La economía circular plantea un rediseño de los productos, en este caso los plásticos. Por esto, en un futuro, estos desechos serán reutilizados, reparados, remanufacturados o, simplemente, tendrán un mayor rendimiento.
Existen algunos polímeros que son insustituibles en la industria automotriz, como el polivinil butiral (PVB), un tipo de plástico que se coloca como un «sándwich» en los parabrisas de los automóviles, para evitar que salgan volando pedazos de vidrio cuando se rompen.
Al final de su vida útil son desechados, pero la investigadora Andrea Guevara Morales, colíder en el grupo de investigación en Manufactura Avanzada, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tec de Monterrey, y su grupo de trabajo han encontrado que si se mezcla el PVB con otros polímeros se puede obtener un lubricante sólido que se puede utilizar en diversas aplicaciones ingenieriles.
Transformación del plástico en lubricante sólido
El plástico de un solo uso no es benéfico y probablemente no tiene oportunidades de integrarse a un modelo de economía circular, pero existen otros que se usan mucho en ingeniería que sí pueden tener una segunda oportunidad.
Andrea Guevara Morales explica que en el grupo de investigación del Laboratorio de Ensayos Fractomecánicos de Plásticos Ingenieriles, ubicado en el Campus Estado de México, se proponen «encontrarle alguna utilidad a este material cuando se desecha» para que no vaya a dar a un vertedero o a un relleno sanitario”.
Cada vehículo contiene hasta un kilogramo de PVB, estudiantes de posgrado del grupo han mezclado este material con otros polímeros como las poliamidas (o nylon) y acetal y han observado que disminuye la fricción y la tasa de desgaste de esos sistemas, debido principalmente a la buena adherencia y baja resistencia a los esfuerzos cortantes del PVB.
Con estas características podría ser utilizado como un lubricante sólido para reducir la fricción entre superficies que se deslizan una sobre la otra, sin necesidad de un medio líquido.
“En pruebas de desgaste que hacemos en el laboratorio nos hemos dado cuenta que disminuye el coeficiente de fricción significativamente, presentando un comportamiento similar a lubricantes conocidos como el teflón”.
La maestra y doctora en ingeniería mecánica por el Imperial College considera que estas pruebas aún se encuentran en etapa inicial y es necesario realizar más para saber en qué condiciones sí funciona y en cuáles no.
También es necesario hacer más análisis al final del ciclo de vida de ese lubricante sólido para que se le encuentren otras formas de aprovechamiento y así evitar trasladar el problema actual a otro en el futuro.
Este proyecto ha contado con financiamiento del gobierno del Estado de México a través del Consejo Mexiquense de Ciencia y Tecnología.
Materiales circulares: otros proyectos
En el laboratorio de plásticos desarrollan proyectos en tres líneas de investigación principalmente: fractura rápida en plásticos de ingeniería, tribología y nuevos materiales que contribuyan a una economía circular.
Investigan, por ejemplo, la caracterización de materiales plásticos de ingeniería en condiciones de impacto o de cargas a alta velocidad. Estos polímeros pueden tener un ciclo de vida de 60 años y tener un buen desempeño, pero también pueden agrietarse.
Andrea Guevara Morales pone como ejemplo las tuberías de polietileno, que transportan gas natural y agua. En el laboratorio estudian el fenómeno de fractura rápida, el cual tiene un alto potencial de destrucción, dado que la grieta se propaga a 300 metros por segundo.
En su grupo se proponen caracterizar el material plástico con diferentes técnicas, tanto en condiciones de esfuerzo plano como de deformación plana, para prevenir este tipo de fallas.
A esa velocidad, se puede propagar una grieta durante una instalación o excavación y fracturarse. En su grupo se proponen caracterizar el material plástico en las dos zonas donde se da una grieta para prevenirla.
La experta forma parte de un grupo que asesora al comité de normas en México para proponer una nueva norma mexicana que regule la propagación rápida de grietas y se logre un entendimiento del fenómeno.
Se envió un anteproyecto que ya fue aprobado por un subcomité pero tiene que pasar por varios grupos y seguramente llevará algún tiempo su aprobación.
Otras de las líneas de investigación en el Campus Estado de México referentes a materiales circulares son: materiales nanoestructurados, manufactura aditiva, síntesis y caracterización de materiales híbridos orgánicos-inorgánicos, ingeniería de superficies y modelación de fenómenos físico-químicos.
