ni a la configuración del equipamiento utilizado, lo que certifica que su implantación a nivel industrial no supondría un esfuerzo tal que frenara su desarrollo.

Agradecimientos

Este proyecto está financiado por el CDTI (Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial), a través del Ministerio de Ciencia e Innovación, en el marco de ayudas destinadas a Centros Tecnológicos de Excelencia ‘Cervera’ (Expediente: CER-20211013).