Por: Camilo Tello Córdoba

Las fibras naturales han jugado un papel importante en el desarrollo de las sociedades y las industrias a nivel mundial. Esta materia prima ha sido clave para la producción de vestuario, vivienda, empaques de insumos agrícolas y artesanías.

El grupo de Investigación en Tecnologías para la Manufactura, Gitem, de la facultad de Ingeniería, viene trabajando desde hace varios años con diversas fibras naturales y subproductos agroindustriales, entre las que están las fibras de fique y la cascarilla de arroz, las cuales han sido aplicadas en el desarrollo de materiales biocompuestos.

A través de esta investigación, le fue otorgada a la UAO una nueva patente que permite utilizar materiales biocompuestos para el desarrollo de productos sostenibles, incorporando fracciones de fibras naturales a los productos, especialmente por medio de procesos de inyección de plásticos, extrusión y termoformado.

Una patente con un alto potencial para el diseño de piezas en la industria automotriz, en la industria de juguetes, en el diseño de empaques y en manufactura aditiva, tema que en los últimos años el grupo de investigación ha venido trabajando.

¿En qué consiste la nueva tecnología?

“Es un material biocompuesto híbrido desarrollado con fibras cortas de fique provenientes de la región, en este caso de la empresa ‘Empaques del Cauca’, y la cascarilla de arroz que utilizamos es de la arrocera ‘La Esmeralda’ de Jamundí.

Sistemáticamente hace varios años, hemos venido recogiendo muestras de estos materiales. Estas fibras las llevamos a la Universidad y las estudiamos física y mecánicamente, especialmente con el propósito de revisar la posibilidad de modificarlas química, mecánica o térmicamente, para acoplarlas a matrices poliméricas.

Principalmente utilizamos poliolefinas de la familia de los polietilenos y polipropilenos,  también es posible utilizar matrices como el PLA, PHB, y TPS para desarrollar materiales 100% biodegradables”, explicó el profesor Miguel Ángel Hidalgo, director del proyecto y coordinador del grupo de investigación Gitem.

De acuerdo a la investigación realizada por el grupo Gitem, el fique o la cabuya se concentra en la región Andina y según cifras del Ministerio de Agricultura son más de 60 municipios los que se benefician de estos recursos en los departamentos de Cauca, Nariño, Antioquia y Santander. Son más de 5.000 familias las que dependen de este cultivo, por lo tanto, para los profesores investigadores esto puede tener un impacto social y ambiental muy positivo, conducente a un desarrollo sostenible.

“Hoy en día en investigación, sabemos que solo un 4% aproximadamente de la fibra de una hoja se utiliza para desarrollo industrial, mientras que la fibra corta, que es aproximadamente un 40%, se utiliza para otro tipo de aplicaciones, entre las que están las artesanías. Nosotros estamos demostrando que parte de ese porcentaje se puede industrializar o por lo menos una fracción de fibras cortas, para la utilización y el desarrollo de materiales biocompuestos”, señaló el profesor Hidalgo.

A través del laboratorio de Mecánica de Sólidos y Materiales de la UAO, los investigadores han aprovechado para personalizar materiales para diferentes aplicaciones en el desarrollo de nuevos productos, especialmente en procesos de inyección, extrusión y ahora último en manufactura aditiva.

¿Cómo aplicar esta tecnología en aplicaciones industriales en el sector del plástico?

“Hemos podido realizar una experimentación a nivel industrial, gracias al ingeniero Fabián Ospina, de la empresa Dimapro y egresado de la facultad de Ingeniería, quien nos ha facilitado una máquina inyectora industrial y nos dio a probar un molde desarrollado con estudiantes de Ingeniería y de nuestra maestría en Ingeniería y Desarrollo de Producto, en los laboratorios de manufactura de la UAO. Allí hicimos un diseño de una ficha 3D para la construcción de muros 3D termoacústicos, los cuales presentamos como proyecto para una vivienda sostenible, en la casa Tuhouse en el concurso Solar Decathlon de 2020, en donde la UAO participó, entonces fue una buena aplicación de una de nuestras formulaciones”, señaló Hidalgo.

Para el profesor UAO, una fuente importante de ingresos para los territorios sería el estudio a profundidad de todas las materias primas que hay en la región y buscar aplicarlas al desarrollo de productos para lograr su mejor aprovechamiento.

La Universidad tiene muy claro que nosotros los profesores investigadores representamos nuestras áreas de trabajo y eso es lo que hacemos día a día en las aulas, y esos logros conjuntos potencializan la calidad de la educación que reciben nuestros estudiantes que posteriormente serán nuestros egresados, quienes van a replicar estos procesos en los nuevos desarrollos en las empresas”, apuntó el profesor Hidalgo.

Con esta tecnología los investigadores han elaborado: