1. Estudio para el desarrollo de nuevos materiales compuestos por textiles de fibras naturales con matriz orgánica, obtenida de residuos
- Author
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Abello Hernández, Laura, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència i Enginyeria de Materials, and Riba Moliner, Marta
- Subjects
Reciclaje ,Materiales ,Materials compostos ,Teixits de cotó -- Reciclatge ,Enginyeria tèxtil::Fibres tèxtils [Àrees temàtiques de la UPC] ,Composite materials ,Pectina ,Hidrólisis ácida ,Enginyeria dels materials::Materials compostos [Àrees temàtiques de la UPC] ,Residuos orgánicos ,Cotton textiles -- Recycling ,Fibras ,Textile waste ,Residuos textiles ,Residus tèxtils ,Fibras algodón ,Refuerzo ,Matriz orgánica ,Reciclaje mecánico ,Materiales compuestos - Abstract
Uno de los mayores retos respecto a las consideraciones ambientales es la gestión eficaz de los residuos provenientes de diferentes industrias a nivel mundial, especialmente de la industria textil y la industria hortofrutícola. Con relación a los desechos, la edición de 2018 de What a Waste 2.0: A global Snapshot of Solid Waste Management to 2050, estimó que la producción mundial de residuos sólidos municipales será de 2,01 billones de toneladas por año y se prevé que aumente a 3,4 billones de toneladas por año para 2050 [1]. El sector textil y de la moda han sido definidas como industrias que conllevan un alto gasto de recursos a lo largo de toda la cadena de valor. La fabricación de tejidos y en general de productos textiles terminados, abarca diferentes procedimientos que van desde la obtención de las fibras hasta el material o producto finalizado. Estos procesos requieren en su mayoría el uso de productos químicos, un elevado volumen de agua y energía, además de la generación de aguas residuales y de desechos textiles que no siempre tienen un plan de reciclaje o reutilización, por lo que suelen terminar desechados en vertederos o incinerados, causando así emisión de gases efecto invernadero (GEI) y en general un alto índice de contaminación al medio ambiente. Solo en la Unión Europea (UE) los consumidores desechan alrededor de 5,8 millones de toneladas de textiles al año [2], cifra que no incluye los desechos provenientes de la industria textil y de la moda a lo largo de los diferentes procesos hasta llegar al producto final. Por otro lado, la industria hortofrutícola y más específicamente la relacionada con la productora de manzana, se dedica principalmente a la cosecha y venta del fruto fresco ya sea como fuente de alimento o para diferentes industrias que lo procesan en productos como zumos, sidras, vinagres, entre otros. Estas industrias procesadoras del fruto de manzana generan un tipo de desecho orgánico conocido como orujo de manzana, el cual está compuesto normalmente por restos fibrosos de pulpa, cáscaras, tallos, semillas, mesocarpios y endocarpios. Si este residuo no se gestiona adecuadamente con tratamientos inmediatos a su obtención o con pretratamientos de compostaje necesarios antes de ser vertido al suelo en un vertedero, puede causar contaminación al medio ambiente y generar peligro para la salud pública, debido principalmente al riesgo de contaminación microbiana [1]. La necesidad de crear una economía circular y de valorizar los residuos para ambas industrias está respaldada en el presente trabajo final de Máster a través del desarrollo de un nuevo material compuesto de base natural, hecho con una matriz orgánica de pectina y reforzado con fibras textiles 100% algodón (CO). Estas materias primas aparte de ser biológicas y de provenir de fuentes renovables, han sido recuperadas de dos tipos de desechos generados en diferentes procesos industriales: el orujo de manzana generado en la producción de zumo casero (simulando la producción industrial a gran escala) y de residuos textiles de producción hechos 100% de fibra de CO en forma de textil, respectivamente. La elaboración del nuevo material compuesto divide el desarrollo de la investigación en tres procesos principales: el primero proceso se centra en el reciclado mecánico de los residuos textiles de producción hechos 100% de CO el cual incluye inicialmente y con la ayuda de una línea ¨air-laid¨ el corte y desfibrado del material textil en forma de tejido hasta obtenerlo de nuevo en fibras sueltas o floca, para posteriormente someterlas al proceso de cardado a fin de limpiarlas, paralelizarlas y homogeneizarlas y obtener una napa textil a la cual se excluye del proceso de consolidado. El segundo proceso se basa en la extracción de la pectina del residuo orgánico conocido como orujo de manzana a través del método de hidrólisis ácida, haciendo uso de un ácido orgánico menos corrosivo y más amigable con el medio ambiente como lo es el ácido cítrico. El tercer y último proceso se basa en la producción del material compuesto en forma de película, siguiendo metodologías de investigación similares. La pectina extraída del orujo de manzana se gestionan como la matriz orgánica y las fibras textiles de CO recicladas en forma de napa son gestionadas como material de refuerzo. La formación del nuevo material incluye un análisis general de su superficie y la caracterización de algunas de sus propiedades de físicas y mecánicas más relevantes. provenir de fuentes renovables, han sido recuperadas de dos tipos de desechos generados en diferentes procesos industriales: el orujo de manzana generado en la producción de zumo casero (simulando la producción industrial a gran escala) y de residuos textiles de producción hechos 100% de fibra de CO en forma de textil, respectivamente. La elaboración del nuevo material compuesto divide el desarrollo de la investigación en tres procesos principales: el primero proceso se centra en el reciclado mecánico de los residuos textiles de producción hechos 100% de CO el cual incluye inicialmente y con la ayuda de una línea ¨air-laid¨ el corte y desfibrado del material textil en forma de tejido hasta obtenerlo de nuevo en fibras sueltas o floca, para posteriormente someterlas al proceso de cardado a fin de limpiarlas, paralelizarlas y homogeneizarlas y obtener una napa textil a la cual se excluye del proceso de consolidado. El segundo proceso se basa en la extracción de la pectina del residuo orgánico conocido como orujo de manzana a través del método de hidrólisis ácida, haciendo uso de un ácido orgánico menos corrosivo y más amigable con el medio ambiente como lo es el ácido cítrico. El tercer y último proceso se basa en la producción del material compuesto en forma de película, siguiendo metodologías de investigación similares. La pectina extraída del orujo de manzana se gestionan como la matriz orgánica y las fibras textiles de CO recicladas en forma de napa son gestionadas como material de refuerzo. La formación del nuevo material incluye un análisis general de su superficie y la caracterización de algunas de sus propiedades de físicas y mecánicas más relevantes
- Published
- 2023