En el marco de sus proyectos de Investigación y Desarrollo, Nuova Pasquini e Bini S.p.A, tras la realización de las macetas GEA con materiales derivados de recursos renovables y compostables, cuenta con otra colaboración para el estudio de nuevos biocomposites que puedan utilizarse para el moldeado de macetas hortícolas.
El 10 de febrero de 2022, el proyecto BIO-TEMA, cofinanciado por la Fondazione Cassa di Risparmio di Lucca e iniciado exactamente dos años antes, concluyó con interesantes resultados. En el proyecto participaron LUCART S.p.A. -empresa papelera de Lucca- como proveedor de lodos de papel, y NUOVA PASQUINI E BINI, que imprimió las macetas compostables que contienen hasta un 30% en peso de lodos, cuya composición fue desarrollada por el grupo de la profesora Maurizia Seggiani del Departamento de Ingeniería Civil e Industrial (DICI) de la Universidad de Pisa.
El proyecto se propuso crear nuevos biocompuestos termoplásticos basados en biopolímeros como el ácido poli-láctico (PLA) y el poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHB-HV) y en residuos celulósicos de la industria papelera, como los «lodos de papel» procedentes de la depuración químico-física resultante del reciclaje del papel usado.
Estos lodos, clasificables como residuos no peligrosos, tienen el potencial de ser utilizados con éxito, en lugar de los tradicionales rellenos inorgánicos (CaCO3), en la producción de biocomposites termoplásticos debido a su peculiar composición química y morfología fibrosa. La valorización de estos lodos llevaría a las papeleras a aumentar la producción de papel reciclado cerrando el ciclo de producción con un menor impacto ambiental.
Tras el secado y la pulverización, los lodos suministrados por LUCART SPA se utilizaron hasta un 30% en peso en composites a base de PLA y PHB-HV. No se encontraron problemas en la fase de extrusión a escala semi-industrial, y las pruebas de tracción e impacto muestran un rendimiento mecánico adecuado para el uso final.
Sobre la base de los resultados obtenidos, se seleccionaron los dos compuestos con mayor contenido de lodo y buena procesabilidad, que se produjeron en forma de gránulos por extrusión y se utilizaron en la posterior fase de moldeo industrial realizada en NUOVA PASQUINI E BINI S.p.A. en Altopascio, socio del proyecto.
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En particular, se produjeron macetas modelo «ARA» de 18 cm de diámetro utilizadas para la floricultura. La moldura no presentó ningún problema. Las macetas eran flexibles y superaron la prueba de choque realizada in situ.
Las pruebas concluyentes, relativas a la prueba de desintegración en el compost según la norma ISO16929:2013, realizadas en porciones de macetas moldeadas producidas con los composites a base de PLA y a base de PHB-HV con un 30% de lodos de papel, mostraron que los composites a base de PLA superaron la prueba en contraste con los composites a base de PHB-HV, debido a una menor tasa de biodegradación que llevó a un tiempo más largo que los 3 meses previstos por la norma europea para la prueba de desintegración. Por lo tanto, las macetas a base de PLA resultan ser compostables según la norma europea (EN 13432), y las macetas a base de PHB-HV también resultan ser biodegradables en el suelo, por lo que también pueden enterrarse junto con la planta.
Por último, para validar los materiales -con vistas a una posible aplicación para la producción de macetas de cultivo- también se realizaron pruebas de fitotoxicidad en los lodos y en los biocompuestos producidos con un mayor contenido de lodos. Este ensayo, basado en el índice de germinación (IG) de las semillas de Lepidium sativum L., demostró que el lodo en sí y los compuestos producidos no son potencialmente fitotóxicos; de hecho, con el 100% de los eluidos del lodo tal cual, se detectaron índices de germinación muy superiores a los encontrados con agua desionizada e incluso fenómenos de radicalización. Esto está probablemente relacionado con la presencia de macro y micronutrientes útiles para las plantas, como el calcio, el hierro, el potasio, el cobre, el zinc, etc.
El contexto de aplicación explorado es, por tanto, de gran interés para la estrategia empresarial de las empresas implicadas, ya que operan en el sector del papel (LUCART S.p.A.) y en el moldeado de macetas (NUOVA PASQUINI & BINI S.p.A.) para la jardinería de viveros. Por supuesto, el uso de los lodos como relleno para los termoplásticos también puede extenderse a los plásticos no compostables, como el PE o el PP, que se utilizan ampliamente en la producción de macetas para viveros y floricultura en sustitución de los rellenos inorgánicos tradicionales, como el carbonato de calcio.
Los interesantes resultados obtenidos con los composites desarrollados hasta un 30% en peso de lodos de papelera en términos de procesabilidad con matrices compostables a base de PLA y PHB-HV, moldeabilidad (verificada en NUOVA PASQUINI & BINI SpA), propiedades mecánicas (resistencia a la tracción y al impacto) y ausencia de fitotoxicidad, fueron objeto de un artículo científico publicado en una revista internacional (de acceso abierto), de gran popularidad en el campo de los materiales plásticos, compartido con los otros dos socios del proyecto (LUCART S. p.A. y NUOVA PASQUINI & BINI S.p.A.) y con la Fondazione Cassa di Risparmio di Lucca, mencionada como financiadora del Proyecto:
Gigante V., Cinelli P., Sandroni M., D’Ambrosio R., Lazzeri A., Seggiani M. (2021) «On the Use of Paper Sludge as Filler in Biocomposites for Injection Moulding» Materials 14(10), 2688. doi:10.3390/ma14102688
