Universidad de Maine transforma caparazones de langosta en un biocompuesto biodegradable y eleva su producción 50 veces, hasta 22,7 kg/h.
- 🦞 Residuos de langosta convertidos en un material útil.
- ⛳ Tees de golf biodegradables y resistentes.
- 🌱 Degradación aproximada en 30 días al aire libre.
- 🏭 Producción experimental de hasta 22,7 kg por hora.
- ♻️ Una posible salida para miles de toneladas de subproductos marinos.
¿Por qué importa?
Un tee de golf parece un objeto demasiado pequeño como para preocupar desde el punto de vista ambiental. El problema aparece cuando se multiplica por cientos de millones de unidades, muchas de ellas rotas y abandonadas directamente sobre el terreno.
Investigadores de la Universidad de Maine, en Estados Unidos, han desarrollado una alternativa fabricada principalmente a partir de caparazones de langosta desechados y otros materiales naturales. El objetivo va bastante más allá del golf: demostrar que un residuo problemático de la industria pesquera puede convertirse en materia prima para fabricar productos de corta duración que, una vez utilizados, no permanezcan durante décadas en el entorno.
El resultado es un material moldeable que ofrece prestaciones mecánicas competitivas y que, expuesto a las condiciones de un campo de golf, puede degradarse aproximadamente en un mes.
Del procesado de langostas a una pequeña pieza de ingeniería
La materia prima procede de Shucks Maine Lobster Company, una empresa del estado de Maine que suministra los restos de caparazón utilizados por el equipo.
Primero se secan. Después se rompen, muelen y tamizan hasta obtener un polvo relativamente homogéneo. Ese material se mezcla mediante un proceso propio de la universidad con otros componentes naturales hasta formar un biocompuesto rígido que puede introducirse en moldes.
Incluso los colores pueden obtenerse utilizando colorantes alimentarios.
La idea parte de un problema bastante conocido en las regiones con una potente industria de procesado de crustáceos. Los caparazones concentran minerales, proteínas y quitina, materiales con valor potencial que con frecuencia terminan gestionados como residuos.
Estudios científicos sobre los subproductos del procesado de langosta han identificado precisamente esa combinación de minerales, proteínas y derivados de la quitina como una oportunidad para fabricar materiales, fertilizantes, ingredientes funcionales y otros productos de mayor valor.
En Maine, la propia universidad estima que la industria genera del orden de decenas de miles de toneladas de caparazones y otros restos cada año. Parte de ese material acaba en vertederos y algunas empresas tienen que pagar por retirarlo.
Un residuo que ya tenía historia en la Universidad de Maine
El tee no apareció de la nada.
El grupo dirigido por David Neivandt lleva más de una década trabajando con este tipo de materiales. Una de sus primeras aplicaciones fue una pelota de golf biodegradable fabricada con material procedente de caparazones de crustáceos, tecnología que acabó patentándose en Estados Unidos.
Aquella formulación empleaba componentes como caparazón triturado, carbonato cálcico, gelatina, agua, glicerina y sorbitol. La patente estadounidense fue concedida en 2018.
Desde entonces el concepto se ha ampliado.
La Universidad de Maine investiga actualmente estos biocompuestos para envases, aislamiento, productos agrícolas, elementos de corta vida útil e incluso determinadas aplicaciones estructurales temporales. En uno de sus proyectos recientes se ha estudiado, por ejemplo, la fabricación de espumas de caparazón de langosta como posible alternativa al poliestireno expandido utilizado en embalajes.
Ahí está posiblemente la parte más interesante del proyecto: el tee sirve como demostrador sencillo de una tecnología que podría terminar aplicándose a productos mucho más numerosos.
Más resistente que un tee convencional de pino
La biodegradabilidad por sí sola no sería suficiente.
Una pieza que se rompe al colocar la bola o al recibir el impacto del palo difícilmente sustituirá a un producto convencional.
Las primeras formulaciones del equipo todavía necesitaban mejorar su comportamiento mecánico. Los investigadores modificaron el proceso de fabricación e incorporaron otros aditivos naturales hasta obtener un material que, según la Universidad de Maine, superó al pino blanco oriental en resistencia a flexión, compresión y cizalladura.
Es una comparación relevante porque la madera continúa siendo uno de los materiales más utilizados para fabricar tees biodegradables.
También plantea una diferencia interesante respecto a muchos bioproductos: aquí no se intenta fabricar una pieza que dure décadas. La vida útil corta forma parte del diseño.
El material debe ser suficientemente resistente durante unos minutos y degradarse después.
Un tee pensado para desaparecer
Según los ensayos realizados por el equipo, cuando las piezas quedan expuestas a la intemperie o abandonadas entre la vegetación de un campo de golf, se degradan aproximadamente en 30 días.
Durante esa degradación se liberan componentes minerales y otros nutrientes presentes tanto en el caparazón como en el aglutinante utilizado por los investigadores.
La comparación con el plástico es evidente.
Un tee de plástico roto puede permanecer durante mucho tiempo sobre el terreno. Cuando pasa una segadora por encima, además, puede fragmentarlo en piezas cada vez más pequeñas y dispersarlas entre el césped y el suelo.
La madera evita buena parte de ese problema, aunque su degradación puede ser considerablemente más lenta dependiendo de las condiciones ambientales y del tratamiento aplicado al material.
El biocompuesto de langosta busca ocupar un espacio intermedio bastante lógico: resistencia durante el uso y degradación rápida después.
Qué impacto puede tener en el medio ambiente
El beneficio ambiental no depende únicamente de sustituir plástico.
También depende de qué ocurre aguas arriba.
Los residuos procedentes del procesado de crustáceos contienen una cantidad considerable de materia orgánica. Transportarlos y eliminarlos implica utilizar energía, infraestructuras y recursos económicos. Si parte de esos residuos puede convertirse en una materia prima industrial, se reduce la cantidad enviada a eliminación y se obtiene valor de un material que ya existe.
Eso encaja especialmente bien con los principios de economía circular y bioeconomía azul.
No requiere cultivar una materia prima adicional. Tampoco necesita destinar nuevas superficies agrícolas a producir biomasa. Se aprovecha un subproducto generado por una actividad económica que ya está funcionando.
Hay otro efecto menos visible.
Convertir residuos locales en materiales industriales puede crear nuevas cadenas de valor alrededor de los puertos y de las plantas de procesado: clasificación, secado, molienda, formulación y fabricación. Parte del dinero destinado actualmente a eliminar residuos podría transformarse en ingresos por materias primas.
La propia Universidad de Maine está evaluando precisamente esa posibilidad.
De producir menos de medio kilo a casi 23 kg cada hora
Una de las señales más interesantes del proyecto aparece en la fabricación.
La primera línea experimental producía aproximadamente 0,45 kg de material por hora. Tras varias modificaciones, el equipo afirma haber aumentado esa capacidad hasta alrededor de 22,7 kg por hora.
Es decir, unas 50 veces más.
El salto es importante, aunque todavía no equivale a producción industrial.
Los investigadores utilizan un sistema de moldeo por inyección diseñado específicamente para este compuesto porque el material presenta propiedades de flujo diferentes a las de los termoplásticos convencionales.
No puede introducirse sin más en una inyectora estándar.
Ese detalle es también una de las principales barreras para su comercialización.
La próxima etapa consiste en desarrollar herramientas y moldes capaces de transformar esa capacidad de producción de material en grandes cantidades de tees de forma rápida.
El precio todavía tiene margen para bajar
En la instalación experimental, fabricar una unidad cuesta aproximadamente entre 0,04 y 0,26 euros, tomando como referencia el rango comunicado por la universidad de entre 0,05 y 0,30 dólares por tee.
Es una horquilla amplia.
Y todavía corresponde a producción a escala de laboratorio.
El equipo confía en que una fabricación automatizada y con volúmenes mayores reduzca el coste hasta acercarlo a los tees convencionales.
Ahí llegará una prueba decisiva. Muchos materiales sostenibles funcionan técnicamente y fallan económicamente cuando intentan competir con productos extremadamente baratos fabricados a gran escala.
Un pequeño objeto con un mercado gigantesco
El proyecto utiliza un producto deliberadamente simple.
Eso puede resultar una ventaja.
La Universidad de Maine calcula que más de 1.000 millones de tees de madera se desechan cada año únicamente en Estados Unidos. A ellos hay que sumar los fabricados con plástico.
Aunque cada unidad pesa muy poco, el volumen acumulado convierte el tee en un buen banco de pruebas para materiales destinados a objetos de vida extremadamente corta.
Palillos, tutores agrícolas, macetas temporales, embalajes, protectores o determinados elementos utilizados durante eventos podrían seguir una lógica parecida.
No todo necesita sobrevivir 50 años.
Parte del problema de los plásticos actuales procede precisamente de utilizar materiales extraordinariamente duraderos para objetos que se necesitan durante unas horas o unos días.
Deja una respuesta