Archives for noviembre 2022

Nuevos procesos de fabricación para los composites termoplásticos

El Centro Tecnológico GAIKER, miembro de Basque Research & Technology Alliance, BRTA, lidera el proyecto ZE-KONP cuyo principal objetivo es avanzar en el desarrollo de tecnologías de fabricación y conformado de estructuras de composites termoplásticos funcionales, reforzados con fibra continua y discontinua, para generar nuevos productos de alto valor añadido.

Una de las prioridades para la descarbonización es la reducción de la masa de los vehículos. Para lograr esta reducción, los composites y los métodos avanzados de optimización de diseño son fundamentales. Sin embargo, a la hora de implementar, a nivel industrial, estos materiales compuestos es necesario reducir los costes y avanzar en dos campos principalmente, por un lado, en el desarrollo de nuevos procesos de fabricación para que sean más productivos, fiables, sostenibles y flexibles y, por otro lado, en mejorar el aprovechamiento de los materiales, realizando diseños optimizados que empleen técnicas avanzadas de modelado/simulación y materiales reciclables.  

Los composites termoplásticos son una excelente alternativa a los composites termoestables y la chapa metálica. No obstante, su implementación en el mercado requiere superar algunas limitaciones asociadas al procesado de los mismos. Con este fin surge el proyecto ZE-KOMP (2022-2023) en el que se trabajará en el desarrollo de procesos de fabricación optimizados y fiables, en la mejora de la sostenibilidad de dichos procesos desde el punto de vista medioambiental y de costes y en las cadencias de fabricación.   

A lo largo de esta investigación se estudiará la composición de los materiales, la implementación de sensores en proceso, la optimización topológica de productos, la modelización y simulación de los procesos, la obtención de estructuras híbridas mediante la combinación de tecnologías de fabricación como el tape-laying, la impresión 3D y el sobremoldeo por compresión o inyección. Y, además, se realizarán actividades relacionadas con el análisis de fin de vida de los productos y procesos.

Financiado por el Gobierno Vasco dentro del programa ELKARTEK, el consorcio del proyecto ZE-KONP está formado por ocho agentes de la RVCTI (Red Vasca de Ciencia, Tecnología e Innovación), todos ellos, con amplia experiencia en el ámbito de los materiales termoplásticos y sus composites y expertos en sus respectivas líneas de trabajo:

  • GAIKER, líder del proyecto.  Su actividad técnica se centrará en el desarrollo de tecnologías de fabricación de cintas y laminados termoplásticos funcionales (sensores, fuego, barrera), y en la obtención de estructuras híbridas mediante la combinación de procesos de sobremoldeo (compresión a baja presión e inyección). TECNALIA trabajará en la obtención de semielaborados de materiales reciclados optimizados con refuerzos localizados y el desarrollo de procesos de fabricación más eficientes para estos materiales abarcando aspectos que van desde la simulación y optimización del proceso hasta su digitalización (sensorización, visión artificial).
  • LEARTIKER aportará y desarrollará conocimiento en el campo de la caracterización y modelización del comportamiento físico-mecánico de semielaborados, la propia simulación de los procesos de compresión de los composites termoplásticos, y en la revalorización y caracterización del scrap procedente de este tipo de composites.
  • CIKATEK investigará tecnologías de vehículos de hidrógeno, en concreto los materiales plásticos para las diferentes funciones de conducción de fluidos.
  • MONDRAGON GOI ESKOLA POLITEKNIKOA (MU-EPS) generará conocimiento básico sobre componentes termoplásticos híbridos, tanto en aspectos de diseño y de fabricación, como de reparación de esos componentes con piezas fabricadas mediante impresión 3D.
  • La UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO (UPV/EHU) participa con tres unidades de investigación:
    • UPV-GM que se centrará en el diseño de microhilos ferromagnéticos para facilitar su implementación en el proceso de fabricación de cintas UD con vistas a la monitorización del estado tensional de productos.
    • OPTITRANS que participará en la definición de una metodología para la optimización topológica y caracterización de estructuras anisótropas basadas en materiales composites.
    • EMERG que aplicará técnicas avanzadas de caracterización microestructural y el estudio de Análisis de Ciclo de Vida de los nuevos procesos de obtención de composites híbridos evaluando varias vías de reciclado de dichos materiales para cerrar su ciclo de vida.

Detección y tratamiento de contaminantes de preocupación emergente en aguas de abastecimiento y residuales

El Centro Tecnológico GAIKER, miembro de Basque Research & Technology Alliance, junto al Consorcio de Aguas Bilbao Bizkaia (promotor de la investigación), la universidad del País Vasco (EHU/UPV) y la empresa Cadagua S.A., trabaja en el proyecto emerGEN, cuyo objetivo es rastrear y determinar la tratabilidad de los contaminantes de preocupación emergente (CEC, de sus siglas en inglés) que pudieran detectarse en las aguas de abastecimiento y saneamiento de Bizkaia, estudiar la presencia de bacterias resistentes a antibióticos y genes de resistencia, y realizar estudios de toxicidad tanto en el medio ambiente como para la salud humana.

Los CEC son compuestos cuya presencia en el medio ambiente ha sido conocida recientemente y no están suficientemente investigados ni regulados, por lo que existe cierto desconocimiento en cuanto a los riesgos que suponen. Existen diferentes tipos de CEC como son los alteradores endocrinos, sustancias per- y poli-fluoradas, productos de cuidado e higiene personal y/o fármacos.

Con la finalidad de saber más sobre los riesgos de estos contaminantes y mejorar el conocimiento sobre el estado actual de la calidad de los recursos hídricos y la eficacia de los tratamientos de potabilización, el Consorcio promovió en 2020 el proyecto emerGEN que terminará a finales de este año. A lo largo de este tiempo se han recogido diferentes muestras en cinco orígenes distintos de potabilización, así como en un punto asociado a una depuradora de aguas residuales para, posteriormente, analizarlas y realizar ensayos de toxicidad.

Gracias a estos muestreos se puede saber la tipología, concentración y variación estacional de los CEC que hay en las aguas, los rendimientos de eliminación de estos en las estaciones de potabilización y depuración estudiadas y los niveles de toxicidad ambiental y humana de los mismos. La realización de los ensayos en el Centro Avanzado de Tratamiento de Agua Bilbao Bizkaia (CATABB) ha permitido evaluar la eficacia que los distintos tratamientos convencionales y avanzados tienen en la eliminación o reducción de dichos CEC.

GAIKER, como experto en estudios de tratabilidad de aguas residuales y de abastecimiento, ha participado en este proyecto en la elaboración de las campañas de muestreo, tomando cinco muestras por año, abarcando toda la estacionalidad anual. También ha realizado diferentes ensayos para poder analizar la toxicidad ambiental y humana de estos compuestos y la detección de bacterias resistentes a antibióticos (ARB) y genes de resistencia a antibióticos (ARG). En concreto, ha estudiado en las aguas residuales la sensibilidad a dieciséis antibióticos diferentes y ha detectado y cuantificado genes de resistencia a cinco familias de antibióticos.

La información obtenida en este proyecto ayudará al Consorcio de Aguas Bilbao Bizkaia a hacer frente a nuevos retos futuros, derivados de una legislación con exigencias crecientes, y a desarrollar nuevos métodos de detección. Todo ello permitirá optimizar la gestión de los recursos hídricos y garantizar la máxima calidad en sus servicios.

Comienza el proyecto proteínas alternativas para todos y en todas partes financiado con 13,9 millones de euros

El 1 de noviembre ha dado comienzo el proyecto LIKE-A-PRO (No. 101083961), financiado por la Unión Europea bajo el tema «HORIZON-CL6-2022-FARM2FORK-01-07». Este proyecto reúne a representantes clave a lo largo de toda la cadena de valor de las proteínas alternativas (productores de proteínas, desarrolladores de ingredientes y productos, centros culinarios, clusters alimentarios), científicos y expertos en mercado y comunicación en un consorcio transdisciplinar (42 entidades de 17 países) coordinado por el centro tecnológico CTIC CITA y en el que participa el Centro Tecnológico GAIKER, miembro de Basque Research & Technology Alliance, BRTA.

Los consumidores europeos muestran un creciente interés por los productos alimentarios de proteína alternativa como sustitución viable de los alimentos convencionales de origen animal. El creciente interés de los consumidores por estos productos es el escenario perfecto para que las dietas europeas sean más sostenibles y saludables.

Sin embargo, hasta la fecha, los productos de origen animal son totalmente claves en nuestras dietas, contribuyendo a cerca del 67% de la ingesta de proteínas (Pasiakos SM et al, Nutrients. 2015 Aug 21;7(8):7058-69).

Aunque la disposición de los consumidores a reducir el consumo de proteínas animales es evidente, es necesario realizar más esfuerzos para facilitar y acelerar este cambio para la obtención de nuevas proteínas, ofreciendo una amplia gama de alternativas para atraer incluso a los consumidores más reticentes.

Sin embargo, la integración de las proteínas alternativas se ve obstaculizada por los retos que se plantean en la fase de desarrollo de los productos, lo que se traduce en una escasa disponibilidad y accesibilidad de productos aceptables. De hecho, los europeos que buscan productos alimenticios con proteínas alternativas se enfrentan a opciones limitadas en cuanto a tipos de productos, fuentes de proteínas, sabores y texturas.

Actualmente, el mercado de las proteínas alternativas está claramente dominado por los productos proteicos a base de soja; sin embargo, la soja no es apta para todo el mundo, ya que se encuentra entre los 14 principales alérgenos.

A esto se añade el hecho de que muchos productos proteicos alternativos simplemente no son atractivos para los consumidores debido a un perfil nutricional desequilibrado o a sabores extraños y texturas desagradables en el producto final.

Esto limita el interés de los consumidores que esperan que el sabor y la textura sean iguales a los de los productos de proteína animal. Además, las limitaciones en la funcionalidad de las proteínas son un reto para los productores de alimentos, ya que muchas proteínas alternativas no funcionan bien cuando se añaden en la formulación de los alimentos, por ejemplo, no tienen un buen rendimiento en la gelificación, la emulsión, la formación de espuma o la unión de grasas. Son precisamente estas limitaciones las que explican que la mayoría de los productos de proteínas alternativas disponibles actualmente en los estantes contengan una larga lista de ingredientes, en su mayoría aditivos, lo que desanima a los consumidores.

Para hacer posible un cambio en la dieta proteica, la industria alimentaria debe centrarse en la diversificación de las fuentes de proteínas alternativas y en el desarrollo de nuevos productos atractivos, satisfaciendo así las demandas de los consumidores en términos de mayor elección y calidad de los productos. Este es precisamente el principal objetivo del proyecto LIKE-A-PRO, que pretende facilitar una alimentación sostenible y saludable mediante la integración de proteínas y productos alternativos, haciéndolos más disponibles, accesibles y aceptables para todos los grupos de población (desde los niños hasta los ancianos, pasando por los grupos vulnerables) y en todas partes (en toda Europa, en zonas urbanas, periurbanas y rurales).

Para ello, se desarrollarán 16 nuevos productos proteicos alternativos con ingredientes procedentes de 7 fuentes de proteínas nuevas y optimizadas.

Innovador, sostenible, local, asequible e industrialmente viable son los parámetros que marcarán el desarrollo de estos 16 productos, garantizando su éxito en el mercado.

Labor de GAIKER

El Centro Tecnológico GAIKER participa en este proyecto como líder del paquete de trabajo “Regulatory and Safety Requirements” (Requisitos de regulatorios y seguridad). A lo largo de la investigación el Centro se encargará de llevar a cabo una evaluación de las normas y los reglamentos que aplican a la autorización de Novel Foods para asegurar el cumplimiento de la normativa y la viabilidad de aplicación a los productos/ingredientes que se van a desarrollar en el proyecto. Asimismo, realizará ensayos de seguridad in vitro (genotoxicidad, alergenicidad y ADME) para categorizar si los nuevos ingredientes/productos son seguros para consumo humano de acuerdo con la legislación vigente.

 Financiado por la Unión Europea                                    

DISCLAIMER: Funded by the European Union. Views and opinions expressed are however those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union or the European Research Executive Agency (REA). Neither the European Union nor the granting authority can be held responsible for them.

Nuevo método para la identificación y clasificación de plásticos RAEE

En Europa se generan 1,2 millones de toneladas de mezclas de plásticos procedentes del tratamiento de residuos de equipos eléctrico-electrónicos (RAEE). El reciclaje de estos plásticos es dificultoso debido a que suelen contener aditivos, como pigmentos de color negro y retardantes de llama bromados que, en muchos casos, condicionan su grado de reciclabilidad, ya que dificultan la identificación de dichos plásticos en los equipos que se emplean para su clasificación.

Con el fin de buscar una solución para recuperar y cerrar el ciclo de este tipo de residuos plásticos, comenzó en 2019 el proyecto europeo PLAST2bCLEANED en el que participa el Centro Tecnológico GAIKER, miembro del Basque Research & Technology Alliance, BRTA.

Durante estos años de trabajo, GAIKER ha estado investigando y desarrollando un método mejorado para identificar y separar de forma específica los residuos plásticos de ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno) y HIPS (Poliestireno de Alto Impacto), incluyendo los de color negro, de otras fracciones plásticas presentes en corrientes de RAEE. Ha estado estudiando la técnica de espectroscopía Raman (técnica muy eficiente para determinar la composición química y la estructura molecular de compuestos) combinada con herramientas de análisis de datos para clasificar y separar estos plásticos de una corriente de RAEE con alto contenido en retardantes de llama bromados, que hoy en día no se recupera y su destino final es la incineración.

Actualmente, junto con la colaboración del TNO (líder del proyecto), GAIKER está evaluando distintas técnicas de análisis de datos basadas en métodos machine learning (inteligencia artificial que, a través de algoritmos, dota a los ordenadores de la capacidad de identificar patrones en datos masivos y elaborar predicciones). Está valorando modelos quimiométricos, basados en análisis multivariante, que permitan identificar y clasificar los plásticos RAEE en base a sus datos espectrales Raman. Para desarrollar el método de identificación y clasificación de plásticos RAEE se están teniendo en cuenta, por un lado, los requisitos técnicos de los recicladores, de cara a obtener un método viable que en un futuro sea implantado a nivel industrial para mejorar los actuales procesos de reciclaje de RAEE, y por otro lado, los requisitos de los usuarios finales de los plásticos reciclados, para que los plásticos recuperados tengan la suficiente calidad y puedan ser empleados en la fabricación de nuevos productos.

Financiado por la Unión Europea dentro del programa marco de investigación e innovación Horizonte 2020, este proyecto surgió con el fin de desarrollar un proceso de reciclaje sostenible para los plásticos de RAEE, seguro para el ser humano y el medio ambiente y que fuera técnica y económicamente viable, centrándose en la recuperación de los plásticos RAEE más comunes como son el ABS y HIPS. Con esta investigación se busca fomentar la circularidad de los materiales para cerrar el ciclo de los plásticos, del bromo y del trióxido de antimonio, componentes que, habitualmente, contienen estos plásticos.



 

Este proyecto ha recibido financiación del programa de investigación y desarrollo Horizonte 2020 de la Comisión Europea bajo el contrato número 821087