Manizales, ago. 21 de 2013 - Agencia de Noticias UN- Con un tratamiento creado en la U. N., el cultivo de plátano, que emplea a unas 170 mil personas en el país, ofrece materia prima para fabricar fibras industriales más resistentes a la degradación.

La fabricación de automóviles, paneles para viviendas, artículos deportivos, enseres domésticos y una infinidad de utensilios requiere materiales sofisticados que soporten el uso y el desgaste. Los polímeros –moléculas de gran tamaño de origen natural o artificial– son usados para reforzar la estructura de esta clase de artefactos.
Los más usados son los plásticos (polietileno, policloruro, polipropileno, etc.) y las fibras de vidrio y de carbono. Sin embargo, los científicos exploran nuevos compuestos que ofrezcan ventajas tanto de resistencia como de costos. Las fibras de la planta de plátano se constituyen en una opción prometedora.

“Según las evaluaciones agropecuarias del ‎Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, en el año 2011 se cultivaron 353.297 hectáreas y se produjeron 2.815.693 toneladas. Sus sobrantes (hojas y tallos), en vez de ir a la basura, pueden reportarle beneficios a la industria”, indica la ingeniera agrónoma Yamileth Cuartas Betancurth, docente de la Universidad de Caldas.

Su ciclo reproductivo tarda de 10 a 12 meses. En la cosecha solo se aprovecha el racimo. El resto se utiliza como abono o se desecha. Un proyecto del Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad Nacional de Colombia en Manizales logró aprovechar el pseudotallo del vegetal para obtener un material de refuerzo de alta calidad.

El avance redundará en un ingreso económico extra para los cultivadores, que podrán extraer las fibras con una máquina y venderlas a la industria.

Superficie más uniforme

El vidrio y el carbón son los materiales inorgánicos más utilizados en la industria por sus propiedades, entre ellas su durabilidad. En cambio, las fibras naturales son irregulares debido a su composición de celulosa, hemicelulosa y lignina. Por eso, son poco apropiadas para reforzar materiales.

Para cambiar tal situación, Lady Johana Rodríguez, de la Maestría en Ingeniería Industrial, desarrolló un proceso químico que modifica la estructura interna de las fibras de plátano. Su innovación permite obtener superficies más uniformes, resistentes al desgaste ambiental, a las altas temperaturas y a la absorción del agua (son hidrofóbicas).

El tratamiento consiste en sumergirlas, por 24 horas, en una mezcla compuesta por epiclorhidrina (un solvente), reactivo anhídrido acético y acetona. Se lavan en acetona y agua destilada y se secan en un horno por un día. Luego se someten a pruebas de resistencia, de hidrofilidad (absorción de agua), térmicas y de alcalinidad.

“Una vez tratadas, las fibras repelieron el agua hasta en un 33,3% y su resistencia a la humedad del aire aumentó en un 32,43%, lo que extiende su durabilidad. Además, mediante micrografías de microscopio electrónico de barrido (fotografías ampliadas cinco mil veces), se observó que la superficie estaba más lisa, lo que incrementó su adhesión a la matriz polimérica”, detalla la investigadora.

La prueba térmica, que mide la resistencia a las altas temperaturas, mostró un aumento de su capacidad para soportar calor de un 6,84%. Esta propiedad es necesaria para elaborar materiales biocompuestos, debido a que se emplean máquinas industriales que derriten los polímeros para adherirlos a las fibras.

La investigación comparó el tratamiento con otros que recurren a descargas de plasma y que usan temperaturas y densidades de energía mucho más elevadas que las reacciones químicas ordinarias.

Sin embargo, el de la U. N. presenta mejores resultados, pues las fibras muestran un incremento de su rigidez del 68,07% con respecto a las no tratadas. Luego de seis meses de observación, conservaron esta capacidad.

“En contraste, en las expuestas al plasma esta propiedad disminuyó en un 40,37%”, señala Carlos Eduardo Orrego Alzate, asesor del trabajo y director del Instituto de Biotecnología y Agroindustria de la U. N. en Manizales.

La investigadora Rodríguez incorporó al proceso una técnica artesanal muy usada en Caicedonia (Valle del Cauca) y en Quindío: las entretejió para conferirles mayor resistencia.

El estudio encontró que, probablemente por las características agroecológicas y de los suelos del país, las fibras nacionales en su estado natural tienen mejores propiedades que las de otras latitudes: las pruebas de resistencia arrojaron valores de 877 milipascales (mPa) (fuerza de tensión máxima que soportan antes de romperse), que son superiores a los reportados por investigadores que han evaluado las de otras regiones (750 mPa, 102,7 mPa y 355 mPa).

“Es una ventaja adicional frente a otros materiales orgánicos que se usan en el mundo. Si las aplicamos en materiales biocompuestos, podríamos ser más competitivos que otros países”, señala la ingeniera.

En vista de estos resultados, se empezó otro estudio para elaborar con ellas empaques biodegradables de alimentos. Será el sector industrial el que tendrá que sacarle el mayor provecho a este innovador desarrollo tecnológico de la U. N.

(Por:Fin/amej/sup/arm)