Considerada tradicionalmente como unha fibra basta, o kenaf está atopando un lugar nos mercados electrónicos e de automoción. A súa combinación con PLA, un bioplástico que provén de fontes naturais como o millo, ilustra o novo enfoque no desenvolvemento dos materiais que estamos experimentando. 2009 foi declarado como o ano Internacional das Fibras Naturais e esta entrada é a terceira nunha serie dedicada a elas.

Qué é o kenaf?

O kenaf, ou Hibiscus Cannabinus, pertence á familia das Malvaceas e prodúcese en todos os continentes, pero os maiores produtores son Indios e A china. O kenaf e as súas fibras son a miúdo comparados co iute e o cánabo, cos que comparte moitas das aplicacións descritas a continuación:

• Usos tradicionais, de baixo valor: corda, cordel, téxtil, uso en cortes e en alimentación animal.
• Aplicacións innovadoras, de valor medio: papel, produtos de madeira, esteiras medioambientais, material absorbente para aceite e líquidos.
• Aceite de kenaf: comestible, tamén pode ser usado en cosmética, lubricantes ou produción de biofuel.
• Materiais compostos ou composites, alto valor: as fibras de kenaf poden ser usadas como recheo ou reforzo, con resinas epoxy ou termoplásticos.

Ademais de compartir moitas das citadas aplicacións, o kenaf comparte seu resistancia co cánabo e o yute, que os converte en cultivos dobremente ecolóxicos, xa que non requiren moita auga, pesticidas ou fertilizantes para medrar sans.

Produción

Samsung Cheil en Malaisia

Samsung Cheil, a filial coreana do grupo Samsung, estreaba en 2008 un centro para a recollida, procesamento, empaquetado e distribución da fibra de kenaf. Aínda que tradicionalmente dedicada ao negocio téxtil, Samsung Cheil diversificou o seu negocio para cubrir outro tipo de materiais e produtos químicos. A importancia estratéxica do centro en Malaisia, que é froito dun esforzo entre Samsung Cheil e Symphony Advance Sdn Bhd (SASB), é o desenvolvemento e comercialización de materiais compostos de plástico e fibras de kenaf. O obxectivo inicial é exportar 1000 toneladas ao mes, aínda que se prevee duplicar este volume cando se empece a comercializar o material en Xapón. O valor engadido da fibra de kenaf, cando é usada en materiais compostos, pode ser suficiente para permitir a substitución de tabaco polo cultivo de kenaf.

Kenaf Green Industries

Con sede en Israel, Kenaf Green Industries pon a disposición dos seus clientes o seu coñecemento sobre produción, transformación e comercialización de kenaf, axudando a novos produtores a establecer o seu negocio. Kenaf Green Industries comezou un proxecto piloto en Etiopía para Global Energy, tendo como obxectivo a plantación de 10,000 hectáreas de kenaf, que complementarán a produción actual de ricino.

Mellorando o papel

Segundo Treehugger, e o departamento de Agricultura dos Estados Unidos, USDA, o kenaf mellora o rendemento das árbores na fabricación de papel. As fibras de kenaf conteñen menos lignino que a polpa de madeira, e polo tanto facilitan o proceso de produción, reducindo custos enerxéticos. O uso de fibras de kenaf en papel tamén mellora as súas propiedades, facendoo máis resistente, máis branco e mellorando o resultado final da impresión. É por estas razóns por que tamén se usa en papel reciclado. O kenaf non é a única fibra, ou compoñente, natural que compite para substituír ás árbores como materia prima do papel. Outros candidatos son o cánabo, o bambú e o bagazo obtido da cana de azucre.

Vision paper é un produtor de papel que non usa árbores, nos Estados Unidos. Vision paper viuse afectado polo peche de fábricas de papel estadounidense e desde marzo do 2008 busca comprar o seu propio equipo, para seguir producindo de maneira independente papel de acordo con fibras de kenaf.

Composites ou materiais compostos

Toyota e os coches

Toyota investigou o uso de kenaf en aplicacións de automoción durante case unha década. Toyota usou kenaf como material no marco dunha porta no 2000, pero en 2008 xa o usaba en 5 compoñentes nun total de 27 modelos, principalmente de gama alta. Algúns dos primeiros exemplos de partes de coche onde Toyota usou kenaf:

• 2000: Celsior. Marco porta. Composite kenaf/polipropileno
• 2001: Brevis. Marco porta. Composite kenaf/polipropileno
• 2003: Harrier. Marco porta e panel de asento. Composite kenaf/polipropileno
• 2003: Raum. Cuberta de roda de recambio. Composite kenaf/ácido poliláctico

En maio do 2008, Toyota anunciou un acordo co Instituo Indonesio de Investigación do Tabaco e Fibras para levar a cabo un programa de desenvolvemento de sementes de kenaf. Toyota puxose como obxectivo o facer todas as partes do interior dos seus coches con materiais renovables, polo que o coñecemento sobre a produción do kenaf volveuse máis vital que nunca.

NEC e os móviles

A combinación de acedo poliláctico, PLA, e fibras de kenaf para crear un material biocomposto ou biocomposite como o usado para producir a peza do Raum do Toyota, é unha tendencia moi marcada no mercado dos materiais. Vimos exemplos de biocomposites, ademais de en aplicacións automotivas, en produtos electrónicos como é o caso do Eco-Mobile de NEC. Aquí vos traduzo a definición de NEC do seu Eco-Mobile:

Un móbil cuxa cuberta está feita de bioplástico reforzado con fibras de kenaf. O material consiste en acedo poliláctico proveniente de millo ao que se lle engadiron fibras de kenaf e un aditivo de NEC como axentes de reforzo. O novo bioplástico ten mellores propiedades mecánicas e maior resistencia á calor que o PLA e o seu proceso de produción reduce á metade as emisións de CO2 orixinadas por un plástico convencional. É a primeira vez que se usa un material con tales credenciais medioambientais para producir a cuberta dun móbil. O Eco Eco-Mobile foi sacado ao mercado o 10 de marzo do 2006 por NTT DoCoMo baixo o nome comercial “FOMA (R) N701iECO”.

Conclusión

O kenaf, como a maioría das fibras naturais, segue mantendo un gran potencial por explotar no mundo dos materiais. O seu uso en combinación con bioplásticos podería mellorar as propiedades destes, abrindo novas aplicacións para ambos os dous materiais.

Entradas de mundomaterial relacionadas:

2009 Ano Internacional das Fibras Naturais: o Fique en Colombia

2009 Ano Internacional das Fibras Naturais

Radiador de coche en bioplástico

Outras fontes de información:

Samsung Cheil Kenaf Malaysian project

Try Out the 5 Best Kinds of Tree-Free Paper

Composites with PLA used in automotive

Presentation on kenaf and automotive applicatiosn by Toyota

Foto: photo credit: MShades

• da fibra: fíos, tecidos, empaques e biomantos
• do bagazo: papel, fibra reforzada, conglomerados, recheo de colchóns e musgo ecolóxico
• do zugue pódense extraer saponinas: hecoxenina e tigoxenina – aínda que a súa produción a escala comercial parece seguir sendo dificultosa.

En 2005, a área dedicada ao cultivo de fique en Colombia foi de máis de 17.000 hectáreas, as cales representaron o 0.83% da área total de cultivos permanentes en Colombia. Durante o período 2000-2005, o número de hectáreas con fique no país diminuíu nun 2.6%. Non obstante no mesmo período, o volume de produción incrementouse nun 1.5%, acadando as 21.445 toneladas en 2005. Do mesmo xeito, o rendemento termo medio por hectárea aumentou 2.1% ao ano pasando de 1 tonelada por hectárea a 1.2 toneladas en 2005. O seguinte gráfico ilustra a cadea de valor do fique, ademais de mencionar aos principais transformadores industriais e consumidores:

Ademais de varios proxectos para mellorar a produtividade do fique, entre o 25 e o 29 de novembro celebrarase Fibratec 2009 en Bucaramanga, Colombia. Trátase do V Simposio Internacional das Fibras Naturais FIBRATEC 2009, organizado pola Federación Nacional do Fique de Colombia, Fenalfique. Agradezo a Francisco Javier Corrales León o terme enviado esta información e sinto non poder adxuntarvos unha ligazón con máis información relacionada con Fibratec 2009 (quizás en breve podamos ter algunha páxina de referenza).

Outras fontes de información:

http://www.agrocadenas.gov.co/fique/documentos/caracterizacion_fique.pdf

http://www.agronet.gov.co/www/docs_agronet/2008519105246_BULLETS_CADEFIQUE_2008.pdf

Novas aplicacións agrofarmaceúticas:

http://www.biodiversityreporting.org/article.sub?docId=8235&c=Colombia&cRef=Colombia&year=2004

Perfil de Francisco Javier Corrales León en Agro 2.0:

http://www.agro20.com/profile/FRANCISCOJAVIERCORRALESLEON

2009 foi declarado pola FAO o Ano Internacional das Fibras Naturais. Dentro das fibras naturais encóntranse materiais tan importantes como a la, o algodón ou o liño. Estes pola súa parte son usados en gran variedade de mercados, para producir téxtiles, papel e materiais compostos. O produto da venda e a exportación de fibras naturais contribúe significativamente aos ingresos e a seguridade alimentaria dos agricultores e traballadores pobres que as producen, algo que non ocorre con moitos outros mercados.

2009 foi declarado pola Organización das Nacións Unidas para a Agricultura e a Alimentación, FAO, o Ano Internacional das Fibras Naturais. Con esta designación preténdese promover o uso das fibras naturais de orixe animal e vexetal. Non se inclúen as fibras modernas artificiais e sintéticas producidas polo home, como o raión, o nailón, as fibras acrílicas e o poliéster. Hai outras tres fibras que non contempla o Ano Internacional, pero que tratará o Ano Internacional dos Bosques, en 2011. 15 fibras naturais son consideradas as máis importantes:

Recoméndovos a páxina que a FAO lle adica a este ano conmemorativo, onde ademáis de información xeral sobre as fibras poderedes atopar un calendario de actividades relacionadas con estes materiais puramente renovables, sustentables e que en moitos casos tamén favorecen o comercio xusto.

Mundomaterial quere participar na promoción das fibras naturais e por iso vos pido que alí onde esteades me enviedes información sobre os vosos proxectos. Encantarame publicar a túa historia se es produtor, trasnformador ou vas sacar un produto novo baseado en fibras naturais. Aquí vos deixo algunha ligazón a entradas anteriores en que se mencionan usos das fibras naturais, sobre todo en materiais compostos:

Plásticos, fibras naturais  coches

Bicicletas

Foto: photo credit: boliston

O plástico é fundamental nos coches de hoxe en día, utilízase por todas partes. Invítovos a intentar adiviñar que partes do voso coche son de plástico, ademais das obvias. Non é doado, xa que sobre o 20% dun coche actual é plástico, e algunhas pezas están bastantes agochadas. As vantaxes que ofrece o plástico son baixo peso, baixo custe, facilidade de produción en masa. De feito, é en parte grazas aos plásticos que o coche medio gasta menos gasolina, porque simplemente pesa menos que os de fai 20 anos.

O plástico empezou a usarse no interior dos coches, no salpicadero, a escuma dos asentos, ou o volante. Hoxe en día resulta difícil dicir que partes do interior non son plásticas. Ademais úsanse no motor, para diminuír o ruído ou conducir fluídos varios, son fundamentais en sistemas de control e seguridade. Espero escribir algunha entrada máis sobre os materiais nos coches, como innovacións en pneumáticos ou como o polipropileno chegou a dominar o interior dos nosos coches. Polo de agora, deíxovos cun exemplo da capacidade de innovación silenciosa – porque os usuarios non a notan nin inflúe na súa compra – desta industria, que me resulta fascinante.

Fibras naturais!?

Fai non moito fixen un traballo de consultoría relacionado co uso de materiais renovables como recheo ou reforzo do plástico. Por exemplo, o serrín mestúrase con PVC ou poliolefinas para crear a madeira plástica, ou wood plastic composites, WPC. A fibra natural que máis se utiliza en Europa como compoñente de materiais compostos ou composites é o liño. A produción europea de liño viuse drasticamente reducida tralo movemento da produción téxtil a países asiáticos ou de Europa do Leste. No entanto, o coñecemento sobre o liño aínda se mantén, con algunhas empresas aínda activas grazas á alta calidade dos seus produtos.

liño

Este saber facer estáse a utilizar para obter fibras de liño de alta calidade (longas, resistentes, con tratamentos específicos), perfectas para o seu uso con termoplásticos. Estes composites son usados na súa maioría no sector da automoción, onde se usan para fabricar pezas grandes como paneis de portas. Substitúen aos termoplásticos ou a composites de fibras de vidro. Fronte a ambos os dous ofrecen vantaxes:

• A fibra do liño é máis barata e segura de manexar que a do vidro
• A peza construida con composite de liño ten un prezo similar á feita so con termoplástico
• É máis seguro que o termoplástico, xa que en caso de choque a peza en composite non se rompe en anacos que puidan cortar, xa que as fibras manteñen mellor a estrutura
• Reemplázase parte do material proveniente do petróleo por outro rápidamente renovable e de produción europea, é dicir, sustentable.

En xeral os composites de fibras naturais e termoplásticos manufactúranse mediante termoconformado. Para iso úsase unha estrutura de sandwich, onde unha capa de liño sen tecer sería a mortadela e o pan o termoplástico. Mediante a aplicación de calor dáselle forma á peza, ao mesmo tempo que os dous compoñentes, plástico e liño, se unen entre si. Algúns dos provedores para o mercado da automoción que ofrecen este tipo de material son Röchling Automotive ou Lear Corporation.

Case 1 de cada 5 coches producidos en Europa ten unha porta deste material, pero serías capaz de dicir se o teu coche ten unha? A pesar de que os produtores de automóbiles nos bombardean ultimamente coa súa preocupación polo medio ambiente, o cambio nos materiais usados para producir un coche non adoita ser parte das súas campañas. Os composites de fibras naturais gañaron o seu lugar no mercado grazas á súa excelente relación calidade-prezo, as melloras que supón fronte a outros materiais e o tesón dos produtores de liño por sobrevivir sen o mercado téxtil.

Se non acabades de ver o interese, pensade en skies, táboas de surf, velas de windsurf ou snowboards. Sen esquecer o importante equipo de protección, como cascos, xeonlleiras, protectores de cóbado, etc. O mercado é amplo, está medrando e de alto valor engadido. Un bo lugar para experimentar materiais e xulgar o seu rendemento.

O produto

Supoño que non haberá moitos expertos en materiais que a un tempo saiban algo do fascinante mundo do skate, así que empezarei por unha rápida introdución. As partes principais dun skate son a táboa, as rodas, os rodamentos e os eixos, ilustrados no seguinte gráfico. Quero agradecer a foto a BD skateshop, unha tenda de Zamora que vende skates con ou sen marca.

As características claves do skateboard son:

• Maniobrabilidade
• Equilibrio
• Velocidade

Canto máis longa sexa a táboa menos control e máis velocidade. Canto máis ancha, maior control e menor maniobrabilidad ou capacidade de xiro. As súas dimensións varian entre 19 e 21 cm de largo e 83-89 de longo. O largo das rodas varias habitualmente entre 50 e 60 mm. Existen rodas moito máis grandes, de ata 100 mm de largura, que se usan para rodaxes ou para adquirir moita velocidade.

Aínda que para os non epertos todos os skateboards poden parecer igual, os usuarios adoitan ter unhas preferencias moi marcadas no referente a dimensións e forma da táboa. Que skateboard escolle un usuario depende tamén de como vaia a practicar o deporte: pola cidade, en parques especializados, realizando tricks ou simplemente como un medio de transporte barato e non contaminante.

Os Materiais

A táboa está feita xeralmente de madeira de pradairo laminada. A maioría das táboas teñen 7 capas de madeira, unidas entre si por resina epoxy. Pódense usar plásticos reforzados con fibra de vidro ou carbón, aluminio ou outros materiais que alixeiren a táboa, pero o seu uso é escaso. As rodas están feitas de poliuretano. As rodas máis grandes, de ata 100 mm de largura, adoitan estar feitas de dúas capas, cun interior de maior dureza que o poliuretano, pero aínda non conseguín averiguar de que material. Podedes ver un vídeo de como se fai un monopatín eiquí:Rekiem skateboard how to make a board from jeremy hugues on Vimeo.

O eixo ou truck une as rodas coa táboa e adoita estar fabricado cunha aliaxe de aluminio. Os rodamentos, que unen as rodas co eixo, adoitan estar feitos de aceiro, pero tamén se encontran en nitruro de silicio, una cerámica avanzada.

Proxectos Innovadores

A pesares de ser un deporte urbano, o skateboard acolle un movemento ecoloxista no seu seo e por esta razón xurdiron varios fabricantes que intentan transformar os seus produtos para que sexan máis respectuosos co medio ambiente. Na táboa podemos ver algúns exemplos, que explicarei en máis detalle.

Son particularmente interesantes os casos de Comet e Let’s EVO, xa que ambos os dous teñen proxectos desenvoltos con empresas especializadas en novos materiais, máis respectuosos co medio ambiente. Let’s EVO é unha aventura brasileira levada a cabo por Evo Skateboards en colaboración con Fibra Design Sustentável.

Trátase dunha plataforma aberta para desenvolver un skateboard con materiais sostibles e que desenvolve o deseño a través da colaboración na internet. Calquera pode axudar, xa sexa mandando as súas dimensións favoritas para a táboa ou enviando a arte para pintala. A plataforma escollida para desenvolver este proxecto é un blogue, que recomendo a todos aqueles que entendan un pouco de portugués. Esta forma colectiva de culminar un proxecto axuda á involucración de axentes externos á compañía, xerando maior interese.

No referente aos materiais, son proporcionados por Fibra Design Sustentável, que conta con estes tres materiais (perdoádeme os posibles erros na tradución, calquera suxestión é benvida):

• Conglomerado de pupunha ou chontaduro, feito cos desfeitos do cultivo de palmito
• Bananaplac, a partires de defeitos de bananeiras
• Laminado de bambú orgánico

Comet Skateboards nace para dedicarse exclusivamente á produción de skateboards sostibles. Do mesmo xeito que Let’s EVO, están apoiados por unha compañía especializada en materiais, e2e Materials. As táboas seguena ser  laminadas, de 7 capas, pero no canto de utlizar unicamente a tradicional madeira de pradairo e os adhesivos derivados do petróleo, Comet substitúe algunhas das capas por innovadores materiais. En particular, a capa central, que lle dá resistencia e flexibilidade, cómpónse de bambú. As dúas capas que rodean a central compóñense dun tecido triaxial de cañamo, co que eles chaman “soy linking resin” e que imaxino será poliuretano procedente de soia. Se a miña explicación non volo aclara moi ben, seguide esta ligazón para ver os produtos de Comet.

Conclusión

O skate é só un exemplo dos moitos deportes urbanos ou extremos que se desenvolveron en parte grazas a novos materiais que facilitan e democratizan a súa práctica. Os mercados relacionados co lecer soportan moi ben os prezos máis elevados, dando a oportunidade de desenvolver novos produtos e innovar. A alta esixencia mecánica do skateboard convérteo nun laboratorio de ensaio perfecto para novos materiais, así que animo aos produtores de materiais a que se interesen por este produto e melloralo, algo que sen dúbida os skaters agradecerían.