Las fibras de carbono producidas tienen propiedades comparables a las fibras isotrópicas de carbono utilizadas en aplicaciones con exigencias mecánicas moderadas a altas.
- Fibra de carbono más barata, resistente y ligera.
- Materia prima: residuos pesados del petróleo (asfaltenos y resinas).
- Sustituye al costoso PAN (poliacrilonitrilo).
- Menor consumo energético.
- Mejor rendimiento y menos roturas.
- Alta calidad mecánica.
- Potencial uso en aerogeneradores, autos, medicina.
- Mejora la sostenibilidad del crudo.
Más fuerte, más ligera, más barata: Mejora en la producción de fibra de carbono con residuos petroleros de bajo costo
Una alternativa inteligente para una fibra de alto rendimiento
La demanda de fibra de carbono está creciendo rápidamente en sectores que requieren materiales resistentes, ligeros y duraderos. Sin embargo, su elevado coste ha limitado su adopción masiva. Un equipo de investigación en la Universidad KAUST ha desarrollado un nuevo enfoque utilizando residuos pesados del petróleo, como asfaltenos y resinas, para fabricar fibras de carbono de alta calidad y bajo coste.
¿Qué hace especial a la fibra de carbono?
Alta resistencia mecánica, bajo peso, estabilidad térmica y conductividad eléctrica son algunas de las propiedades que convierten a la fibra de carbono en un material deseado en sectores como la energía eólica, la automoción, la aeronáutica y la biomedicina.
El problema: el precursor habitual, el poliacrilonitrilo (PAN), es caro y complejo de producir. Esto ha impulsado la búsqueda de materias primas más baratas y abundantes.
Una nueva vida para los residuos del petróleo
Los residuos más pesados del crudo, particularmente asfaltenos y resinas, han sido subutilizados históricamente, empleados en usos de bajo valor como asfaltado de carreteras. Esta investigación propone una revalorización estratégica: convertir estos residuos en materia prima para fabricar fibra de carbono.
Aunque los asfaltenos por sí solos presentan problemas —como rotura de hilos durante el hilado y bajo rendimiento en la carbonización—, el estudio demuestra que al mezclarlos con resinas se obtiene una mezcla sinérgica mucho más estable y eficiente.
Ventajas del nuevo método
Mejor fluidez del material, posibilidad de trabajar a temperaturas más bajas (menor consumo energético), menos roturas en el proceso de hilado y mayor rendimiento en la etapa de carbonización. Además, las fibras obtenidas tienen propiedades comparables a las fibras isotrópicas utilizadas en aplicaciones mecánicas exigentes.
Optimización del proceso y colaboración industrial
Actualmente, el equipo de KAUST afina las proporciones de la mezcla para mejorar aún más las propiedades finales de las fibras. En colaboración con Saudi Aramco, están trabajando en la escalabilidad del proceso, lo que podría posicionar a Arabia Saudita como proveedor competitivo de fibra de carbono a nivel mundial.
Potencial de esta tecnología
Este avance representa una doble victoria para la sostenibilidad:
- Reduce el coste de la fibra de carbono, lo que facilita su uso en sectores clave para la transición energética, como la construcción de palas de aerogeneradores, coches eléctricos y estructuras más ligeras que consumen menos energía.
- Revaloriza residuos petroleros, normalmente difíciles de tratar, dándoles un uso de alto valor sin necesidad de nuevos procesos extractivos, lo cual disminuye la huella ambiental de la industria del petróleo.
Además, al facilitar la producción de fibra de carbono a gran escala y bajo coste, se abre la puerta a infraestructuras más eficientes, ligeras y resistentes, clave para una economía baja en carbono. En otras palabras: menos desperdicio, más rendimiento, y un paso más hacia un futuro energético más limpio.
Vía kaust.edu.sa
Más información: On the effect of resins in asphaltenes-based carbon fibers.
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