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Sociedad

Tercer Milenio

Retos de futuro

Materiales climáticamente neutros por diseño

Itainnova se suma al cumplimiento de los ODS apostando por la neutralidad climática. Un documento recoge las nuevas líneas de I+i en ciencia e ingeniería de materiales, la hoja de ruta de desarrollo científico-tecnológico, así como los servicios que ofrecerá a sus clientes y socios durante los próximos años, con el fin de ayudarles a adaptarse a los nuevos modelos productivos y de consumo basados en la neutralidad climática.

Laboratorio de Ciencia e Ingeniería de Materiales en Itainnova.
Laboratorio de Ciencia e Ingeniería de Materiales en Itainnova.
Itainnova

¿Cómo puede un material ser climáticamente neutro? Desde el equipo de Materiales y Componentes de Itainnova explican que se trata de "un material en el que, a lo largo de su ciclo de vida, no se han generado gases de efecto invernadero de forma neta". Por ejemplo, el cartón con el que llegan a casa nuestras compras ‘online’ sería "un material climáticamente neutro cuando proviene de varios ciclos de reciclado y se compara el CO2 absorbido por la planta o árbol de la que procedía la celulosa original y el CO2 emitido a la atmósfera en los sucesivos ciclos de transformación"; pero también "la biomasa en formato pellets que quemamos en nuestras calderas, cuando tiene su origen en cultivos sostenibles no orientados a alimentación, o un tablero de madera de los que adquirimos en una gran superficie dedicada al bricolaje que tuviera su origen en el aprovechamiento de residuos agrícolas, forestales o industriales".

Pero hay más caminos para contribuir de manera directa a que un producto reduzca significativamente su impacto medioambiental. Como la utilización de nuevos materiales ligeros, así como la extensión del tiempo de uso de un material hasta fallo de componentes o sistemas gracias a técnicas de predicción de vida y sistemas de monitorización de su salud funcional (Structural Health Monitoring, SHM). En otras ocasiones, aplicar técnicas de optimización estructural permite reducir la cantidad de materiales empleados.

Un nuevo modelo

Precisamente, Itainnova acaba de presentar un documento que resume por qué y cómo va a sumarse al objetivo de impulsar un nuevo modelo de producción y consumo sostenible, descarbonizado, eficiente y competitivo, como marca la Estrategia Española de Economía Circular 2030.

Esta filosofía se materializa (nunca mejor dicho) en que el Instituto Tecnológico de Aragón ha preparado una oferta de materiales y componentes climáticamente neutros por diseño y materiales computacionales, impulsando la fabricación digital, clave de la industria 4.0. Esta apuesta por la neutralidad climática también supone prestar especial interés a la reciclabilidad, la reutilización y el uso de materiales biobasados.

Porque, en Itainnova son conscientes de que"aunque el mundo está inmerso en una radical transformación digital y este concepto, lo digital, está cada vez más presente en nuestras vidas, no podemos olvidar que el ser humano habita un mundo profundamente físico, real y tangible. Nuestra interacción con este mundo físico, con los objetos que nos rodean, se materializa diariamente". Por esta razón, "la utilización que hacemos de los materiales, cómo los diseñamos y transformamos, debe evolucionar de una manera drástica si queremos atender a muchos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible definidos por las Naciones Unidas".

Reciclables, reutilizables y biobasados

Itainnova lleva veinte años diseñando materiales desde el ordenador. Una tecnología que da lugar a los denominados materiales computacionales, por los que ahora se apuesta más intensamente por ser climáticamente neutros. Los expertos del grupo de Materiales y Componentes de Itainnova explican que, en este ámbito, se trabaja "con un enfoque multiescala: de lo nano a lo macro, de la molécula al material en uso; con propiedades totalmente adaptadas a su uso previsto y utilizando para ello de manera intensiva modelos matemáticos, simulación numérica y modelos de big data físicamente informados".

Pero, una vez diseñado, todo material debe ser transformado antes de su utilización industrial. "Ya sea un material de base celulósica, un plástico técnico, un elastómero o un material metálico, el proceso de transformación de estos materiales en un producto es fundamental", destacan. "La utilización de gemelos digitales y el modelado en ordenador del propio proceso puede llegar a constituir una importante ventaja competitiva para la empresa que utilice estas tecnologías". Y, en este momento, "los procesos sostenibles de transformación de material son una línea de investigación e innovación que empezamos a explorar en el instituto".

Reciclabilidad, reutilización y uso de materiales biobasados son otras de las claves de la apuesta de Itainnova por la neutralidad climática.

Además de reciclar para hacer los mismos productos de un mismo material (reciclar botellas de PET en nuevas botellas de PET) o bien un producto diferente (por ejemplo, usar PET para hacer tejidos o transformar las bolsas en granulado de plástico que sirve para fabricar otros productos), también existe el reciclado químico: el material se descompone para obtener sus unidades básicas y, a partir de ellas, generar nuevos materiales. En este ámbito, "las tendencias están orientadas hacia la generación de procesos energéticamente neutros y en los que los reactivos que se utilicen y los subproductos generados no sean perjudiciales para el medio ambiente".

Por su parte, los materiales biobasados tienen su origen en elementos naturales. En el caso de los plásticos biobasados que no dependen de fuentes de petróleo (a partir de maíz, por ejemplo), el reto de las líneas de investigación abiertas es que lleguen a cumplir los requisitos necesarios para aplicaciones técnicas. "En el mercado hay cada vez más opciones, si bien el coste de los mismos puede no llegar a ser competitivo si lo comparamos con el de los provenientes del petróleo", señalan.

Otro punto donde se está poniendo especial atención es la biodegradabilidad de los plásticos. Concretamente, "se están haciendo importantes avances –aseguran– y se está tratando de conseguir, mediante los aditivos adecuados, que materiales técnicos como puede ser el polietileno (PE) lleguen a ser biodegradables sin perder propiedades".

Alineados

Itainnova se suma a los retos enunciados desde el Gobierno de Aragón, el Parlamento Europeo, el Gobierno de España y la ONU:
  • Estrategia Española de Economía Circular 2030 Aprobada por el Gobierno el 2 de junio para impulsar un nuevo modelo de producción y consumo sostenible, descarbonizado, eficiente y competitivo.
  • Aragón Circular Estrategia económica puesta en marcha por el Gobierno de Aragón el 30 de enero que contempla incentivos económicos, financiación y formación especializada.
  • Pacto Verde Europeo Presentado en el Parlamento Europeo el 11 de diciembre. Compromete 1 trillón de euros para ser el primer continente climáticamente neutro, sin emisiones netas de gases de efecto invernadero, en el que se desligue el crecimiento económico del uso de recursos y plenamente inclusivo .
  • Agenda 2030 Aprobada en 2015 por Naciones Unidas, define los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), que tanto nuestro país como el resto de Europa han adoptado como propios.

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