Estos materiales ofrecen 100 % de desempeño, menos emisiones de CO2, 60-70 % de contenido de carbono renovable y alto desempeño habilitado por la naturaleza.
Por Zona de Pinturas
La economía circular es un modelo que arropa cada vez más al mundo. Este implica un modo de producción y consumo sostenible que involucra los ciclos productivos de diversas materias primas; entre ellas, las de la industria de los recubrimientos. Si bien esta área en sí no genera muchos desechos, está revestida por procesos como la generación de compuestos orgánicos volátiles y con ello gases de efecto invernadero.
De ahí surge la búsqueda de materias primas alternativas de base biológica. Esto se traduce en la extracción de combustibles fósiles, utilizados en el desarrollo de sus materiales, sustituyéndolo por carbono proveniente de fuentes renovables, como es el caso del maíz, a través de un proceso químico.
Así lo explica Joshua Mauricio Ocampo, representante técnico de Ventas de la división Coatings Adhesives & Specialties de Covestro. Esta compañía productora de polímeros mantiene su estrategia de negocio basada en la economía circular y en la búsqueda de soluciones innovadoras que se dirijan hacia un futuro sostenible. De ahí que tenga como meta para el 2025 invertir el 80 % de su presupuesto de Investigación y Desarrollo (I+D) en proyectos que contribuyan a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).
En 2021, el 54 % del presupuesto de los proyectos de I+D de la empresa cumplieron este objetivo. En esa transición de modelo se encuentran otras compañías con el fin de optimizar el uso de materias primas, materiales, energía y los residuos para su reincorporación al ciclo productivo.
Biopolímeros, una alternativa para la industria
“En México sabemos que la industria de los recubrimientos ha ido evolucionando lentamente hacia tecnologías más amigables con el medio ambiente como son los recubrimientos base solvente de altos sólidos, sistemas base agua para madera, recubrimientos libres de plomo, entre otros”, comenta el representante técnico de Covestro.
El profesional destaca que los recubrimientos base poliuretano son considerados por el mercado como de alto desempeño y de gran durabilidad. De ahí que estén presentes en múltiples aplicaciones: automotrices, protección anticorrosiva, pisos industriales, madera y arquitectónicos.
“Actualmente existen ya algunos productos de base biológica como polioles, sin embargo, el endurecedor o poli-isocianato era en su totalidad derivado de combustibles fósiles, siendo esta una limitante para el desarrollo de recubrimientos de poliuretano con un porcentaje significativo de base biológica”, señala.
En ese sentido, la compañía que representa ha desarrollado soluciones para romper con esta barrera como los poli-isocianatos de base biológica, los cuales aportan un alto contenido de carbono renovable al sistema.
Una de las grandes ventajas de estos poli-isocianatos que indica Ocampo es que su porcentaje de carbono renovable puede ser corroborado directamente del producto terminado por medio de métodos analíticos cuantitativos. Esto otorga al fabricante la confianza para etiquetar su producto con el contenido de base biológica de acuerdo a su formulación y le da la posibilidad al usuario final de corroborarlo.
¿Cómo es posible medir el contenido de base biológica en un recubrimiento?
Joshua Mauricio Ocampo, quien es ingeniero químico especialista en polímeros del Instituto Politécnico Nacional (IPN), explica que en nuestra atmósfera terrestre existe una proporción de isotopos de C-14 que se generan por la incidencia de luz solar en los átomos de carbono y que están presentes en las moléculas de dióxido de carbono.
Estas mismas moléculas son absorbidas por las plantas en su proceso de fotosíntesis, en el que transforman el CO2 en O2, por lo que las plantas en todo el planeta contienen la misma proporción de isotopos de C-14 que la atmósfera.
“Esta relación de isotopos de C-14 disminuye con el tiempo. Por ejemplo, una especie animal al morir tiene la misma proporción de C-14 que la atmósfera debido a que se alimentaba de plantas o de algunos otros animales que lo hacían. Al cabo de 5.700 años aproximadamente, el contenido de C-14 se reduce a la mitad, y, pasados 70.000, el contenido es prácticamente nulo”, precisa.
“Los combustibles fósiles son materiales que llevan millones de años bajo la superficie de la Tierra, por lo que no existe C-14 en ellos. Con el análisis del C-14 mediante el método ASTM D-6866 podemos determinar el contenido de isotopos de C-14 en una muestra y calcular su porcentaje de carbono renovable”, agrega.
¿Cuál es el proceso de fabricación de estos biomateriales?
Ocampo señala dos métodos de manufactura para los productos de base biológica: la síntesis a partir de biomasa (segregated) y el balance de biomasa.
En el primer método, las materias primas generadas a partir de biomasa reaccionan por medio de procesos químico-biológicos hasta obtener un derivado o producto secundario. Esto permite que la relación de isotopos de carbono catorce (C14) se conserve en el producto final.
En el proceso de balance de biomasa, las materias primas básicas derivadas de carbono renovable son mezcladas con las derivadas de combustibles fósiles desde los primeros procesos de síntesis y sometidos a procesos químicos regulares, lo que genera como consecuencia la pérdida en la relación de C-14.
Por ello, los fabricantes se ven obligados a utilizar certificaciones para validar que su material tenga un contenido de carbono renovable.
“Los poli-isocianatos de base biológica de Covestro han mostrado un buen desempeño comparado con los sistemas convencionales. Por ejemplo: propiedades mecánicas y resistencia química similar, mejoras en algunas propiedades como el tiempo de secado y la compatibilidad con resinas poliéster”, sostiene el representante de la división Coatings Adhesives & Specialties.
Según él, estos materiales empezarán a estar disponibles en México a partir del 2023 con algunos proyectos innovadores para las industrias de madera y el sector automotriz, entre otros.
