1 Los fundamentos técnicos del Proyecto FINAICONST “Natural Fibre for Industry and Construction”

2 Vivimos el redescubrimiento de la fibra natural.La nano-tecnología y la bio-tecnología nos aportan una nueva visión de la fibra natural. Optimización de coste y mejora de productos se demuestran en numerosos procesos con el nuevo empleo de fibra natural. ¿Por qué fibra natural?

3 Los fenicios hacían un uso intensivo y comercialización del esparto.El cáñamo es crucial en la cordelería de navíos en el siglo XVI. Primera planta llevada por Cristóbal Colón a América. Gran presencia de ambas fibras a lo largo de la historia. Retrospectiva

4 Máxima producción de esparto en los años 50 124,8 kt. En 1990 2,57 ktMáxima producción de esparto en los años ,8 kt. En ,57 kt. Hoy día 0,2 kt. En la década de los 60 había ha de esparto. Hoy Retrospectiva

5 Gran relevancia en la economía rural de los años de posguerraGran relevancia en la economía rural de los años de posguerra. Permite el mantenimiento del empleo y la economía de numerosos pueblos. Su declive empieza en los años sesenta con el desarrollo de la fibra sintética. Su abondono fuerza a la emigración a numerosos españoles. Retrospectiva

6 Una nueva perspectiva para la fibra natural1. Algunas multinacionales de la automoción han incorporado la fibra natural en la fabricación de componentes con composites termoestables. 2. Diversos centros de investigación analizan su aplicación a matrices cementíticas para mejora de la resistencia a flexotracción y retracción. 3. Diversos estudios ratifican la viabilidad de su aplicación a termoplásticos como carga y refuerzo. 4. La reciente síntesis de nano-fibras de celulosa, (NFC), y nano- celulosa cristalina, (NCC), abre un campo enorme de aplicaciones futuras. 5. Se demuestran importantes ventajas medioambientales del cáñamo y del esparto y su efecto favorable en la lucha contra el cambio climático. Una nueva perspectiva para la fibra natural

7 “El proyecto FINAICONST constituye una oportunidad excepcional para dinamizar el medio rural y generar nueva industria con la consiguiente repercusión en la creación de tejido empresarial y de empleo”. Horizonte 2020

8 ¿Por qué fibra de cáñamo y esparto?La fibra de esparto está disponible de forma natural y además puede plantarse artificialmente. La fibra de cáñamo presenta una gran eficiencia con costes mínimos de mantenimiento de las plantaciones. La viabilidad de su plantación en zonas con precipitación anual < 700 mm es clave. Su explotación en la Provincia de Granada puede ser de gran interés futuro. La fibra de cáñamo como fibra de gran rigidez, (34-60 Mpa), tiene más posibilidades como fibra estructural. La fibra de esparto puede aportar interesantes resultados en su empleo en termoplásticos o para aplicaciones particulares como por ejemplo fibra anti- retracción en hormigones. ¿Por qué fibra de cáñamo y esparto?

9 Posibilidades futuras150 km2 de esparto Capacidad de unos kt. Cáñamo hoy día: 100kt. Posibilidades futuras

10 Posibilidades futurasHoy día: kt de fibra, ( kt de fibra natural). Propuesta de objetivos mínimos del Proyecto Finaiconst a 4 años de su finalización: 1000 kt de producción de fibra de cáñamo. 500 kt de esparto. Volumen de negocio de 1500 M€/anual. nuevos puestos de trabajo en el Arco Mediterráneo. Se persigue una revalorización de la fibra de un 300% en la cadena de valor. Se parte de una situación TRL 5 ó 6 para llegar a TRL 9. Posibilidades futuras

11 El proyecto FINAICONST interviene en toda la cadena productiva¿Cómo conseguirlo?

12 ¿Cuáles serán los resultados?Nuevas técnicas agrícolas para mejora del rendimiento del esparto y el cáñamo. Nuevas técnicas de pretratamiento de la fibra y tratamiento químico para la obtención de fibras estructurales, robbing y tejido. Nuevos biocomposites termoestables: Estructuras ligeras. Componentes industriales. Nuevas soluciones de matriz cementítica: Hormigones reforzados. Hormigones ligeros. Morteros aislantes. Nuevos productos prefabricados. Bio-pellets para termoplásticos inyectados, (PP, PA, ABS, PE y ABS). ¿Cuáles serán los resultados?

13 El proyecto Finaiconst tiene un reflejo directo en la creación de industria de carácter tecnológico, cuyo fomento es necesario en el sistema productivo español. Objetivos concretos

14 El Proyecto FINAICONST tiene un reflejo directo en la creación de industria.DIPUTACIÓN DE GRANADA. Línea experimental y de formación para pre-tratamiento de la fibra natural. FCC INDUSTRIAL: Primera planta de hormigón con empleo de fibra natural. Primera planta de premix de mortero aislante. CELSUR: Primera planta en el mundo de Nanocelulosa. HIGH MASTERBATCH: Primer planta en el mundo de bio-pellets. MANUFACTURAS PLÁSTICAS VÍLCHEZ. Línea de inyección de termoplásticos con fibras. ACTISA. - Línea de construcción modular, (Estructuras y Pavimentos Discontinuos), con hormigón reforzado con fibras naturales. Objetivos concretos

15 Objetivos. Creación de industriaFCC Industrial. Prefabricados DELTA Planta de Prefabricados. Objetivos. Creación de industria

16 Objetivos. Creación de industriaCotton South, CELSUR. Fábrica de celulosa. Objetivos. Creación de industria

17 Objetivos. Creación de industriaHT MASTERBATCH Fábrica de pellets y otros componentes. Objetivos. Creación de industria

18 Objetivos. Creación de industriaManufacturas Plásticas Vílchez Líneas de inyección de termoplásticos. Objetivos. Creación de industria

19 Objetivos. Creación de industriaACTISA. Líneas de prefabricación para construcción modular. (Estructuras y pavimentos discontinuos). Objetivos. Creación de industria

20 Líneas de trabajo del proyectoLas líneas de trabajo responden a los estadíos de la cadena de valor. 1. Innovación en el estadío de la agricultura y el pretratamiento de la fibra. 2. Generación de nano-fibras y nano-whiskers. 3. Composites de matriz cementítica con fibra natural. 4. Bio-composites termoestables. 5. Bio-pellets para termoplásticos inyectados. 6. Línea de estudio del ciclo de vida, del coste global y de los efectos ambientales. Líneas de trabajo del proyecto

21 Innovación en el estadio de la agriculturaEsparto: Determinación de factores agronómicos óptimos. (Densidad, suelos, clima, etc…) Empleo intensivo con cultivos leñosos. Desarrollo de nueva maquinaria de extracción. Cáñamo: Empleo en áreas de menor pluviometría a la óptima. Optimización del proceso de plantación y recogida. Empleo en sistema rotativos. Pretratamiento: Sistemas de reducción de las partes leñosas, machaqueo e inmersión Sistemas de corte a interdistancias, robbing o bobinado e hilado. Sistemas enzimáticos de pretratameinto. Sistemas microbiológicos de pretratamiento. Innovación en el estadio de la agricultura

22 Nano-fibras y whiskersNFC. (Nano fibras de celulosa). Sección de nm. Longitud 1000 nm. Mediante sistema mecánico: mediante crionización y alta presión. (Masuko Grinding Technololy). NCC. (Nano celulosa cristalina). Sección 2-20 nm. Longitud 1000 nm. Dos métodos: - Hidrólisis ácida o clorhídrica. - Sintetización por procesos microbiológicos, (Gluconacetobacter). El factor clave de esta línea pasa por el desarrollo de procesos óptimos de fabricación industrial a gran escala. Nano-fibras y whiskers

23 Nano-fibras y whiskersEs la línea de mayor impacto tecnológico. Las fibras de NCC demuestran módulos elásticos de entre 140 a 220 Gpa y resistencias superiores a los 500 Mpa >>>acero. 7 veces mas ligero que el acero. Material del futuro. Nano-fibras y whiskers

24 Composites de matriz cementíticaTratamiento químico o con plasma de la fibra para conseguir la máxima adhesión, controlar la hidrofobicidad y la porosidad. Hormigones reforzados con incrementos de un 20% de la resistencia a flexotracción y 50% de la tenacidad. (Fibras y nanofibras). Hormigones ligeros con una reducción de peso del 20% y mantenimiento de la resitencia a flexotracción. Premix de mortero aislante. Fibra antirrectración. Caracterización: mecánica de fractura, dosificación, propiedades reológicas, aging, (fatiga, durabilidad, propiedades térmicas, resistencia al fuego y spalling risk). Desarrollo de productos prefabricados con empleo de hormigones ligeros y de mayor aislamiento térmico. Construcción modular. Diseño de línea industrial. Composites de matriz cementítica

25 Aplicación a la construcción modularEl aprovechamiento de la mejora de hormigones a tracción, la reducción de peso y su mejora en el aislamiento térmico y acústico puede mejorar las expectativas de la construcción modular. Aplicación a la construcción modular

26 Composites termoestablesAdaptación de sistemas de fabricación actual para fibra natural, (pultrusión, filament windind, RTM y laminado). Se incluye el desarrollo de composites de nanofibras y whiskers, (propiedades ópticas). Obtención de dosificaciones y formatos de fibra óptimos. Aplicaciones al packaging, (Value Form – Reino Unido). Múltiples productos industriales, (B&T, Greece). Composites termoestables

27 Termoplásticos inyectadosDiversos estudios han demostrado para algunos plásticos la viabilidad del empleo de fibra natural como carga y/o refuerzo para porcentajes de hasta el 30%. La viabilidad no sólo se ha demostrado para el cáñamo y el esparto, sino también para la cañamiza. Además de demostrarse un abaratamiento importante del pellet se demuestra una mejora de sus características mecánicas. El Proyecto Finaiconst incorpora el estudio, caracterización y optimización de fibra natural con PP, PA, ABS, PE y PVC. Además se incluye el estudio del reciclado del material. Termoplásticos inyectados

28 Tareas adicionales Composites de matriz cementítica.Análisis del ciclo de vida y del coste global. Estudio de ventajas medioambientales. Plan de negocio y estudio específico de mercado para cada una de las líneas de actuación: Composites de matriz cementítica. Nanofibras y nano-whiskers. Composites termoestables. Bio-pellets para termoplásticos. Tareas adicionales

29 Ventajas medioambientalesEsparto. Es la primera barrera clara en la lucha contra la desertización. Evita la pérdida de suelo y fenómenos de inestabilidad locales. Es clave en el equilibrio del ecosistema para la supervivencia de otras plantas y fauna. Cáñamo. Es la planta más eficiente en la síntesis de CO2. Una hectárea absorbe el equivalente a 5 hectáreas de árboles, (47 t/año). (Calentamiento global). Una tonelada de papel de cáñamo salva 15 árboles maduros, (más de 40 años). Es refractario de plagas y no necesita pesticidas ni herbicidas. Ventajas medioambientales

30 Interés del proyecto.

31 Interés del proyecto. 28 organismos de 12 países diferentes.España: FCC Industrial, Diputación de Granada, Tecnalia, CSIC, Celsur, HT Masterbatch, ACTISA, MP Vílchez, Vatia, Universidad de Granada, Andaltec, IK4-Cidetec. Italia: Envipark, Universidad de Bolonia, Universidad de Módena, Artes. Francia: Cerib, Nobatek. República Checa: Universidad West Bohemia. Turquía: Universidad Ege. Alemania: Universidad TU Darmstadt. Malta: Paragon Europe. Rumania: Procema Cercertara. Letonia: Universidad de Riga. Hungría: Bay Zoltán. Grecia: B&T, Aeiplous. Reino Unido: Valueform. Además otros 22 organismos pidieron su adhesión. Entre estos organismos algunos pertenecían a países no incluidos en la relación anterior: Eslovenia, Finlandia, Ecuador, Polonia. Interés del proyecto.

32 Interés del proyecto

33 Algunos datos de interésEl proyecto moviliza algo más de 27 M€ de inversión. El plazo de ejecución es de 4 años. El último año incide en la diseminación de los resultados y en la puesta en marcha de las correspondientes líneas de negocio. Se incluye la construcción de una planta de pretratamiento así como un centro para acogida de emprendedores que hagan uso del know-how generado en la Provincia de Granada, inversión que acometerá Diputación de Granada. Este centro se construirá con los nuevos materiales desarrollados y se pretende que sea un referente para los desarrollo llevados a cabo en el Proyecto Finaiconst. Algunos datos de interés

34 "Comprendí que la ingeniería aplicada a la biología podría cambiar el mundo, y comprobé que la formación multidisciplinar es necesaria para el futuro de la biotecnología“ Robert Nicol, director de Operaciones de Secuenciación Genética y Desarrollo Tecnológico en el Broad Institute del MIT y la Universidad de Harvard. “Hay un principio universal sobre la agricultura, nada debe ser hecho demasiado tarde, las cosas deben hacerse a su debido momento, las oportunidades perdidas nunca se recuperan.” Plinio El Viejo "El ADN, por ejemplo, es el mejor medio de almacenaje que se ha inventado jamás: si lo transcribiéramos al sistema binario ocuparía relativamente poco espacio frente a otros sistemas de datos artificiales", "Además, la naturaleza usa un puñado de polímeros, celulosa, azúcar y ácido nucleico para lo mismo que los humanos usamos miles de materiales diferentes". Tim Harper. “Posiblemente los robots del futuro no sean metálicos, ni hablen de forma discontinua. Tal vez sean orgánicos, con tejidos de alta resistencia, con ramificaciones artificiales sensitivas, y cuyo funcionamiento esté articulado por inteligencia artificial”. GRACIAS