Proyectos
Materiales sostenibles con menor impacto ambiental: biocompuesto de caucho natural, modificado con nanocargas en la cadena de valor para el campo colombiano
Resumen
Uno de los renglones económicos en el oriente del Departamento de Caldas es la extracción de látex, proveniente del sangrado de la corteza de Hevea Brasiliensis que alternan con otros cultivos. En la región, el caucho es el sustento económico de 350 familias campesinas, entre ellas, madres cabeza de hogar (16%), personas mayores a 60 años (40%) y víctimas del conflicto armado. En Colombia hay 52222 hectáreas (ha) sembradas de caucho, pero Caldas se caracteriza por tener pequeños productores, con áreas de cultivo no superiores a 3 ha, ocupa el 8º puesto en el ranking nacional con 1520 ha, de las cuales 150 ha están dentro del ciclo de crecimiento del árbol, 17.5% en la etapa de aprovechamiento y 82.5% en el ciclo de sostenimiento. Los campesinos, desde sus Unidades Productoras de Plantaciones de Caucho (UPPC), venden el producto a través de la Asociación de Heveicultores del Oriente de Caldas (ASOHECALDAS) y agrupa productores de Victoria (35%), Samaná (35%) y Marquetalia (30%). Debido a las condiciones del suelo, altitud y condiciones ambientales, el látex de Caldas tiene estándares elevados de calidad. En Colombia hay un déficit de 30000 toneladas (t)/año y está en mora impulsar en la región la comercialización del caucho con mayores estándares de calidad y obtener productos de mayor valor agregado por medio de alianzas en investigación para fortalecer este sector agrícola. Colombia produce caucho natural de diversas presentaciones, entre ellas, látex, lámina, ripio y granulado. La cadena productiva comprende desde el cultivo del caucho, control de plagas, recolección de látex, filtrado, acidificación, coagulación, secado y empaque. En cada una de esas etapas, el pequeño productor usa procedimientos empíricos de voz a voz y conlleva a disparidad en la calidad del producto final. Dentro de los objetivos del proyecto, está apoyar a los productores proponiendo una opción de preservación del látex con menor impacto ambiental, mejorando la calidad para un caucho con especificación técnica establecida y proponer alternativas con productos de mayor valor agregado. En ese sentido, una alternativa de interés para los grupos de investigación vinculados al proyecto es obtener un material compuesto reforzado aprovechando residuos de la semilla de Tagua (phytelephas macrocarpa) de la región pacífica colombiana, también conocida como marfil vegetal, por su naturaleza química, dureza y características de maquinado. Actualmente es una fuente de ingreso para un sector de artesanos que elaboran piezas talladas, pero en la elaboración se desecha un 75% p/p en promedio con respecto a la semilla inicial y ese residuo no es utilizado para un fin específico. Por otra parte, las nanocargas sirven de refuerzo del caucho para mejorar las propiedades, especialmente resistencia mecánica, térmica y durabilidad. Las propiedades del nanocompuesto dependerá de la fracción del reforzante, grado de dispersión, estructura, tamaño, morfología, compatibilidad de la matriz con el reforzante y fuerza de interacción nanocarga/caucho. El tamaño nanométrico del reforzante brinda elevada área superficial y requiere buena adsorción del polímero para proporcionar la adhesión suficiente y mejorar el rendimiento. Los desafíos están en obtener la dispersión del reforzante y buena interacción entre la matriz y la carga. Los nanocompuestos de caucho emplean tres tipos de refuerzos clasificados por su geometría: partículas, tubulares y laminares. Dentro de los objetivos del proyecto, con la colaboración de aliados externos, se propone obtener y caracterizar un material biocompuesto a partir de caucho natural con Tagua, realizar el reforzamiento con nanoparticulas inorgánicas laminares de arcilla de la región de Boyacá y evaluar el desempeño mecánico y térmico. Se espera con los resultados de la investigación proponer un material dentro de la cadena de valor para la industria del caucho.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES 2024 PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA EN ALIANZA CON ENTIDADES EXTERNAS O INSTITUCIONES DE EDUCACIÓN SUPERIOR
Modalidad:Modalidad única: Generar o identificar redes de trabajo académico lideradas por investigadores de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad Nacional de Colombia sede Manizales en alianza con entidades externas e instituciones de Educación Superior (IES)
Responsable