{"id":84259,"date":"2009-02-01T00:00:00","date_gmt":"2009-02-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2009\/02\/01\/hilo-versatil-y-limpio\/"},"modified":"2017-01-20T14:42:00","modified_gmt":"2017-01-20T16:42:00","slug":"hilo-versatil-y-limpio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/hilo-versatil-y-limpio\/","title":{"rendered":"Hilo vers\u00e1til y limpio"},"content":{"rendered":"

\"PlasticoGlicerina_1\"MIGUEL BOYAYAN<\/span>El mercado mundial de fibras sint\u00e9ticas acr\u00edlicas, empleadas en la industria textil para la confecci\u00f3n de ropas, cortinas, alfombras y mu\u00f1ecos de peluche, muchas veces en reemplazo o mezcladas con fibras naturales de algod\u00f3n y lana, es estimado en 2,5 millones de toneladas por a\u00f1o. El mayor fabricante del producto es China, que produjo 839 mil toneladas del material en 2007 y exporta sus mercader\u00edas a todo el planeta. Presentadas a comienzos de los a\u00f1os 1950 por la compa\u00f1\u00eda estadounidense Du Pont, estas fibras provenientes de materias primas derivadas del petr\u00f3leo han sido desde entonces fabricadas mediante el mismo proceso original: antes de transformarse en hilos, el pol\u00edmero poliacrilonitrila (PAN) debe disolverse en solventes caros y t\u00f3xicos, entre ellos la dimetilformamida (DMF) y la dimetilacetamida (DMAc). Un proceso productivo que podr\u00e1 superarse con otro, desarrollado por la empresa paulista Quimlab Qu\u00edmica, con sede en S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos, en el interior paulista.<\/p>\n

En tiempos de mayor preocupaci\u00f3n ambiental y de sostenibilidad productiva, el nuevo proceso innova al utilizar la glicerina residual de la fabricaci\u00f3n del biodiesel en lugar de solventes. El uso de glicerina como aditivo permite que el pol\u00edmero pueda fundirse sin degradarse (cosa que no sucede mediante el empleo del solvente) y su empleo para la fabricaci\u00f3n no solamente de fibras sint\u00e9ticas, sino tambi\u00e9n de una serie de productos pl\u00e1sticos, tales como embalajes, bolsas y botellas. Este nuevo tipo de pol\u00edmero derivado del PAN recibe el nombre de Thermpan. Quimlab ha depositado tres patentes del nuevo proceso, una de las cuales es internacional, y el desarrollo del producto se encuentra en el estadio de producci\u00f3n piloto. Si todo marcha bien, dentro de dos a\u00f1os pasar\u00e1 a la fase industrial. “Confiamos en que nuestro producto, denominado Thermpan, ser\u00e1 muy bien recibido en el mercado”, afirma el ingeniero qu\u00edmico Elson Garcia, uno de los investigadores responsables del descubrimiento.<\/p>\n

\"PlasticoGlicerina_2\"MIGUEL BOYAYAN<\/span>Quimlab es una tradicional productora de patrones qu\u00edmicos, principalmente destinados al control de calidad en procesos industriales. Creada en 1997, y hasta 2003 instalada en la incubadora tecnol\u00f3gica de la Universidad del Valle del Para\u00edba (Univap), la empresa licenciar\u00e1 para otra empresa ese nuevo proceso de producci\u00f3n de fibras acr\u00edlicas. El componente ambiental y econ\u00f3mico es un fuerte aliado de Quimlab pues, al no necesitar solventes que son t\u00f3xicos para el medio ambiente y para el hombre, el proceso se vuelve menos lento, m\u00e1s barato y m\u00e1s limpio. “El empleo del DMF o de otro solvente cualquiera exige que se cree una etapa para su disoluci\u00f3n y, posteriormente, otra para el lavado de los filamentos acr\u00edlicos y la extracci\u00f3n del solvente. Por \u00faltimo, es necesario agregar una tercera etapa, de destilaci\u00f3n y recuperaci\u00f3n del solvente, para que el mismo pueda reutilizarse en la fabricaci\u00f3n de las fibras”, explica Garcia. “En la producci\u00f3n del Thermpan, el pol\u00edmero PAN es plastificado en glicoles, entre ellos la glicerina, y por eso puede fund\u00edrselo para producir hilos directamente en una extrusora convencional, que moldea el material fundido, sin generar residuos t\u00f3xicos, que deben recuperarse. Los glicoles se incorporan al producto”, a\u00f1ade el qu\u00edmico Nilton Pereira Alves, socio de Quimlab. Con el agregado de la glicerina -y de otros plastificantes que, por cuestiones de secreto industrial, no pueden revelarse-, el Thermpan se vuelve capaz de ser fundido, por ejemplo, con otro pol\u00edmero, el policloruro de vinilo (PVC), ampliamente usado en la fabricaci\u00f3n de ca\u00f1os, tanques de agua, juguetes, guantes y mangueras.\u00a0 As\u00ed es como se abren posibilidades para que surjan nuevos materiales.<\/p>\n

Al emplear la glicerina como plastificante, una sustancia que interact\u00faa con la cadena polim\u00e9rica modificando su comportamiento t\u00e9rmico, la empresa est\u00e1 dando una finalidad noble a un subproducto de la producci\u00f3n del biodiesel -por cada mil litros producidos del combustible, sobran alrededor de 100 litros de glicerina. Seg\u00fan la Asociaci\u00f3n Brasile\u00f1a de la Industria Qu\u00edmica (Abiquim), el consumo anual de glicerina en Brasil, principalmente por parte de las industrias farmac\u00e9uticas, cosm\u00e9ticas, alimenticias y qu\u00edmicas, es del orden de las 40 mil toneladas anuales -ante una producci\u00f3n que se estima en 250 mil toneladas en 2013. Un volumen que requiere un destino, so pena de convertirse en un problema ambiental, aunque otro uso de la glicerina sea la quema para la producci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica.<\/p>\n

\"PlasticoGlicerina_3\"MIGUEL BOYAYAN<\/span>“Prevemos que la producci\u00f3n de fibras acr\u00edlicas a base de Thermpan tendr\u00e1 un potencial de mercado para la utilizaci\u00f3n del excedente de glicerina fabricada en la cadena de biodiesel, que actualmente es tratado como un residuo y tiene bajo precio en el mercado”, subraya Alves. Para emplear la glicerina bruta de biodiesel en la producci\u00f3n de fibras acr\u00edlicas -lo ideal es usar glicerina de alta pureza-,\u00a0 Quimlab desarroll\u00f3 un proceso que permite la obtenci\u00f3n de un tenor del 97% de pureza y presenta una excelente plastificaci\u00f3n con el PAN, sin necesidad de la etapa de destilaci\u00f3n. Muestras de glicerina bruta en estado pastoso producida por la central de biodiesel Bioverde, de Taubat\u00e9, S\u00e3o Paulo, fueron purificadas mediante ese m\u00e9todo y empleadas exitosamente en la producci\u00f3n de las fibras acr\u00edlicas de Thermpan.<\/p>\n

Las investigaciones para el desarrollo del nuevo proceso y del Thermpan se iniciaron en 2004. La primera patente se deposit\u00f3 en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI) en 2006, y la internacional al a\u00f1o siguiente. La tercera fue depositada en octubre de 2008 tambi\u00e9n en Brasil. La gran innovaci\u00f3n de Quimlab consisti\u00f3 en lograr fundir el pol\u00edmero acr\u00edlico PAN, que en esencia era considerado no fundible o termofijo, que no es moldeable. Cuando se lo somete a una temperatura de aproximadamente 200\u00b0C, el polvo blanco, la presentaci\u00f3n original del PAN, se degrada y se transforma en un residuo negro con un elevado tenor de carbono. Al a\u00f1adirse glicerina como plastificante, el pol\u00edmero pasa a ser fundible y puede proces\u00e1rselo en m\u00e1quinas de hilander\u00eda convencionales de fibras termopl\u00e1sticas. A finales de los a\u00f1os 1990, la multinacional alemana Basf desarroll\u00f3 un proceso y aparatos empleando agua como elemento plastificante, pero, de acuerdo con los investigadores de Quimlab, no fue exitosa. “Por usar agua, la extrusora, un aparato que transforma el polvo polim\u00e9rico en filamento, debe trabajar a temperatura y presi\u00f3n muy elevadas, lo que hace que el proceso se vuelva t\u00e9cnicamente inviable”, explica Elson Garcia.<\/p>\n

\"PlasticoGlicerina_4\"MIGUEL BOYAYAN<\/span>“El proceso que creamos es m\u00e1s econ\u00f3mico y nos permitir\u00e1 explorar nuevos mercados. La materia prima -en este caso el pol\u00edmero PAN- representa un 70% del valor de la fibra sint\u00e9tica vendida en el mercado. El otro 30% se refiere al costo de transformaci\u00f3n. Con la Thermpan esperamos reducir el costo final de la fibra al menos un 10%”, afirma Garcia. “Estamos en la fase de escala piloto, con una producci\u00f3n aproximada de dos kilos del producto por hora. Hemos presentado nuestra innovaci\u00f3n a algunas empresas, entre ellas Radicifibras, tambi\u00e9n de S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos, fabricante de fibras acr\u00edlicas con capacidad para producir hasta 40 mil toneladas anuales. Ellos est\u00e1n interesados en la tecnolog\u00eda, pero prefieren que nosotros avancemos m\u00e1s en el desarrollo del proceso para volver a conversar”, dice Alves. \u00c9ste estima que dentro de dos a\u00f1os, el proceso estar\u00e1 concluido y el Thermpan podr\u00e1 pasar a manos de una industria interesada en la producci\u00f3n industrial y la comercializaci\u00f3n.<\/p>\n

Aunque la principal aplicaci\u00f3n del Thermpan se relaciona con la producci\u00f3n de fibras acr\u00edlicas para la industria textil, la empresa quiere explorar otros mercados, en aplicaciones tecnol\u00f3gicas y comerciales, y deja abierta incluso la participaci\u00f3n de investigadores de universidades e institutos de investigaci\u00f3n en la busca de nuevos usos para el material. En funci\u00f3n de sus caracter\u00edsticas f\u00edsicas y mec\u00e1nicas, puede conformarse en cualquier formato: placas, tubos, filmes y piezas inyectadas, adem\u00e1s de usarse en la fabricaci\u00f3n de envases, botellas y bolsas pl\u00e1sticas, entre otros productos, con lo cual compite directamente con el PVC, que tambi\u00e9n debe ser plastificado para ser fundible.<\/p>\n

Con auxilio econ\u00f3micos de la FAPESP, mediante de un proyecto del programa Investigaci\u00f3n Innovadora en la Peque\u00f1a y Microempresa (Pipe), Quimlab tambi\u00e9n se aboca al desarrollo de sustancias precursoras de fibra de carbono de bajo costo, un producto acr\u00edlico con composici\u00f3n qu\u00edmica adecuada para permitir su transformaci\u00f3n en fibras de carbono y preoxidadas, conocidas como Panox. Estas \u00faltimas se utilizan en la confecci\u00f3n de ropas a prueba de fuego, ampliamente usadas por bomberos, soldados y pilotos de F\u00f3rmula 1. Tambi\u00e9n sirven para fabricar asientos de aviones, autom\u00f3viles, \u00f3mnibus y trenes, pues limitan la propagaci\u00f3n del fuego en caso de incendio. Se trata de un material caro y sofisticado que hasta el momento no se produce en el pa\u00eds.<\/p>\n

\"PlasticoGlicerina5\"MIGUEL BOYAYAN<\/span>Un avi\u00f3n de fibra
\n<\/strong>Las fibras de carbono tambi\u00e9n poseen una vasta aplicaci\u00f3n en las industrias aeron\u00e1utica, espacial, petrol\u00edfera y de materiales deportivos -raquetas y tacos de golf la tienen como materia prima, por ejemplo. “Embraer utiliza en el fuselaje de sus aviones un 10% de fibra carb\u00f3nica, porcentaje que trepa al 50% en el caso de los jets de Boeing y Airbus”, comenta Elson Garcia. Al final del a\u00f1o pasado, Quimlab logr\u00f3 producir los primeros filamentos de fibra carb\u00f3nica, pero a\u00fan trabaja para alcanzar las caracter\u00edsticas f\u00edsicas y mec\u00e1nicas necesarias. Ese desarrollo tambi\u00e9n cuenta con la participaci\u00f3n de alumnos y profesores del programa de posgrado del Instituto Tecnol\u00f3gico de la Aeron\u00e1utica (ITA), de S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos, y apoyo del Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq), por medio del programa Recursos Humanos en \u00c1reas Estrat\u00e9gicas (RHAE) que invierte alrededor de 150 mil reales en el pago de becas de dos a\u00f1os de duraci\u00f3n a tres m\u00e1steres egresados de la instituci\u00f3n que desarrollan investigaciones relacionadas con la fibra. “Con la coordinaci\u00f3n del profesor Luiz Cl\u00e1udio Pardini, est\u00e1n haciendo la caracterizaci\u00f3n y determinaci\u00f3n de las propiedades de Thermpan apuntando principalmente a su utilizaci\u00f3n en la producci\u00f3n de fibra de carbono”, dice Alves.<\/p>\n

Otra instituci\u00f3n socia de Quimlab en el proyecto de la fibra carb\u00f3nica es el Centro Tecnol\u00f3gico de la Marina (CTM). “Tenemos una manifestaci\u00f3n formal de apoyo de parte del CTM, que desarrolla en Brasil un proyecto para la producci\u00f3n de este tipo de fibra sint\u00e9tica. Pronto enviaremos las primeras muestras de nuestras fibras para la realizaci\u00f3n de las etapas de carbonizaci\u00f3n y ensayos fisicoqu\u00edmicos en los laboratorios de la entidad”, explica Nilton Alves. El CTM estudia el uso de fibra de carbono en la producci\u00f3n de uranio enriquecido y submarinos fabricados en el pa\u00eds.<\/p>\n

El proyecto<\/strong>
\nDesarrollo de proceso de hilander\u00eda de pol\u00edmeros acr\u00edlicos por fusi\u00f3n para la producci\u00f3n de precursores de fibra de carbono\u00a0(n\u00ba\u00a006\/60733-8<\/a>); Modalidad\u00a0<\/strong>Investigaci\u00f3n Innovadora en la Peque\u00f1a y Microempresa (Pipe);\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Elson Garcia – Quimlab;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 98.000,00 (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Una empresa crea un nuevo proceso de fabricaci\u00f3n de fibras acr\u00edlicas","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1561,192],"tags":[280,269,328],"coauthors":[116],"class_list":["post-84259","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-programa-de-innovacion-tecnologica-en-pequenas-empresas-pipe","category-tecnologia-es","tag-bioquimica-es","tag-ambiente-es","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84259","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=84259"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84259\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=84259"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=84259"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=84259"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=84259"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}