Estudio de materiales compuestos bio-basados reforzados con fibras naturales para potenciales aplicaciones de empaque.

Los materiales compuestos sostenibles y biodegradables están ganando interés en los últimos
años debido a la contaminación ambiental que causan los plásticos convencionales. Los
polímeros biobasados como el poliácido láctico (PLA) o poli hidroxibutirato (PHB) son atractivos
debido a su origen biológico que podría incidir en una menor contaminación al medio ambiente
por su posible compostaje. Además, su constitución química permite una mayor capacidad de
modificación y de esa forma controlar sus propiedades físicas y mecánicas mediante el
reforzamiento con fibras naturales. Esto permite convertirlos en potenciales sustitutos a los
materiales compuestos convencionales. El PLA y PHB han surgido como el material de matriz
más prometedor para biocompuestos sostenibles gracias a sus excelentes propiedades
mecánicas y térmicas, su biodegradabilidad y propiedades antibacterianas. Los materiales
compuestos a base de PLA se utilizan ampliamente en diversos sectores, debido a su relación
costo-beneficio y propiedades. Las propiedades mecánicas y térmicas de los compuestos de PLA
pueden verse afectadas significativamente por el tipo de fibra utilizada y la adhesión entre la fibra
y la matriz.
En Costa Rica, existe una importante producción de fibras naturales, por ejemplo, la piña. Unas
40 mil hectáreas, que producen unas 4.5 millones de toneladas anuales de biomasa tras la
cosecha de la piña. Uno de los productos que se puede extraer de este residuo es la fibra de la
hoja de piña (PALF). El uso de fibras naturales es viable por su suministro continuo, manejo fácil
y seguro y su naturaleza biodegradable. Con esta fibra es posible producir compuestos de Fibras
naturas-PLA con potencial de aplicaciones en materiales biodegradables. La utilización de PALF
pretende mejorar las propiedades mecánicas, térmicas y biológicas de los productos finales.
Uruguay cuenta con una estrategia de desarrollo donde la bioeconomía juega un rol destacado,
a través de la cual el país consolida y diversifica su matriz productiva apostando a un modelo
económico basado en el uso sostenible, eficiente e innovador de sus recursos biológicos y
recursos naturales. En los últimos años la producción de cáñamo se ha expandido por ser un
cultivo de alto rendimiento y con versatilidad de usos debido a la alta calidad de la celulosa de sus
tallos y del aceite de sus semillas, así como a las valiosas resinas de la inflorescencia. Es un
cultivo emergente que gracias a sus condiciones se utiliza para la elaboración de productos en
múltiples rubros, como textiles, biocompuestos, fabricación de papel, automoción, construcción,
biocombustibles, alimentos funcionales, aceite, cosméticos, y la industria farmacéutica.
Este tipo de compuesto puede utilizarse a futuro en aplicaciones biodegradables industriales o de
empaque. Adicionalmente, se ha investigado el estado actual de la impresión 3D con PLA
reforzado con fibras naturales y su potencial en la impresión 4D para polímeros sensibles a
estímulos. La impresión 3D, permite crear estructuras complejas y personalizadas, mientras que
la impresión 4D agrega la capacidad de que estos materiales respondan a estímulos externos,
como temperatura o humedad, cambiando de forma o propiedades.

Desarrollar mediante técnicas de termoformado un material compuesto a
base de polímeros bio-basados con fibras naturales para potenciales aplicaciones comerciales.

Soluciones químicas para el desarrollo.