Las pautas para un proyecto de investigación sobre desechos agroindustriales y su uso potencial como materiales apropiados para viviendas e infraestructura incluyen la conversión de desechos en recursos, sustituir materias primas tóxicas por insumos saludables, y la migración de procesos de producción dañinos a sostenibles.

El proyecto Agrowaste es coordinado por Holmer Savastano Jr. en la Escuela de Ingeniería de Alimentos y Ciencias Animal de la Universidad de São Paulo (FZEA-USP) en Pirassununga, Brasil.

"Desarrollamos dos líneas de investigación:una con compuestos de matriz inorgánica, explorar la adición de cenizas volantes de biomasa y fibras de biomasa a la matriz de cemento Portland para la producción de tableros de fibrocemento ondulados o planos; el otro con compuestos de matriz orgánica, explorar el uso de fibras y partículas de biomasa unida a resina vegetal para la producción de cartón para embalaje, palets y muebles, "dijo Savastano.

La línea de productos inorgánicos ofrecerá una alternativa al fibrocemento, mientras que la línea orgánica ofrecerá una alternativa a los tableros de partículas y aglomerados impregnados con resina fenólica. El amianto y las resinas fenólicas se consideran cancerígenos. Notablemente, El fibrocemento está prohibido en un número creciente de países (actualmente 69) de acuerdo con las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS).

Las resinas fenólicas están prohibidas en varios países, pero no en Brasil. Sin embargo, sus días están contados. No solo son tóxicos, pero también insostenibles porque son productos refinados del petróleo. "El cemento de amianto se utilizó durante décadas, y durante ese tiempo, la industria se adaptó perfectamente. Parecía una solución técnica inmejorable, especialmente gracias a su bajo costo, pero el impacto en la salud significa que se deben encontrar otras fibras de refuerzo menos tóxicas, "Dijo Savastano.

"Nuestro proyecto ya ha dado resultados con una posible transferencia de tecnología a empresas comerciales. El fibrocemento se puede utilizar en la fabricación de techos corrugados y tableros, revestimiento y otros componentes para la industria de la construcción. No solo sustituimos la fibra; se tuvieron que hacer varios ajustes al proceso de producción, y trabajamos en esto con firmas que fabrican fibrocemento en Brasil. Se requerían métodos específicos de curado del cemento, por ejemplo, " él dijo.

Un estudio dirigido por Savastano para desarrollar la tecnología de curado de fibrocemento produjo paneles de fibrocemento utilizando una mezcla de cemento, fibras plásticas y pulpas vegetales. “Nuestro enfoque consiste cada vez más en utilizar cenizas volantes de biomasa como sustituto del cemento Portland convencional y fibras vegetales en lugar de fibras plásticas, "Dijo Savastano.

Esto configuraría un producto de tercera generación. La primera generación consistió en cemento reforzado con fibras minerales. La ya viable segunda generación combina cemento, fibras plásticas y pulpas vegetales. La tercera generación implica la sustitución progresiva de cemento y fibras plásticas por cenizas volantes de biomasa y fibras vegetales, reduciendo así el impacto del material y haciéndolo más sostenible de acuerdo con las expectativas ambientales cada vez más extendidas de la sociedad.

"Cuanto más a base de plantas, cuanto más sostenible, "Dijo Savastano." Por lo tanto, el siguiente paso después del proyecto actual, que está a punto de completarse, será realizar con precisión análisis de sostenibilidad y calcular cómo el uso de mayores cantidades de fibras vegetales influiría en variables como el consumo de energía en la producción y la durabilidad del producto final ”.

Por ahora, las fibras vegetales utilizadas en la investigación todavía se extraen de la pulpa de celulosa debido a la disponibilidad comercial. "En un país como Brasil, podemos utilizar fácilmente varias plantas fibrosas como fuentes de pulpa, "Dijo Savastano." Por ejemplo, importantes alternativas en el estado de São Paulo, que es el primer productor de caña de azúcar del país, podría ser el bagazo de caña de azúcar y la paja como fuentes tanto de fibra como de ceniza. Si consideramos el territorio nacional en su conjunto, hay muchas otras alternativas de biomasa no leñosa, como el sisal, plátano y bambú, por citar sólo algunos ejemplos ".

Sustitución del bagazo de caña de azúcar por pulpa de celulosa, por ejemplo, Cumpliría con el requisito de que los desechos se conviertan en recursos, contribuyendo a la optimización de los procesos agroindustriales. "Lo que ahora llamamos desperdicio no es desperdicio en absoluto, pero materias primas mal utilizadas, Savastano dijo. "Uno de los objetivos de nuestro proyecto es ofrecer este tipo de enfoque a la comunidad empresarial".

Sinergia de investigación

La ubicación de Guadalupe en los trópicos, como gran parte de Brasil, es un factor importante en la sinergia lograda por los equipos de investigadores de la USP y la UAG. La agricultura es la locomotora de la economía de Guadalupe, y los principales cultivos son la caña de azúcar y el banano.

Debido a que Guadalupe y Brasil tienen climas similares, ciertas soluciones de construcción, como los que utilizan biomasa, son parte de la cultura tradicional en ambos lugares. Además, la interacción entre los dos grupos se ha visto enriquecida por sus habilidades complementarias. "Son más fuertes en química y nosotros en ingeniería, "Dijo Savastano.

Para la línea orgánica, que impliquen la producción de hojas o paneles de aglomerado, los investigadores dependen de la resina vegetal comprada, en este caso de aceite de ricino. "Nos centramos principalmente en la biomasa, "Dijo Savastano.

"Hay una buena razón para esto:la biomasa representa al menos el 85 por ciento de la masa material, mientras que la resina representa solo el 15 por ciento. Hemos comprado una resina que cumple con todas las especificaciones técnicas, pero aún no dominamos su producción. Si nuestro proyecto es tener futuro, el siguiente paso debe ser adquirir esta competencia asociándose con grupos que han dominado esta tecnología ".

Los investigadores de la USP fueron contactados recientemente por científicos de la Universidad Estatal A&T de Carolina del Norte en los Estados Unidos que están usando estiércol de cerdo para producir un aglutinante o agregado orgánico. Este es solo un ejemplo de las muchas posibilidades a explorar con respecto a las resinas.

Los investigadores de la USP han trabajado con cáscaras de coco verde, bagazo de caña de azúcar, sisal, e incluso bolsas de cemento vacías que se han desechado después de su uso. Estos materiales constituyen la masa unida por la resina. Una aplicación potencial es la industria del mueble, que podría usar tableros de partículas cubiertos con láminas delgadas de chapa de madera o laminado impermeable.

"Estos paneles tienen un gran potencial, ", Dijo Savastano." Podrían tener múltiples capas con mecánica optimizada, térmico, propiedades acústicas o estéticas, y se podrían diseñar diferentes tipos de paneles para usos específicos en la construcción, muebles, embalaje, etc. Aquí es donde la ingeniería tiene una contribución importante que hacer al considerar factores como la resistencia mecánica, impermeabilización y durabilidad. La escala de producción es clave, pero en cualquier caso, el cambio a materiales alternativos no ocurrirá de la noche a la mañana. Cualquier ajuste a los procesos industriales debe investigarse a fondo para garantizar la coherencia y la fiabilidad tanto para los fabricantes como para los usuarios ".