Investigadores de la Universidad de Alicante, en colaboración con una decena de socios europeos, han desarrollado a partir de desechos agrícolas de limón, granada, brócoli y cáscara de almendra compuestos naturales de alto valor añadido para la industria de la automoción o la construcción. En concreto, han extraído sustancias sostenibles e innovadoras con propiedades avanzadas como efecto antimicrobiano, liberación de fragancia, y nuevos colores y efectos ópticos.
“Estas sustancias presentan una revolución para sectores como el de alquiler de coches ya que se pueden implementar en piezas expuestas a contaminación por microbios como manetas y salpicaderos”, explica la doctora en Ciencias Químicas y coordinadora del equipo de trabajo de la UA, Mª Carmen Garrigós. “Además, desde un enfoque de economía circular, se han diseñado piezas más sostenibles que contribuyen a disminuir las grandes cantidades de desechos agrícolas que se generan cada día”, añade.
Los residuos seleccionados por los investigadores para el desarrollo de estos extractos han estado determinados por sus propiedades naturales. Los colorantes del limón, el brócoli y la granada han permitido obtener gamas de colores distintos a los sintéticos. “En particular, con la granada hemos comprobado que modificando el pH se puede obtener una amplia gama de tonalidades”, explica Garrigós. El aceite esencial del limón aporta propiedades antimicrobianas y desprende un olor, característica de interés para algunas industrias. Por su parte, la cáscara de almendra proporciona un aspecto similar a la madera y propiedades de refuerzo natural, es decir, mejora las propiedades mecánicas del material.
A escala de laboratorio, explica la investigadora de la UA, “una vez extraídos los compuestos naturales de los restos de limón, granada, brócoli y almendra, se han introducido en bobinas de filamentos para la impresión 3D de tiradores de puertas y salpicaderos con características mejoradas y propiedades estéticas específicas”.
El método de extracción y funcionalización de las sustancias naturales ha sido desarrollado por el Grupo de investigación de Análisis de Polímeros y Nanomateriales (Nanobiopol) y el Grupo de Visión y Color de la UA en el marco del proyecto europeo Barbara. Otros socios del proyecto han trabajado con residuos de almidón procedentes del maíz para obtener materiales de construcción más resistentes y reforzados.
El equipo de la Universidad de Alicante es también el responsable de la diseminación y difusión de las distintas fases del proyecto que arrancó en 2017 y finalizará el próximo mes de abril de 2020.
Consorcio europeo
El proyecto Barbara, que ya se encuentra en su fase final de verificación y validación de las piezas obtenidas, cuenta con un amplio equipo de diez socios de España, Italia, Suecia y Bélgica que abarcan todos los sectores relacionados con el proyecto. En concreto, coordinado por el Centro Tecnológico Aitiip y monitorizado por la Universidad Italiana Di Perugia, forman parte de este consorcio europeo con Fecoam y Cargill como proveedores de residuos alimentarios; Celabor, KTH y la Universidad de Alicante, entidades responsables de los procesos químicos de extracción de las moléculas funcionales y polisacáridos; Nurel y Tecnopackaging para el desarrollo de bobinas para impresoras; Aitiip para la impresión 3D y fabricación de prototipos, y por último, como usuarios finales y responsables de la validación de las piezas, FIAT y Acciona.
Con un presupuesto de 2,7 millones de euros, Barbara se enmarca dentro del Programa Marco de Investigación e Innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea.
Automobile parts from agricultural waste of lemon, pomegranate, broccoli and almond shells
Researchers at the University of Alicante, in collaboration with a dozen European partners, have developed natural compounds of high added value for the automotive industry or construction. The final product has been extracted from agricultural waste of lemon, pomegranate, broccoli and almond shells, sustainable and innovative substances with advanced properties such as antimicrobial effect, fragrance releasing, and new colours and optical effects.
According to PhD in Chemical Sciences and coordinator of the UA work team M. Carmen Garrigós, these substances present a revolution for sectors such as car rental as they can be implemented in parts exposed to contamination by microbes such as handles and dashboards. In addition, from a circular economy approach, more sustainable pieces have been designed as a contribution to reducing the large amounts of agricultural waste that are generated every day.
The residues selected by the researchers for the development of these extracts have been defined by their natural properties. The colourants of lemon, broccoli and pomegranate have allowed them to obtain ranges of colours different from synthetic colours. In fact, as explained by Garrigós, by modifying the pH of pomegranate, a wide range of shades can be obtained. The essential oil of lemons provides antimicrobial properties and releases a scent, an interesting feature to some industries. Also, the almond shell provides a wood-like appearance and natural reinforcement properties, i.e. it improves the mechanical properties of the material.
The researcher also reported that on a laboratory scale, once the natural compounds have been extracted from the remains of lemons, pomegranates, broccoli and almonds, they are added to filament spools for 3D printing of door handles and dashboards with improved characteristics and specific aesthetic properties.
The method of extraction and functionalisation of natural substances has been developed by the Polymer and Nanomaterial Analysis Research Group (Nanobiopol) and the UA Vision and Colour Group in the context of the European project Barbara. Other project partners have worked with starch residues from maize to obtain more resistant and reinforced building materials.
The University of Alicante team is also responsible for the dissemination and circulation of the different phases of the project that started in 2017 and will end in April 2020.
European Consortium
The Barbara project, already in its final phase of verification and validation of the parts obtained, has a large team of ten partners from Spain, Italy, Sweden and Belgium covering all the sectors related to the project. Coordinated by the Aitiip Technology Centre and monitored by the Italian University of Perugia, this European consortium is contributed with Fecoam and Cargill as suppliers of food waste; Celabor, KTH and the University of Alicante are responsible for the chemical processes of extraction of functional molecules and polysaccharides; Nurel and Tecnopackaging for the development of coils for printers; Aitiip for 3D printing and prototype manufacturing, and finally, FIAT and Acciona as end users and responsible for the validation of parts.
With a budget of 2.7 million euros, Barbara is part of the European Union’s Horizon 2020 Framework Programme for Research and Innovation.
