2022-11-21Mecanoquímica: la industria sostenible del mañana
Aimplas |La Mecanoquímica es una de las ciencias más antiguas empleada por la humanidad. Como se deduce del nombre, se basa en el concepto de que la energía mecánica ejercida sobre un material produce transformaciones químicas y aporta cambios físicos al mismo.Es fácil pensar en los hombres prehistóricos trabajando con morteros para preparar, por ejemplo, las pinturas con las que dibujaban las paredes de las cuevas, o los fármacos naturales de la época. Todo esto es Mecanoquímica: el hecho de aportar energía al sistema mediante molienda puede ser suficiente para activar una reacción química.
La sostenibilidad medioambiental que distingue los procesos mecanoquímicos de los tradicionales le confirió el reconocimiento de ciencia química con “el potencial de cambiar el mundo” según la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), título que ha fomentado fuertemente su investigación.
Ventajas de las mecanoquímica
La ventaja más interesante que caracteriza esta técnica es la posibilidad de conducir un proceso químico en ausencia de disolventes, o empleando una mínima cantidad de estos, trabajando con los reactivos en estado sólido. Esto elimina de raíz problemas asociados con la toxicidad de los disolventes y/o la solubilidad de algunos compuestos y permite la reducción de la huella de carbono.
Además, los procesos mecanoquímicos se pueden realizar sin necesariamente aportar temperatura externa al sistema, sin purificación de los productos y frecuentemente requieren menores tiempos de reacción (de varios minutos a horas en lugar de días de trabajo).
Técnicas empleadas
Existen 4 diferentes condiciones operativas para hacer mecanoquímica:
- Neat grinding (NG) que corresponde a la simple molienda y fricción entre sólidos.
- Liquid-assisted grinding (LAG) donde un disolvente se añade al sistema en cantidad catalítica mejorando el proceso.
- Ion liquid-assisted grinding (ILAG) una variación de la LAG en la cual además del disolvente se añade una sal como aditivo.
- Polymer assisted grinding (POLAG) otra versión de la LAG, donde en vez de un líquido, se añade un polímero para mejorar la reacción
El aporte de energía mecánica requerido se obtiene gracias a la acción de determinados equipos, entre otros, molinos de bolas y extrusoras. La variable capacidad de producción de estos equipos permite estudiar la viabilidad de un proceso desde una escala inicial de laboratorio hasta una escala industrial en continuo, alcanzando fácilmente el mercado y ofreciendo alternativas eficientes y ecosostenibles a los procesos industriales actuales.
¿En qué sectores puede aplicarse la mecanoquímica?
La versatilidad de esta técnica permite su aplicación en diferentes sectores, entre los que destacan:
- Industria farmacéutica y cosmética (síntesis de APIs y principios activos).
- Industria química (síntesis de compuestos orgánicos e inorgánicos).
- Industria del plástico y de reciclado (síntesis y despolimerización de polímeros).
- Industria de automoción y construcción (síntesis de complejos absorbedores de gases, como CO2 y otros contaminantes, retardantes de llama).
- Industria agrícola y alimentaria (valorización de biomasa y producción de fertilizantes).
Proyectos de AIMPLAS
AIMPLAS ha desarrollado diversos proyectos en mecanoquímica enfocada a diferentes marcos de aplicación, en proyectos nacionales y europeos, entre los que destacan:
- ETERNAL: impulsa la reducción del impacto ambiental de los productos farmacéuticos a lo largo de todo su ciclo de vida.
- DOTMASK: evalúa el uso de antimicrobianos sintetizados mecanoquímicamente para el desarrollo de Equipos de Protección Individual.
- PHOSPHIRE: desarrolla nuevos métodos de producción de retardantes de llama basados en fósforo y sus aplicaciones en matrices poliméricas.
- MECHANOCHEMISTRY: estudia nuevos protocolos de síntesis y reciclado de plásticos mediante rutas mecanoquímicas libres de solventes y eficientes.
Gracias a la experiencia adquirida en el campo de la mecanoquímica, AIMPLAS ofrece soluciones a medida e innovadoras en estos campos:
- Estudios e investigaciones preliminares de proceso a escala de laboratorio en molino de bolas, micro extrusora y reómetro de par motor.
- Pruebas de escalado del proceso en extrusora co-rotativa de doble husillo.
- Caracterización de los productos obtenidos.
- Asistencia presencial del cliente en empresa durante las pruebas.
- Servicio de vigilancia tecnológica.
Si quieres más información sobre estas soluciones no dudes en contactar con AIMPLAS.
AIMPLAS es el Instituto Tecnológico del Plástico ubicado en Valencia y está inscrito en el Registro de Centros Tecnológicos del Ministerio de Economía y Competitividad. Pertenece a la Federación Española de Centros Tecnológicos, FEDIT, y a la Red de Institutos Tecnológicos de la Comunitat Valenciana, REDIT.
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