RECIPOL: un año de avances, retos y visión de futuro | Entrevista a los socios del proyecto

Tras más de un año de intenso trabajo, colaboración e innovación, el proyecto RECIPOL llega a su fase final. Ha sido un recorrido repleto de aprendizajes y avances tecnológicos clave para el futuro del reciclaje de poliuretano. Para poner en perspectiva todo lo conseguido, hemos preguntado a los cinco socios del consorcio qué hitos destacan de este periodo, tanto a nivel global del proyecto como desde el punto de vista de sus propias entidades. Además, nos comparten su visión sobre el impacto que RECIPOL puede tener en la industria y en futuras investigaciones.

A continuación, te presentamos sus reflexiones, que resumen lo que ha significado RECIPOL para cada uno de ellos.

¿Cuáles diríais que han sido los principales logros tecnológicos alcanzados en RECIPOL en general? ¿y concretamente de tu entidad?

Dentro del proyecto RECIPOL se han trabajado muchas líneas diferentes de investigación, no obstante desde mi punto de vista una de las más interesantes son las estrategias para incorporar a los poliuretanos en la económia circular.

Desde Aitiip hemos trabajado en dos líneas paralelas. Por un lado, hemos y estamos trabajando en el desarrollo de nuevas formulaciones de poliuretano intrínsicamente reciclables. Y por otro en el desarrollo de tecnologías basadas en extrusión reactiva que permitan el reciclado de los materiales que se están utilizando en la actualidad.

Por ultimo, me gustaría destacar una nueva línea de investigación nacida del proyecto recipol en el que utilizamos organismos vivos (gusanos) de manera conjunta a enzimas desarrolladas en el proyecto para gestionar las grandes cantidades de material de PU que llega a los vertederos en la actualidad

De esta manera desde Aitiip estaos trabajando para incorporar tanto los materiales basados en estructuras de PU presentes y futuras en una economía circular.

Uno de los puntos clave del proyecto es justo la versatilidad de soluciones que esta aportando y el conocimiento que ha generado en las diferentes líneas de desarrollo, de cara a la gestión de estos materiales, así como las potenciales sinergias generadas entre las diferentes tecnologías y entre los centros que están colaborando, demostrando el potencial de los centros tecnológicos españoles y su capacidad de aunar fuerzas con un objetivo.

Julio Vidal, Responsable de composites y tecnologías avanzadas de reciclaje

En general, el trabajo desarrollado bajo el marco de la red RECIPOL ha permitido avanzar significativamente en el desarrollo de tecnologías de reciclado de materiales de poliuretano, tanto desde una perspectiva química como biológica. Asimismo, se ha investigado el uso de materias primas de origen renovable como alternativa a las convencionales, de origen fósil, contribuyendo así a la transición hacia un modelo más sostenible y alineado con los principios de la economía circular.

En CETEM, los esfuerzos se han concentrado en dos líneas de investigación y desarrollo. Por un lado, en la formulación de espumas flexibles de poliuretano utilizando materias primas de origen biobasado, logrando avanzar en la sustitución de componentes convencionales sin comprometer las propiedades funcionales del material. Este desarrollo resulta especialmente relevante en el contexto del sector del hábitat, donde estas espumas tienen un amplio uso.

Por otro lado, CETEM ha trabajado activamente en el ámbito del reciclado biológico del poliuretano. En este sentido, se han identificado nuevos potenciales biocatalizadores, incluyendo microorganismos con capacidad para biodegradar este tipo de polímeros, así como las enzimas asociadas responsables de dicho proceso. Estos resultados abren nuevas oportunidades para la gestión sostenible de residuos de poliuretano mediante procesos de bajo impacto ambiental.

Ambas líneas de investigación refuerzan el compromiso de CETEM con el desarrollo de soluciones sostenibles y posicionan al centro como un referente en la transformación ecológica del sector industrial.

Virtudes Navarro, responsable del departamento de Materiales, Adhesión y Polímeros.

El proyecto RECIPOL ha supuesto un paso adelante en la investigación de nuevas soluciones para el reciclaje y la valorización de los materiales de poliuretano, uno de los grandes retos ambientales actuales.

Entre los logros más destacados se encuentra el desarrollo de nuevos materiales de poliuretano a partir de recursos renovables como aceites vegetales, lignina o vainillina, reduciendo de este modo la dependencia de derivados del petróleo. Además, se han logrado importantes avances en tecnologías que permiten reciclar estos materiales de forma más eficiente, tanto por métodos químicos como biológicos.

Gracias a estas innovaciones, RECIPOL abre la puerta a una nueva generación de productos plásticos más sostenibles con potencial para ser utilizados en sectores industriales exigentes, al mismo tiempo que impulsa la economía circular de dichos sectores.

El Centro Tecnológico del Calzado de La Rioja (CTCR) ha liderado la búsqueda de nuevas soluciones para el sector del calzado que impulsen su avance hacia una industria más sostenible. Uno de los principales logros del proyecto ha sido la obtención de nuevas materias primas a partir de aceites vegetales, como el de ricino o soja. Estos compuestos permiten desarrollar espumas flexibles más respetuosas con el medioambiente, que pueden utilizarse en la fabricación de plantillas.

Además, el CTCR ha investigado nuevas formas de reciclar espumas de poliuretano que habitualmente acaban en vertederos. Gracias a la investigación en procesos químicos y biológicos, se ha conseguido descomponer estos materiales en moléculas que pueden volver a ser incorporadas en el proceso de producción, convirtiendo así los residuos en recursos y creando un proceso circular y sostenible.

David Miguel García Soria (Técnico de Sostenibilidad y Materiales Avanzados)

Elena Contreras García (Coordinadora de Sostenibilidad y Materiales Avanzados)

Los principales logros alcanzados en RECIPOL han sido el desarrollo de diferentes metodologías para el reciclado de los actuales materiales de tipo poliuretano que incluyen desde métodos físicos o químicos a biológicos, y el uso de materiales biobasados para la síntesis de estos poliuretanos.

En concreto, FUNDITEC ha estado trabajando en el desarrollo de un nuevo de tipo de poliuretano más sostenible que evita el uso de componentes tóxicos como el isocianato. Estos poliuretanos libres de isocianato (conocidos como NIPUs), además se han sintetizado, a partir de materias primas de origen renovable como aceites vegetales y esenciales, y de biomasa vegetal como es la lignina.

Un logro adicional por parte de FUNDITEC ha sido el desarrollo no sólo de poliuretanos más sostenible sino fácilmente reciclables al final de su vida útil.

Gracias a un diseño molecular específico, los NIPUs presentan enlaces químicos que permiten la separación de sus componentes, facilitando su posterior reciclado.

Dra. Dulce Muñoz Subtil; Director – FUNDITEC Research – SCIENCE; Research Manager – Advanced Materials

En ITENE los principales logros tecnológicos pueden dividirse entre los alcanzados por el desarrollo de las nuevas tecnologías de reciclado químico y enzimático de los poliuretanos, y los nuevos materiales novedosos obtenidos a partir de los productos extraídos de los poliuretanos reciclados.

• Concretamente los logros principales obtenidos con respecto al reciclado químico han sido el poder maximizar la calidad y pureza de los productos obtenidos a partir del reciclado como los polioles, aminas y nuevos oligómeros de poliuretano, mediante el uso de nuevos catalizadores sostenibles, junto con técnicas de purificación avanzadas.
• En el reciclado enzimático lo más relevante ha sido la identificación de microorganismos aislados capaces de crecer únicamente con poliuretano y la detección de las enzimas presentes en los mismos, esto ha hecho posible la optimización de cócteles enzimáticos combinados, y combinaciones de enzimas con los microorganismos aislados, para aprovechando las sinergias más eficaces maximizar la degradación de poliuretano y mejorar la eficiencia del proceso biotecnológico.

• Por último, la extracción mediante ambas técnicas de reciclado junto con la identificación de otros componentes de origen biobasado, nos ha permitido sintetizar nuevos poliuretanos 100% biobasados óptimos para el desarrollo de materiales para aplicaciones en envase y embalaje, como, recubrimientos, tintas y adhesivos.

Dr. Miriam Gallur- Gerente Área Materiales y Envases

Teresa Calvo- Jefa de proyectos Área Materiales y Envases

Annabel Serpico- Jefa de proyectos Área Biotecnología Industrial

Miriam Lorenzo- Jefa de proyectos Área Reciclado Químico

¿Qué resultados destacaríais en cuanto a aplicaciones concretas en sectores como el packaging?

En Aitiip trabajamos tanto con el sector de la construcción como con la industria de la automoción. Por lo que es complicado elegir uno de los dos sectores. Lo que si que es cierto, que a lo largo del proyecto la industria de la automoción promovida por las diferentes regulaciones que se implementaran en los próximos años, ha sido una de las industrias más interesadas en los diferentes desarrollos, llegando a implicarse en el proyecto, con reuniones técnicas o incluso envíos de material.

Julio Vidal, Responsable de composites y tecnologías avanzadas de reciclaje

Los desarrollos alcanzados por CETEM en la formulación de espumas flexibles de poliuretano se han centrado en el uso de materias primas de origen renovable para la obtención de estos materiales espumados, dirigidas principalmente al sector del hábitat. Estas innovaciones buscan reducir el impacto ambiental asociado con la producción de materiales para mobiliario tapizado y colchonería, promoviendo soluciones más sostenibles.

Por otro lado, CETEM ha avanzado en la línea de reciclado y biodegradación de los materiales de poliuretano, desarrollando tecnologías que permiten gestionar de manera más eficiente los residuos generados en diversos sectores. Estas iniciativas favorecen la economía circular, facilitando la reutilización de los materiales de poliuretano y contribuyendo a una reducción significativa del impacto ambiental asociado a su producción y desecho.

Virtudes Navarro, responsable del departamento de Materiales, Adhesión y Polímeros.

Dentro del sector calzado, cabe destacar los resultados obtenidos en la fabricación de espumas flexibles a partir de materias primas bio-basadas. La incorporación de polioles obtenidos a partir de aceites vegetales permite reducir el consumo de sus homólogos derivados del petróleo, consiguiendo productos más sostenibles.

A su vez, los procesos de reciclaje químico desarrollados en el marco del proyecto plantean una alternativa a la gestión tradicional de residuos de poliuretano, dónde gran parte de estos acaban en vertederos.

David Miguel García Soria (Técnico de Sostenibilidad y Materiales Avanzados)

Elena Contreras García (Coordinadora de Sostenibilidad y Materiales Avanzados)

Los NIPUS desarrollados hasta el momento han demostrado su potencial como adhesivos en la fabricación de conglomerados de madera y como adhesivos de laminado.

Dra. Dulce Muñoz Subtil; Director – FUNDITEC Research – SCIENCE; Research Manager – Advanced Materials

En cuanto a las aplicaciones del sector de envase y embalaje:

• Las aplicaciones novedosas que van a poder ser empleadas en el sector del envase y embalaje son, los nuevos recubrimientos barrera de base poliuretano biobasado y renovable que permitirá simplificar estructuras multicapa en envase flexible, y hacer que éstas sean más reciclables.  junto con los nuevos adhesivos de laminación que provienen de poliuretano de origen no fósil, siendo ambos productos adecuados para su implementación en los procesos convencionales de impresión y laminación de envase flexible.
• La formulación de tintas de curado UV a partir de dispersiones acuosas de poliuretano biobasado y/ de origen renovable para la impresión inkjet en papel y cartón.

A partir del desarrollo de recubrimientos, tintas y adhesivos para aplicación en envase y embalaje de poliuretano de origen no fósil, se responde a una de las principales tendencias en el mercado en cuanto a materiales de envase, mejorar la reciclabilidad de los envases flexibles y el uso de materiales que proceden de fuentes renovables contribuyendo así a la reducción de la huella de carbono de los envases flexibles.

Adicionalmente también es de interés para el sector de envase y embalaje las nuevas tecnologías de reciclado desarrolladas en el proyecto, ya que, aunque el poliuretano no es el residuo mayoritario del sector envase y embalaje sí que se genera un amplio volumen debido a su uso en materiales auxiliares. De esta forma, las nuevas tecnologías de reciclado enzimático contribuirán a aumentar la degradación del poliuretano junto con los nuevos procesos de reciclado químico, contribuyendo así a la economía circular del sector convirtiendo los residuos en nuevos materiales sostenibles.

Dr. Miriam Gallur- Gerente Área Materiales y Envases

Teresa Calvo- Jefa de proyectos Área Materiales y Envases

Annabel Serpico- Jefa de proyectos Área Biotecnología Industrial

Miriam Lorenzo- Jefa de proyectos Área Reciclado Químico

¿Qué retos habéis tenido que superar durante estos 16 meses de trabajo colaborativo?

A lo largo del proyecto, hemos tenido retos de todo tipo. No obstante, creo que el primero y principal a destacar desde Aitiip es la adaptación a los materiales de PU. Nosotros llevamos muchos años trabajando con materiales poliméricos, tanto termoestables como termoplásticos, no obstante, los materiales de Pu eran un gran desconocido para nosotros y el proyecto RECIPOL nos ha dado la oportunidad de comenzar a trabajar con ellos, y de estar apoyados en este arranque por otros centros españoles con una amplia experiencia en el sector del poliuretano.

Julio Vidal, Responsable de composites y tecnologías avanzadas de reciclaje

Durante estos 16 meses de trabajo colaborativo, ha sido necesario enfrentar varios retos importantes por parte de CETEM. El más destacable ha sido la necesidad de establecer sinergias entre centros de investigación con enfoques distintos sobre la química del poliuretano. Esta colaboración, aunque desafiante en cuanto a la coordinación de tecnologías, ha sido una gran oportunidad para fortalecer la cooperación y combinar diferentes especialidades para avanzar en el desarrollo de soluciones innovadoras. Además, un desafío técnico importante ha sido el aislamiento de herramientas biotecnológicas capaces de biodegradar poliuretano, un material que presenta una alta resistencia a la degradación biológica debido a su naturaleza química. Para abordar esto, se han tenido que desarrollar protocolos específicos para adaptar biotecnologías a diferentes tipos de poliuretano, como espumas y films, y a diversas matrices ambientales. Otro reto ha sido la elucidación de genes y rutas metabólicas implicadas en este proceso de biodegradación, un área aún poco explorada y con escasa información en bases de datos públicas, lo que ha requerido un esfuerzo significativo en investigación y desarrollo.

Virtudes Navarro, responsable del departamento de Materiales, Adhesión y Polímeros.

Como en todo proyecto de I+D de esta envergadura, el desarrollo de nuevas soluciones sostenibles no ha estado exento de desafíos. Uno de los principales ha sido la selección adecuada de compuestos bio-basados con potencial para la aplicación prevista. No todos los materiales de origen natural presentan las propiedades necesarias para formular espumas técnicas con altas prestaciones. De hecho, de los candidatos seleccionados inicialmente únicamente la mitad han pasado a la fase final.

Otro reto importante ha sido garantizar que las tecnologías desarrolladas no se limiten al entorno de laboratorio, sino que puedan adaptarse a procesos reales de producción. Para ello, ha sido clave la validación con demostradores y la colaboración con una de las empresas de la zona.

Frente a estas vicisitudes, el enfoque colaborativo ha sido una fortaleza: ha permitido transferencia de conocimiento, la distribución de esfuerzos de manera estratégica y abordar los problemas desde distintos enfoques para encontrar las soluciones más eficaces.

David Miguel García Soria (Técnico de Sostenibilidad y Materiales Avanzados)

Elena Contreras García (Coordinadora de Sostenibilidad y Materiales Avanzados)

Los principales retos que nos hemos encontrado han sido los propios de una tecnología aún en desarrollo, como son determinar las variables experimentales del proceso de síntesis y la puesta a punto a escala laboratorio del proceso de síntesis desde la síntesis de los monómeros a la de los propios poliuretanos. Además, se ha modificado el diseño de estos nuevos poliuretanos para conseguir llegar a las propiedades requeridas en las futuras aplicaciones.

También ha sido un reto alinearse con las especificaciones técnicas que otros centros tecnológicos necesitan en sus desarrollos y que están ligadas directamente con la demanda actual y futura de los diferentes nichos de mercado.

Dra. Dulce Muñoz Subtil; Director – FUNDITEC Research – SCIENCE; Research Manager – Advanced Materials

: Durante los 16 meses de trabajo colaborativo en CERVERA – RECIPOL, hemos enfrentado varios retos clave. En primer lugar, el diseño de las tecnologías de reciclado enzimático ha sido un reto debido a la elevada diversidad de tipos de residuos de poliuretano lo que ha conllevado mucho esfuerzo en la identificación y aislamiento de microorganismos y enzimas capaces de degradar poliuretano, una vez conseguido, la integración de la solución biotecnológica ha representado un desafío técnico que ha exigido colaboración interdisciplinaria y ajuste de los procesos específicos para trabajar con microorganismos y enzimas. Esta diversidad de estructuras y composiciones distintas también ha sido un reto por la dificultad que conlleva en la optimización del reciclado químico, desde la optimización de la reacción de despolimerización como los pasos de separación y detección de los nuevos productos obtenidos. Finalmente, desde el punto de vista del desarrollo de los nuevos materiales a partir del reciclado el mayor reto ha sido la puesta a punto de la síntesis de poliuretano hasta la fabricación de los productos: recubrimiento, tinta y adhesivo de forma que sea viable para su aplicación en un entorno industrial. Y es precisamente, lo que se espera en estos dos últimos meses de proyecto, poder realizar la validación de las mejores formulaciones en una empresa convertidora de envase flexible. Este reto se ha conseguido siendo muy eficientes en el trabajo en ITENE y en el colaborativo con los centros participantes, para poder obtener las soluciones con mayores garantías de escalado e industrialización.

Dr. Miriam Gallur- Gerente Área Materiales y Envases

Teresa Calvo- Jefa de proyectos Área Materiales y Envases

Annabel Serpico- Jefa de proyectos Área Biotecnología Industrial

Miriam Lorenzo- Jefa de proyectos Área Reciclado Químico

¿Qué impacto esperáis que tenga RECIPOL a medio plazo en la industria y en futuras líneas de investigación?

Como he comentado, para nosotros el proyecto RECIPOL es el punto de partida para el desarrollo de nuevas líneas de investigación que se puedan centrar en los materiales de PU. De esta misma manera esperamos ir ganando presencia y desarrollos que nos permitan posicionarnos dentro de la industria de este material y así poder dar soluciones a la industria del PU en España y Europa para ser cada vez más competitivos.

Respecto a las líneas de investigación, estamos desando poder ver los resultados finales obtenidos en las líneas de extrusión reactiva y reciclado biológico, para poder aprender de estos resultados e ir adaptando las tecnologías hacia la generación de una solución escalable e industrializa el que pueda ayudar a la generación de una economía circular y por lo tanto a solucionar uno de los grandes problemas en la actualidad como es la generación de residuos y la dependencia de materias.

Julio Vidal, Responsable de composites y tecnologías avanzadas de reciclaje

CETEM espera que, a medio plazo, las empresas puedan incorporar las tecnologías desarrolladas en el proyecto RECIPOL, lo que supondría el inicio de una nueva forma de entender la química del poliuretano. Este avance no solo abriría la puerta a futuras líneas de investigación centradas en el poliuretano, sino que también podría extenderse a otros materiales poliméricos, fomentando el desarrollo de soluciones más sostenibles en diversos campos.

Desde un enfoque industrial, los avances alcanzados en RECIPOL podrían llevar al desarrollo de procesos de reciclaje más sostenibles, al integrar estrategias biotecnológicas en etapas que tradicionalmente han dependido de métodos fisicoquímicos, lo que permitiría una gestión más eficiente de los residuos de poliuretano y reduciría considerablemente su impacto ambiental. Además, a nivel científico, los resultados obtenidos sientan las bases para futuras investigaciones orientadas a la ingeniería de enzimas más eficientes o a la construcción de consorcios microbianos específicos, lo que también podría aplicarse a otros polímeros sintéticos de interés.

Virtudes Navarro, responsable del departamento de Materiales, Adhesión y Polímeros.

A medio plazo, se espera que los avances del proyecto RECIPOL contribuyan de forma significativa a la transformación del sector del calzado hacia modelos de producción más sostenibles. La investigación sobre nuevas materias primas de origen vegetal, que supongan una alternativa real a los derivados del petróleo, permitirá ampliar la oferta de productos bio-basados en el sector. Además, el desarrollo de tecnologías de reciclado químico y biológico abre nuevas oportunidades para gestionar de forma más eficiente los residuos de poliuretano.

Este enfoque alinea a la industria con los objetivos de sostenibilidad de la Unión Europea, y refuerza su capacidad de innovación y competitividad en un mercado cada vez más consciente y exigente.

David Miguel García Soria (Técnico de Sostenibilidad y Materiales Avanzados)

Elena Contreras García (Coordinadora de Sostenibilidad y Materiales Avanzados)

Estos nuevos poliuretanos son una solución ideal para sectores que buscan no solo reducir el impacto ambiental, sino también fomentar la economía circular mediante la reutilización de materiales.

Dra. Dulce Muñoz Subtil; Director – FUNDITEC Research – SCIENCE; Research Manager – Advanced Materials

A partir del desarrollo de materiales y las tecnologías de reciclado estudiadas en esta RED CERVERA RECIPOL, se ofrecen soluciones completas para estos materiales de manera holística para toda la cadena de valor del envase y embalaje desde la implementación de nuevas alternativas de valoración de estos residuos de difícil gestión mediante la integración de soluciones biotecnológicas en el reciclado de diferentes tipos de poliuretano y las nuevas soluciones de reciclado químico, que con ambas se facilitará la transformación de residuos de PU en materias primas más sostenibles.

Esto tendrá un impacto tanto en las empresas gestoras de residuos, como en la industria química de producción de materias primas. Con respecto al sector de productores de materiales para envase y embalaje, los nuevos recubrimientos, tintas y adhesivos biobasados a partir de los productos reciclados que se han obtenido en el proyecto podrán ser utilizados en su portfolio de productos contribuyendo así a la puesta en el mercado de nuevas alternativas con menor impacto ambiental.

Además, la transferencia de los resultados del proyecto RECIPOL permitirá abrir nuevas líneas de investigación como el uso de herramientas como la biotecnología para el reciclaje de otros plásticos complejos, mejorando y extendiendo su aplicación a sectores como la automoción y la construcción. En resumen, RECIPOL sentará las bases para tecnologías de reciclado más ecológicas e innovadoras en la industria que permitirán a su vez estimular el sector de la fabricación de productos con poliuretano que tendrán en sus manos nuevos materiales reciclados y renovables que puedan sustituir las soluciones actuales que no son biobasadas por otras que sí lo son, o de manera más paulatina ir introduciendo en sus soluciones diferentes porcentajes de PU reciclado y llegar así más rápido al mercado.

Dr. Miriam Gallur- Gerente Área Materiales y Envases

Teresa Calvo- Jefa de proyectos Área Materiales y Envases

Annabel Serpico- Jefa de proyectos Área Biotecnología Industrial

Miriam Lorenzo- Jefa de proyectos Área Reciclado Químico

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