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Fundación Aitiip, Premio QIA 2023 España en la categoría Innovación de economía circular y huella carbono cero

  • Fundación Aitiip, Premio QIA 2023 España en la categoría Innovación de economía circular y huella carbono cero

    Fundación Aitiip, Premio QIA 2023 España en la categoría Innovación de economía circular y huella carbono cero

    TÍTULO DE LA INNOVACIÓN 

    Materiales biobasados y tecnologías de reciclaje químico-enzimático para la separación de plásticos complejos

     

    DESCRIPCIÓN CORTA DE LA INNOVACIÓN

    Diseño y síntesis de resinas biobasadas con estrategias de redes covalentes dinamicas (supramolecular, vitrímeros, Diels-Alder) y Evolución dirigida de enzimas como solución al fin de vida de los materiales plásticos compuestos.

     

    DESCRIPCIÓN DE LA INNOVACIÓN

    Los residuos plásticos suponen una de las mayores amenazas para los ecosistemas de nuestro planeta. Dentro de los materiales plásticos el uso de composites termoestables no ha dejado de aumentar debido a sus propiedades excepcionales tales como su elevada resistencia mecánica, su durabilidad, ligereza y resistencia a la corrosión entre otras. Estos materiales compuestos formados por la combinación de una matriz polimérica y un agente reforzador son difícilmente reciclables por diversos motivos: son complejos al estar compuestos por diferentes sustancias y no pueden ser fundidos para su reutilización debido a su naturaleza termoestable. por lo que actualmente son incinerados o desechados en vertederos cuando llegan a su fin de vida.

    Aitiip desarrolla una doble solución innovadora para resolver el fin de vida de este tipo de plásticos, por un lado, la biodegradación controlada mediante la evolución dirigida de enzimas que posean capacidades de degradación selectiva y el desarrollo de una metodología para la integración de los aditivos enzimáticos en la matriz polimerica biobasada, por otro lado el desarrollo de una tecnología verde para la separación controlada y la recuperación de los componentes de los composites termoestables mediante el desarrollo de materiales biobasados con capacidad de alterar su estructura molecular (unión-desunión)) permitiendo la separación de sus componentes.

     

    INNOVACIÓN

    La evolución molecular dirigida de enzimas permite el diseño de enzimas con propiedades mejoradas y nuevas funcionalidades no presentes de forma natural. Nuestra innovación: Materiales biobasados y tecnologías de reciclaje químico-enzimático para la separación de plásticos complejos permite generar enzimas con los requisitos deseados como por ejemplo estabilidad a altas temperaturas o en disolventes orgánicos o actividades catalíticas mejoradas. La integración de los aditivos enzimáticos se testea tanto en formato líquido como polvo y se confirma (vía caracterización) que las enzimas están activas después del proceso de extrusión y que por lo tanto podrán degradar la matriz polimérica.

    En cuanto al desarrollo de materiales adhesivos biobasados con vínculos dinámicos, nuestra tecnología se centra en la estrategia Diels Alder para resinas (epoxy, vinylester y poliester) y fibras (fibras de carbono, fibras de vidrio y fibras de lino). El sistema Diels Alder no se ha aplicado hasta ahora en el desarrollo de materiales adhesivos biobasados. Nuestra tecnología propone la aplicación de la reacción Diels Alder para facilitar la separación, vía termoactivación, entre el material de refuerzo y la matriz en los composites termoestables además de facilitar la disociación de las cadenas de polímeros de la matriz para favorecer el procesado del material.

    AUTOEVALUACIÓN DE UTILIDAD

    Aitiip, centro tecnológico altamente especializado en el procesado del plástico desde hace 20 años, cuenta con el conocimiento, equipamiento, infraestructura y personal científico y técnico necesario para la implementación de la innovación descrita: Materiales biobasados y tecnologías de reciclaje químico-enzimático para la separación de plásticos complejos a nivel laboratorio licenciando el escalado de la tecnología a MOSES Productos, spin-off de Aitiip especializada en el diseño y desarrollo de materiales avanzados y sostenibles que cuenta con el último equipamiento en transformación del plástico en inyección, rotomoldeo, soplado, termoconformado, inyección soplado, extrusión soplado y extrusión de lámina, para que lleve a cabo la producción industrial de bioplásticos con degradabilidad programada gracias a la integración de aditivos enzimáticos

    Aitiip en colaboración con su red de partners está en disposición de ofrecer el diseño y entrega de plantas de reciclado llave en mano que integren la tecnología de separación y recuperación de composites termoestables desde la recepción del residuo, la aplicación de los pre-tratamientos de separado, el separado y la tecnología para la recuperación de los disolventes utilizados y la optimización de los materiales obtenidos.

     

    APRENDIZAJE

    La innovación presentada: Materiales biobasados y tecnologías de reciclaje químico-enzimático para la separación de plásticos complejos es fruto de una larga y exitosa trayectoria en investigación y desarrollo, desde la aplicación y desarrollo de los principios de la economía biobasada en fuentes naturales en los proyectos de investigación como Funguschain e HyperBioCoat, aplicación de estos principios en termoplásticos y termoestables en los proyectos Barbara y ECOxy, el estudio y la aplicación del enfoque de reciclabilidad desde la fase de diseño en iniciativas como Mandala, el desarrollo de materiales biobasados en Plastisea y la aplicación de la biotecnología en acciones de investigación tales como EnXylaScope y Revoluzion. Cabe destacar también el aprendizaje obtenido en el diseño de soluciones de reciclaje bioquímico en proyectos como Eocene y Bizente y la experiencia adquirida en el desarrollo de materiales biobasados con propiedades de separación (BBMs) en Vibes.

     

    CALIDAD

    La adopción de la innovación: Materiales biobasados y tecnologías de reciclaje químico-enzimático para la separación de plásticos complejos supone una oportunidad de negocio:

    -Para los fabricantes de composites termoestables que se beneficiarán de la adopción de la tecnología desarrollando compuestos más verdes y fácilmente reciclables más atractivos para sus clientes. Además verán reducidos significativamente los residuos y piezas defectuosas que se producen normalmente en el proceso de fabricación convencional y obtendrán, tras la aplicación del proceso de separación, fibras y resinas de alta calidad aptas para su revalorización.

    -Para la industria química y biotecnológica: que pueden incorporar una metodología para el diseño de nuevos BBMs para ser incorporados en composites complejos.

    -Para empresas de tratamiento de residuos y recicladores que pueden ofrecer un tratamiento más verde a sus clientes y explotar los componentes recuperados.

    Aitiip como centro tecnológico demuestra la tecnología en un entorno relevante (TRL6), y hace transferencia tecnológica a su spin-off Moses para conducir las últimas fases hacia la comercialización.

     

    AUTOEVALUACIÓN DE EFECTIVIDAD

    La aplicación de la innovación: Materiales biobasados y tecnologías de reciclaje químico-enzimático para la separación de plásticos complejos permite reducir el volumen de termoestables destinados a incineración o vertedero en un 40%, permite recuperar al menos el 28% del residuo generado, la aplicación de la tecnología es un 12% y un 25% más barata que la pirólisis y la solvólisis, respectivamente. En cuanto al tiempo de proceso es comparable al reciclado mecánico y térmico y mucho más rápido que la solvólisis. Permite la recuperación sin daños irreversibles del 95% de la fibra y monómeros.

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