El aceite de cocina usado cobra nueva vida en materiales innovadores para automóviles y hogares
Una nueva investigación dirigida por la Universidad de Pisa ha revelado que el aceite de cocina usado puede transformarse en espumas de poliuretano, materiales de almacenamiento de calor y biolubricantes para uso industrial.
El aceite de cocina usado puede transformarse en materiales innovadores para los sectores de la automoción y la construcción, entre los que se incluyen espumas de poliuretano, materiales de cambio de fase capaces de absorber, almacenar y liberar calor, y biolubricantes para sistemas hidráulicos industriales.
Esta es la conclusión de un estudio coordinado por la Universidad de Pisa en el marco del Centro Nacional de Movilidad Sostenible MOST, financiado por el Plan Nacional de Recuperación y Resiliencia de Italia. Dirigido por Maurizia Seggiani, del Departamento de Ingeniería Civil e Industrial de la universidad, el trabajo se desarrolló en el marco del Spoke 11, un programa centrado en materiales sostenibles e innovadores y soluciones ligeras.
«Básicamente, utilizamos este residuo —aceite de cocina usado— como precursor de polioles», explicó Seggiani a Olive Oil Times. «Los polioles son uno de los dos componentes principales de las espumas de poliuretano, junto con los isocianatos».
Explicó que el aceite de cocina usado se sometió a tratamientos químicos para obtener polioles. La mezcla de aceites de cocina usados consiste en triglicéridos cuyas cadenas de ácidos grasos contenen dobles enlaces, lo que los hace insaturados. Esto permitió aprovechar esos dobles enlaces para funcionalizar las cadenas con grupos hidroxilo, que luego reaccionan con los isocianatos para formar enlaces de uretano, lo que confiere a las espumas su característica estructura reticular.
Mediante la adición de aditivos adecuados, entre ellos catalizadores, tensioactivos y agentes espumantes en pequeñas cantidades, los investigadores crearon estructuras de célula abierta que confieren a las espumas de poliuretano su flexibilidad.
«Con esta investigación, nuestro objetivo era desarrollar espumas flexibles para su uso en la industria automovilística, pero también podemos producir espumas de célula cerrada para utilizarlas como paneles aislantes en el sector de la construcción», afirmó Seggiani.
El aceite de cocina usado también se reutilizó para otras aplicaciones. En particular, los polioles derivados se probaron como biolubricantes para ofrecer una alternativa a los lubricantes convecionales a base de petroleo.
La profesora Maurizia Seggiani, del Departamento de Ingeniería Civil e Industrial de la Universidad de Pisa, dirigió la investigación financiada por el NRRP MOST que desarrolló materiales innovadores a partir de aceites de cocina usados.
«En este caso, los polioles se sometieron a las pruebas estándar utilizadas para validar los lubricantes, tales como análisis reológicos y tribológicos, mediciones del coeficiente de fricción y la evaluación del índice de viscosidad, para evaluar cómo cambia su viscosidad con la temperatura», explicó Seggiani. «Algunos de estos polioles superaron con éxito las pruebas y, por lo tanto, muestran potencial como biolubricantes para operaciones de apriete realizadas a temperatura ambiente. Hasta ahora, se han probado específicamente para este tipo de aplicación».
Otra parte de la investigación, llevada a cabo en colaboración con Maria Michela Dell’Anna, de la Universidad Politécnica de Bari, se centró en el desarrollo de materiales de cambio de fase mediante un proceso de hidrogenación.
«Estos materiales sufran cambios de fase, de liquido a sólido y de nuevo a liquido, a temperaturas entre 30 y 35 °C», dijo Seggiani. «Esto permite incorporarlos a paneles de poliuretano, dotándolos de la capacidad de absorber, almacenar y liberar calor en respuesta a los cambios de temperatura. Estos paneles pueden utilizarse en vehículos o integrarse en las paredes de los edificios. Esta es una de las varias estrategias para mejorar la eficiencia energética, reduciendo la energía necesaria para calentar o refrigerar los ambientes interiores».
Damiano Rossi, del Departamento de Ingeniería Civil e Industrial de la Universidad de Pisa, durante las actividades de laboratorio para la investigación que convirtió el aceite de cocina usado en materiales innovadores.
El aceite de cocina usado en la investigación fue suministrado por Physis Srl, una empresa con sede en la Toscana que lo recoge de grandes cadenas minoristas y establecimientos de restauración. Los análisis realizados durante el estudio revelaron que el aceite contenía alrededor de un 45 % de ácido oleico en peso, lo que indica una presencia significativa de aceites de oliva virgen y virgen extra.
«El aceite que utilizamos se recolectó en la Toscana, donde el aceite de oliva virgen extra se utiliza ampliamente, incluso para freír», señaló Seggiani. «La composición de la mezcla de aceites puede variar en función de la región donde se recolecta».
Seggiani afirmó que existe una amplia bibliografía sobre el uso de aceites vírgenes, como el de soja y el de ricino, para producir polioles destinados a espumas de poliuretano. Dado que sus composiciones se conocen de antemano, incluido el porcentaje de dobles enlaces disponibles para la funcionalización, permiten procesos de producción más estandarizados.
«Trabajar con mezclas de aceites usados introduce una complejidad adicional porque el grado de insaturación varía de un lote a otro, lo que requiere recalibrar los aditivos cada vez», afirmó. «No obstante, este es el enfoque más sostenible, ya que el uso de aceites vírgenes compite con la producción de alimentos y el uso del suelo, y no podemos desviar recursos comestibles para producir materiales industriales».
Las pruebas realizadas por investigadores de la Universidad de Pisa demostraron que los polioles derivados del aceite de cocina usado pueden funcionar como biolubricantes, ofreciendo una alternativa viable a las formulaciones convencionales a base de petróleo.
Seggiani señaló que, si bien existe un sistema de recogida eficaz para instalaciones a gran escala, el aceite usado doméstico sigue careciendo de uno, a pesar de los beneficios potenciales.
«La empresa de la que obtuvimos el aceite de cocina usado, Physis, lo recoge de grandes cadenas minoristas y comedores que pueden garantizar un suministro constante», dijo. «En Italia y en toda Europa, solo se recoge una pequeña fracción del aceite de cocina usado doméstico. Las estimaciones sugieren que en Europa se recogen entre 0,6 y 1 millón de toneladas al año, frente a un potencial de alrededor de 4 millones de toneladas. Gran parte de lo que se recoge se utiliza actualmente para la producción de biodiésel. Esperamos que el desarrollo de aplicaciones alternativas para este residuo, tal y como se ha demostrado en nuestra investigación, contribuya a fomentar una recogida más eficaz del aceite de cocina usado doméstico».
Seggiani destacó que el valor clave de la investigación radica en transformar un material de desecho destinado a la eliminación en productos duraderos y de alto valor, lo que aporta beneficios medioambientales adicionales.
«En un panorama geopolítico inestable, en el que el acceso a la energía y a las materias primas químicas está cada vez más sujeto a tensiones y dependencias estratégicas, invertir en alternativas al petróleo derivado de combustibles fósiles no es solo una elección medioambiental, sino también industrial y política», afirmó. «La investigación debe anticiparse a estos cambios desarrollando soluciones complementarias que reduzcan la vulnerabilidad de las cadenas de suministro. En este contexto, la valorización de un residuo local como el aceite de cocina usado representa una posible estrategia para reducir la dependencia de los recursos fósiles. Convertirlo en materiales de alto valor significa reforzar la autonomía tecnológica, diversificar las fuentes y construir sistemas de producción más resilientes, capaces de hacer frente a los futuros retos globales».