PRIMER VUELO SOLAR IMPULSE from amoralva on Vimeo.

Para lograr su meta, el proyecto cuenta con todo tipo de socios y patrocinadores. Solvay es uno de los principales, junto con Deutsche Bank y Omega. Se involucrará en la innovación en materiales poliméricos y en las pruebas de los materiales. En palabras de Jacques van Rijckevorsel, Director General Sector Plástico de Solvay:

“La asociación entre nuestro grupo y Solar Impulse transmite la confianza que nosotros ponemos en el compromiso personal, en el espíritu de empresa y en la innovación tecnológica, como modo de conseguir respuestas al desafío del desarrollo sostenible. Por otro lado ponemos en pie otro desafío, que nos lleve a los confines de la tecnología, confrontándonos con los mejores expertos del planeta en cada disciplina. Esta asociación asume para Solvay una dimensión económica definida, porque constituye un trampolín excelente para la promoción y el desarrollo de productos, de servicios y de soluciones que el grupo será en grado de proporcionar”

La lista de socios especializados, con menor participación en el proyecto, muestra la variedad de aspectos a tener en cuenta en el diseño y ejecución de éste. Os dejo una selección de socios, para los extra curiosos. Destacan los materiales relacionados con las baterías y las células solares, así como los imprescindibles materiales compuestos usados en el fuselaje. Para lograr sus objetivos, Solar Impulse ha abierto la posibilidad de comprar/patrocinar una de las pequeñas células solares que irán en sus alas. Si os interesa, podéis uniros a través de la web.

• Air Energy GmbH & Co KG: Baterías de litio y gestión de baterías, Alemania
• Brühlmeier Modellbau AG: Fabricante de piezas en materiales compuestos, Suiza
• Décision SA: Especialista en materiales compuestos, Suiza
• EMPA: Pruebas de materiales, Suiza
• ETEL SA: Especialista en motores eléctricos, propulsión
• Herpa GmbH: Model Specialist, Alemania
• Institut de microtechnique de l’Université de Neuchâtel: Experto fotovoltaico especialista en procesos de fabricación de células solares
• Lucerne University of applied Science and Arts: Study of Fluid/Structure interaction
• RUAG Aerospace: Aerodynamics and Structure testing
• Services Industriels de Genève: Especialista de pruebas de baterías, Suiza
• SKF : Tecnología de rodamiento, modelización analítica, tests virtuales, Suiza
• 3S Swiss Solar System AG: Solar Celles Strings Manufacturing, Suiza
• Vacuumschmelze GmbH: Fabricante de imanes permanentes, Alemania

Una de las formas de buscar los materiales del mañana es poner a prueba los límites de lo realizable y mover los objetivos a un nivel superior. Para lograr esto, no hay nada mejor que buscar un proyecto imposible de llevar a cabo con la tecnología actual y pensar que de una forma u otra se llegará a la solución. El vértigo que nos proporciona lo desconocido es un gran aliciente para encontrar nuevas soluciones. Por eso, creo que el equipo de Solar Impulse ha escogido muy bien su tagline:

“Todo aquello que es imposible queda por realizar”.- Julio Verne

Enlaces de interés & Fuentes:

Solar Impulse

Solvay

Solvay & Solar Impulse News

Considerada tradicionalmente como una fibra basta, el kenaf está encontrando un lugar en los mercados electrónicos y de automoción. Su combinación con PLA, un bioplástico proveniente de fuentes naturales como el maíz, ilustra el nuevo enfoque en el desarrollo de los materiales que estamos experimentando. 2009 ha sido declarado como el año Internacional de las Fibras Naturales y esta entrada es la tercera en una serie dedicada a ellas.

¿Qué es el kenaf?

El kenaf, o Hibiscus Cannabinus, pertenece a la familia de las Malvaceas y se produce en todos los continentes, pero los mayores productores son India y China. El kenaf y sus fibras son a menudo comparados con el yute y el cáñamo, con los que comparte muchas de las aplicaciones descritas a continuación:

• Usos tradicionales, de bajo valor: cuerda, cordel, textil, uso en establos y en alimentación animal
• Aplicaciones innovadoras, de valor medio: papel, productos de madera, esteras medioambientales, material absorbente para aceite y líquidos
• Aceite de kenaf: comestible, también puede ser usado en cosmética, lubricantes o producción de biofuel
• Materiales compuestos o composites, alto valor: las fibras de kenaf pueden ser usadas como relleno o refuerzo, con resinas epoxy o termoplásticos

Además de compartir muchas de las citadas aplicaciones, el kenaf  comparte su resistancia con el cáñamo y el yute, que los convierte en cultivos doblemente ecológicos,  ya que no requieren mucha agua, pesticidas o fertilizantes para crecer sanos.

Producción

Samsung Cheil en Malasia

Samsung Cheil, la filial coreana del grupo  Samsung, estrenaba en 2008 un centro para la recogida, procesamiento, empaquetado y distribución de la fibra de kenaf. Aunque tradicionalmente dedicada al negocio textil, Samsung Cheil ha diversificado su negocio para cubrir otro tipo de materiales y productos químicos. La importancia estratégica del centro en Malasia, que es fruto de un esfuerzo entre Samsung Cheil y Symphony Advance Sdn Bhd (SASB), es el desarrollo y comercialización de materiales compuestos de plástico y fibras de kenaf. El objetivo inicial es exportar 1000 toneladas al mes, aunque se prevee duplicar este volumen cuando se empiece a comercializar el material en Japón. El valor añadido de la fibra de kenaf, cuando es usada en materiales compuestos, puede ser suficiente para permitir la sustitución de tabaco por el cultivo de kenaf.

Kenaf Green Industries

Con sede en Israel, Kenaf Green Industries pone a disposición de sus clientes su conocimiento sobre producción, transformación y comercialización de kenaf, ayudando a nuevos productores a establecer su negocio. Kenaf Green Industries ha empezado un proyecto piloto en Etiopía para Global Energy, teniendo como objetivo la plantación de 10,000 hectáreas de kenaf, que complementarán la producción actual de ricino.

Mejorando el papel

Según Treehugger, y el departamento de Agricultura de los Estados Unidos, USDA, el kenaf mejora el rendimiento de los árboles en la fabricación de papel. Las fibras de kenaf contienen menos lignino que la pulpa de madera, y por lo tanto facilitan el proceso de producción, reduciendo costes energéticos. El uso de fibras de kenaf en papel también mejora sus propiedades, haciéndolo más resistente, más blanco y mejorando el resultado final de la impresión. Es por estas razones por las que también se usa en papel reciclado.El kenaf no es la única fibra, o componente, natural que compite para sustituir a los árboles como materia prima del papel. Otros candidatos son el cáñamo, el bambú y el bagazo obtenido de la caña de azúcar.

Vision paper es un productor de papel que no usa árboles, en los Estados Unidos. Vision paper se ha visto afectado por el cierre de fábricas de papel estadounidenses y desde marzo del 2008 busca comprar su propio equipo, para seguir produciendo de manera independiente papel en base a fibras de kenaf.

Composites o materiales compuestos

Toyota y los coches

Toyota ha investigado el uso de kenaf en aplicaciones de automoción durante casi una década. Toyota usó kenaf como material en el marco de una puerta en el 2000, pero en 2008 ya lo usaba en 5 componentes en un total de 27 modelos, principalmente de gama alta. Algunos de los primeros ejemplos de partes de coche donde Toyota usó kenaf:

• 2000: Celsior. Marco puerta. Composite kenaf/polipropileno
• 2001: Brevis. Marco puerta. Composite kenaf/polipropileno
• 2003: Harrier. Marco puerta y panel de asiento. Composite kenaf/polipropileno
• 2003: Raum. Cubierta de rueda de recambio. Composite kenaf/ácido poliláctico

En mayo del 2008, Toyota anunció un acuerdo con el Instituo Indonesio de Investigación del Tabaco y Fibras para llevar a cabo un programa de desarrollo de semillas de kenaf. Toyota se ha puesto como objetivo el hacer todas las partes del interior de sus coches con materiales renovables, por lo que el conocimiento sobre la producción del kenaf se ha vuelto más vital que nunca.

NEC y los móviles

La combinación de ácido poliláctico, PLA, y fibras de kenaf para crear un material biocompuesto o biocomposite como el usado para producir la pieza del Raum de Toyota, es una tendencia muy marcada en el mercado de los materiales. Hemos visto ejemplos de biocomposites, además de en aplicaciones automotivas, en productos electrónicos como es el caso del Eco-Mobile de NEC. Aquí os traduzco la definición de NEC de su Eco-Mobile:

Un móvil cuya cubierta está hecha de bioplástico reforzado con fibras de kenaf. El material consiste en ácido poliláctico proveniente de maíz al que se le han añadido fibras de kenaf y un aditivo de NEC como agentes de refuerzo. El nuevo bioplástico tiene mejores propiedades mecánicas y mayor resistencia al calor que el PLA y su proceso de producción reduce a la mitad las emisiones de CO2 originadas por un plástico convencional. Es la primera vez que se usa un material con tales credenciales medioambientales para producir la cubierta de un móvil. El Eco-Mobile fue sacado al mercado el 10 de marzo del 2006 por  NTT DoCoMo bajo el nombre comercial  “FOMA(R) N701iECO”.

Conclusión

El kenaf, como la mayoría de las fibras naturales, sigue manteniendo un gran potencial por explotar en el mundo de los materiales. Su uso en combinación con bioplásticos podría mejorar las propiedades de estos, abriendo nuevas aplicaciones para ambos materiales.

Entradas de mundomaterial relacionadas:

2009 Año Internacional de las Fibras Naturales: el Fique en Colombia

2009 Año Internacional de las Fibras Naturales

Radiador de coche en bioplástico

Otras fuentes de información:

Samsung Cheil Kenaf Malaysian project: http://www.bernama.com/bernama/v5/newsindex.php?id=354548

Try Out the 5 Best Kinds of Tree-Free Paper: http://planetgreen.discovery.com/work-connect/tree-free-paper.html

Composites with PLA used in automotive; http://www.toyota.co.jp/en/environment/recycle/design/recycle.html

Presentation on kenaf and automotive applicatiosn by Toyota: http://www.bc.bangor.ac.uk/suscomp/assets/pdf/car%20components.pdf

NEC Eco-Mobile: http://www.nec.co.jp/eco/en/annual2006/02/2-1.html

Foto: photo credit: MShades

DuPont/Denso bioplastic radiator

La pieza: tanque de radiador

El material: nailon

en particular: DuPont™ Zytel® 610

DuPont y los materiales renovables

Este lanzamiento se enmarca perfectamente en la estrategia de DuPont para mejorar sus credenciales medioambientales y no se trata de un movimiento aislado. Gracias a una alianza con Tate & Lyle, de la que ya hablé aquí, DuPont comercializa varios plásticos con contenido renovable y polioles, que son bloques básicos en la producción química. DuPont tiene un portal exclusivamente dedicado a los materiales renovables, Dupont Renewable Sourced Materials,que os recomiendo visitar si os apetece entrar en detalle. Para mí DuPont es una empresa bastante honesta y directa en su comunicación y objetivos. Un ejemplo claro de su claridad es su definición pública de material de origen renovable:

DuPont™ Renewably Sourced™ Materials contienen como mínimo el 20% en peso de ingredientes de origen renovable

Esta puede parecer una afirmación sencilla, no demasiado ambiciosa, pero os aseguro que muy pocas compañías se atreverían a publicar este número. Incluso los productores de bioplástico que utilizan fuentes renovables y petroquímicas en sus productos son bastante secretivos en este respecto. Y DuPont nos dice su contenido mínimo, no lanza una campaña publicitaria sobre el producto que mayor contenido renovable tiene dentro de su cartera. Por cierto, os dejo aquí la cartera actual de materiales de fuentes naturales de DuPont, que habla por sí misma:

• Cerenol^TM Polyols
• Susterra^TM Propanediol
• Zemea^TM Propanediol
• Hytrel® RS Thermoplastic Elastomers
• Pro-Cote® Soy Polymers Selar® VP Breathable Resins
• Sorona® EP Thermoplastic Polymers
• Sorona® Polymers

DuPont and Denso

DuPont es un fuerte competidor en el mercado de la automoción debido a su experiencia en ciencia de los materiales. Ha probado su capacidad de innovación desarrollando productos con clientes para mejorar sus productos. Denso Corporation, que es una proveedor global de sistemas y componentes para el mercado del motor, ha colaborado con DuPont en otros proyectos. Hace algunos años, Denso y DuPont ya trabajaron juntos en un programa que hizó y probó otro tanque de radiador. En aquella ocasión el material era nailon reforzado con fibra de vidrio obtenido en su totalidad de tanques ya usados. La Society of Automotive Engineering, SAE, premió esta iniciativa en 2005 y parece que desde aquella Denso y DuPont han seguido desarrollando alternativas juntos.

Podéis leer alguna de mis entradas sobre los materiales usados en coches, os dejo los enlaces abajo. Os daréis cuenta de que en estos momentos tu coche puede estar hecho con plástico reciclado, bioplástico, plástico reforzado con fibras naturales… Vamos, que no será porque la industria del plástico no lo esta intentando.

Entradas relacionadas

Directiva de vehículos al final de su vida útil o ELV

Plásticos, fibras naturales y coches

PDO: petroquímico o renovable

TPEs Renovables

Otras fuentes de información

Denso Corporation

www.globaldenso.com

DuPont de Nemours

www.dupont.com

]]> http://www.mundomaterial.eu/2009/03/30/radiador-de-coche-en-bioplastico/feed/ 1 http://www.mundomaterial.eu/2009/02/26/plasticos-fibras-naturales-y-coches/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=plasticos-fibras-naturales-y-coches http://www.mundomaterial.eu/2009/02/26/plasticos-fibras-naturales-y-coches/#comments Thu, 26 Feb 2009 16:08:06 +0000 admin http://www.mundomaterial.eu/?p=966 Llevo tiempo queriendo escribir sobre los materiales que se usan en los coches, y en especial sobre los principales usos del plástico. El sector de la automoción está siendo uno de los peores afectados en la crisis y con él siempre caen las empresas auxiliares. Los productores de coches, fabrican una pequeñísima parte de su producto, y en general se dedican a diseñar y ensamblar piezas que otras compañías les proporcionan, las auxiliares. Si la caída en la compra de coches es un problema, a él se une que se están utilizando piezas y materiales que estaban en almacén, reduciendo todavía más la demanda normalmente generada por el sector automovílistico. Evidentemente se espera que este doble efecto se vaya reduciendo, a medida que se agotan las reservas. En 2008, el sector de la automoción y de las materias plásticas fueron los dos con mayor número de empleados afectados por ERES en España, con 39.080 y 11.480 respectivamente (fuente: La voz de Galicia, 16 febrero 2009).

El plástico es fundamental en los coches de hoy en día, se utiliza por todas partes. Os invito a intentar adivinar que partes de vuestro coche son de plástico, además de las obvias. No es fácil, ya que sobre el 20% de un coche actual es plástico, y algunas piezas están bastante escondidas. Las ventajas que ofrece el plástico son bajo peso, bajo coste, facilidad de producción en masa. De hecho, es en parte gracias a los plásticos que el coche medio gasta menos gasolina, porque simplemente pesa menos que los de hace 20 años.

El plástico empezó a usarse en el interior de los coches, en el salpicadero, la espuma de los asientos, o el volante. Hoy en día resulta difícil decir que partes del interior no son plásticas. Además  se usan en el motor, para disminuir el ruido o conducir fluidos varios, son fundamentales en sistemas de control y seguridad. Espero escribir alguna entrada más sobre los materiales en los coches, como innovaciones en neumáticos o como el polipropileno llegó a dominar el interior de nuestros coches. Por ahora, os dejo con un ejemplo de la capacidad de innovación silenciosa  -porque los usuarios no la notan ni influye en su compra – de esta industria, que me resulta fascinante.

Fibras naturales!?

Hace no mucho hice un trabajo de consultoría relacionado con el uso de materiales renovables como relleno o refuerzo del plástico. Por ejemplo, el serrín se mezcla con PVC o poliolefinas para crear la madera plástica, o wood plastic composites, WPC. La fibra natural que más se utiliza en Europa como componente de materiales compuestos o composites es el lino. La producción europea de lino se ha visto drásticamente reducida tras el movimiento de la producción textil a paises asiáticos o de Europa del Este. Sin embargo, el conocimiento sobre el lino todavía se mantiene, con algunas empresas todavía activas gracias a la alta calidad de sus productos.

lino

Este saber hacer se está utilizando para obtener fibras de lino de alta calidad (largas, resistentes, con tratamientos específicos), perfectas para su uso con termoplásticos. Estos composites son usados en su mayoría en el sector de la automoción, donde se usan para fabricar piezas grandes como paneles de puertas.  Sustituyen a los termoplásticos o a composites de fibras de vidrio. Frente a ambos ofrecen ventajas:

• La fibra del lino es más barata y segura de manejar que la de vidrio
• La pieza construida con composite de lino tiene un precio similar a la hecha solo con termoplástico
• Es más seguro que el termoplástico, ya que en caso de choque la pieza en composite no se rompe en añicos que pueden cortar, ya que las fibras mantienen mejor la estructura
• Se remplaza parte del material proveniente del petróleo por otro rápidamente renovable y de producción europea, es decir, sostenible

En general los composites de fibras naturales y termoplásticos se manufacturan mediante termoconformado. Para ello se usa una estructura de sandwich, donde una capa sin tejer de lino sería la mortadela y el pan el termoplástico. Mediante la aplicación de calor se le da forma a la pieza, al mismo tiempo que los dos componentes, plástico y lino, se unen entre sí. Algunos de los proveedores para el mercado de la automoción que ofrecen este tipo de material son Röchling Automotive o Lear Corporation.

Casi 1 de cada 5 coches producido en Europa tiene una puerta de este material, pero ¿serías capaz de decir si tu coche tiene una? A pesar de que los productores de automóviles nos bombardean últimamente con su preocupación por el medioambiente, el cambio en los materiales usados para producir un coche no suele ser parte de sus campañas. Los composites de fibras naturales han ganado su lugar en el mercado gracias a su excelente relación calidad-precio, las mejoras que supone frente a otros materiales y el tesón de los productores de lino por sobrevivir sin el mercado textil.

bicicleta de bambú

La sorteaba Garsan, distribuidor de calefactores y nebulizadores. Yo no tuve ocasión de hablar con alguien de Garsan, así que me quedé con la duda de si la bicicleta estaba relacionada de alguna manera con la empresa o si simplemente les pareció una buena idea para llamar la atención. Un proyecto llevado a cabo por la Universidad de Columbia estudia la posibilidad de usar bicis de bambú en África como medio de transporte. Como no podía ser de otra forma el proyecto se llama Bamboo Bike Project. Si alguien sabe si existe relación entre la bici de Garsan y este proyecto, que nos lo cuente, por favor.

Pero el vehículo estrella en el mundo de los materiales y que se puede todavía ver en Expoquimia es el eXasis, de Bayer MaterialScience. Diseñado por Frank Rinderknecht, el eXasis sólo pesa 750 kg y esta fabricado con policarbonato Makrolon. Este peso pluma tiene 150 CV, 210 km de velocidad máxima y se pone de 0 a 100 en 4,8 segundos. Por si esto no os mueve, os diré que produce 20 gr de dióxido de carbono por kilómetro, unas 10 veces menos que un coche normal. Eso sí, es amarillo.

eXasis - Bayer MaterialScience

eXasis – Bayer MaterialScience

source: www.freefoto.com

Ya he hablado de la directiva RAEE, relacionada con los residuos de equipo eléctrico y electrónico en mi entrada del 6 de agosto. Hoy discutiré otra directiva relacionada con residuos, la que trata de los vehículos, directiva 2000/53/EC, también llamada la directiva ELV, por sus siglas en inglés (End of life vehicles). Como la directiva RAEE, la directiva ELV promociona la reducción de residuos en origen, fija objetivos de recuperación y reciclaje que aumentan progresivamente y hace responsables a los productores de vehículos. Los objetivos fijados en la directiva son como siguen:

• 2006: 85% en peso debe ser reutilizado o recuperado y al menos 80% reutilizado o reciclado
• 2015: 95% en peso debe ser reutilizado o recuperado y al menos 85% reutilizado o reciclado

Estos altos porcentajes no han sido escogidos aleatoriamente. Antes de la introducción de la directiva, un 75% del peso de un coche ya era reciclado, ya que el contenido en metal supera el 80%. Este porcentaje disminuye en los últimos modelos, a medida que más plásticos son usados. Como la directiva aumenta el porcentaje en peso que debe ser reciclado, fuerza a los recicladores a recuperar otros materiales, además del metal.

La directiva ELV, o directiva 2000/53/EC, es parecida en planteamiento a la directiva RAEE, ya que toca casi todos los aspectos de la vida útil de un coche, junto con su eliminación. Una vez más, la responsabilidad de los desechos es de los productores de coches, y es su obligación tomar los pasos necesarios para reducir la producción de residuos y financiar los sistemas de recogida y tratamiento. Para ello deben reducir el uso de sustancias peligrosas y desde 2003 los vehículos no pueden contener mercurio, cromo hexavalente, cadmio o plomo. El reciclaje debe ser considerado por los productores desde el diseño, ya que la directiva dice que el desmantelamiento, reutilización, recuperación y el reciclado deben ser facilitados por los productores. Vamos, cualquier cosa menos que acabe en el vertedero – legal o ilegal.

Antes de reciclar un coche hay que extraer cualquier sustancia que pueda ser nociva para la salud, para que pueda ser tratada separadamente. Los productores de coche deben proveer a los recicladores con las instrucciones necesarias para hacerlo. Las operaciones de descontaminación de vehículos al final de su vida útil, tal y como se recogen en la directiva, son las siguientes:

• retirada de baterías y depósitos de gas licuado
• retirada o neutralización de componentes potencialmente explosivos (por ejemplo, airbags)
• retirada, así como recogida y almacenamiento por separado, de combustibles, aceite de motor, aceite de transmisión, aceite de la caja de cambios, aceite hidráulico, líquido refrigerante, anticongelante, líquido de frenos, fluido de los aparatos de aire acondicionado y cualquier otro fluido que contengan los vehículos al final de su vida útil a menos que sea necesario para la reutilización de los componentes de que se trate
• retirada, siempre que sea viable, de todos los componentes en los que se haya determinado un contenido en mercurio

Hasta ahora el vehículo se trituraba tras estas operaciones. Pero la directiva ELV va más allá y propone una serie de tratamientos para facilitar el reciclado de otros componentes y materiales.

• retirada de catalizadores
• retirada de los elementos metálicos que contengan cobre, aluminio y magnesio
• retirada de neumáticos y componentes plásticos de gran tamaño (por ejemplo, parachoques, salpicaderos, depósitos de fluidos, etc.)
• retirada de vidrio

Los plásticos y componentes de metal que contengan cobre, aluminio y magnesio pueden ser retirados durante el proceso de trituración o fragmentación. En esos casos se puede evitar la retirada de las partes, que es siempre la etapa del reciclaje que más tiempo lleva y por lo tanto la más costosa. El reciclaje de plásticos se está volviendo más rentable, ya que los nuevos coches tienen piezas plásticas de mayor tamaño, que son recuperadas con facilidad, obteniendo más peso con menos esfuerzo. El sector de la automoción representa un 8% del mercado del plástico en Europa, es decir, casi 4 millones de toneladas en el 2006, según PlasticsEurope. Sin embargo, sólo un 10% del plástico en los coches era reciclado en ese mismo año. Este porcentaje, ya bajo de por sí, se vuelve más sangrante si tenemos en cuenta que los coches son uno de los pocos residuos que ya cuentan con una infraestructura de recolección selectiva en funcionamiento desde hace años.

Cualquiera relacionado con el reciclaje sabe que encontrar un mercado para los materiales reciclados puede ser la parte más difícil del negocio. Esta es la razón principal, junto con problemas técnicos solucionables, por la cual se recicla poco plástico. Habrá más reciclaje cuando se vuelva realmente rentable, estoy segura. Por esta razón la directiva pide a los productores que aumenten las cantidades de materiales reciclados en sus vehículos, para crear una demanda en el mercado.

Me encantaría contar con la opinión de áquellos de vosotros que recicláis coches, para tener información de primera mano sobre el negocio. Mientras tanto, echarle un buen vistazo a vuestro coche y os daréis cuenta de que hay muchas cosas en él que ya no son de metal (¡ni en el motor!)