Paneles ecológicos con residuos vegetales

2022 -  Orihuela -  Alicante

Ficha Técnica

  • Promotor: Público
  • Promueve: UNIVERSIDAD MIGUEL HERNÁNDEZ DE ELCHE
  • Proyecta: María Teresa Ferrández García (IP)
  • Cuantía subvención: 49.046,90 €

Plan IRTA Investigación

Proyecto de sostenibilidad

Paneles ecológicos con residuos vegetales

En la Comunidad Valenciana, hay disponible más de 1.000.000 t/año de residuos agrícolas, de los que el 35% son restos de poda de vid y frutales de secano y el 13% corresponde a paja y cascarilla del arroz. Otro residuo también que causa graves problemas en los cauces fluviales es una mala hierba, la caña común, que su eliminación ocasiona un coste elevado. Más allá de reducir y reciclar los desechos, los coproductos y subproductos agrícolas; puede haber oportunidades para nuevos procesos que permitan usos innovadores de tales residuos, también fuera del sector agrícola.
El equipo solicitante viene desarrollando desde 2010 paneles derivados de partículas de  diferentes residuos vegetales para que puedan ser usados como sustitutos de los paneles de madera. Se han desarrollado paneles de residuos de pajas de arroz, algodón, sorgo, yute y cáñamo obteniendo distintos productos. También se han desarrollado paneles que utilizan residuos de podas de palmera, naranjo, olivo, morera y vid. Especialmente se han obtenido diferentes materiales con una mala hierba invasora de los cauces como es la caña común (Arundo donax L.).
Además de utilizar diferentes residuos vegetales, también se han desarrollado nuevos procesos para la elaboración de dichos paneles. Se han hecho paneles sin adhesivos, con adhesivos orgánicos (almidón y acido cítrico), con pequeñas proporciones de yeso y cemento, así como con urea formaldehido, obteniendo a escala de laboratorio, paneles que podrían utilizarse como material aislante, para la fabricación de muebles y envases incluso algunos que podrían utilizarse como material estructural tipo P4.
Los resultados obtenidos con todos estos materiales están publicados en 24 artículos en revistas de impacto y 19 comunicaciones a congresos recogidos en el Web of Science Core Collection. Además, el equipo tiene tres patentes sobre procesos para fabricar este tipo de paneles.
Se han realizado los ensayos en laboratorio de los diferentes productos elaborados; y a escala de laboratorio son casi prototipos que pueden considerarse con un desarrollo tecnológico TRL 5.
La actuación que se propone cumple con el Plan de Acción de Economía Circular (PAEC 2021-2023) y es llevar el desarrollo tecnológico al nivel TRL 6 de los prototipos de paneles con mejores propiedades, verificación del sistema prototipo y analizar en un entorno relevante el prototipo con mejores propiedades; y así demostrar que el proceso se puede llevar a cabo en un entorno operacional.
Los prototipos que se proponen son:
a. Tableros de caña común con pequeñas cantidades adhesivo
b. Tableros de partículas de residuos de poda de vid sin adhesivos
c. Tableros de partículas de paja de arroz sin adhesivos

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La emisión de gases contaminantes y el riesgo de incendios hacen que las autoridades competentes a través normativas y de los pagos asociados a la PAC fomenten la prohibición de la quema de la biomasa agrícola residual. No obstante, la prohibición de la quema sin una valorización de la biomasa puede dar lugar a otros problemas medioambientales como eutrofización. Un ejemplo de este problema se ha producido en el lago de la Albufera (Parque Natural de la Comunidad Valenciana) debido a la descomposición de la paja de arroz que se dejaba en el campo tras la cosecha.
Los bosques y las plantas, y en general las formaciones vegetales, actúan como sumideros de CO2 a través de su función vital principal: la fotosíntesis. Luego elaborar productos con residuos vegetales supone un almacenamiento de CO2 a lo largo de la vida útil de dicho producto.
Es por ello que en este proyecto se quiere demostrar la viabilidad de diferentes alternativas de valorización de los residuos agrícolas a través de la fabricación de nuevos productos (diferentes tableros de partículas).
La fabricación de tableros a partir de biomasa residual agrícola por un lado evita las quemas y por otro minimizan el uso de la madera natural y ayudan a paliar el problema de la deforestación. Utilizar las cañas de los cauces fluviales supondría mejor mantenimiento y menos coste en la eliminación de esta mala hierba.
Los paneles de residuos vegetales son productos biodegradables fabricados con materiales naturales no contaminantes que puede ser descompuestos por microorganismos o por acción de elementos naturales como la lluvia, el sol o el viento.
El uso de materias primas orgánicas permite reducir el uso de materiales plásticos, disminuyendo la generación de residuos y el aporte de dióxido de carbono a la atmósfera y otros gases de efecto invernadero.

Utilizar los residuos vegetales en la elaboración de nuevos productos supone un importante aporte al entorno social, en el sentido de que el cuidado al medio ambiente redunda en la calidad de vida de las personas. El uso de materiales de base biológica asegura que antes del uso, se aprovecha la fotosíntesis de carbono atmosférico que se almacena en el tejido del edificio durante toda su vida útil, teniendo así una emisión de carbono total negativa. Los materiales panelados son capaces de ser utilizados como componentes principales en elementos estructurales prefabricados, aprovechando el control de calidad mejorado en la construcción prefabricada en fábrica, produciendo menos residuos. Esto optimiza el proceso constructivo para que los edificios se levanten de la manera más eficiente posible.
Utilizar estos residuos para paneles constructivos ocasionaría múltiples beneficios en la calidad de vida de las personas:
a. Se eliminarían las cañas de los ríos sin utilizar productos contaminantes del agua (herbicidas como el glifosato hasta ahora utilizado en los cauces fluviales), además se evitaría su eliminación en vertederos.
b. Se evitarían las quemas de pajas y podas (evitando gases de efecto invernadero, incendios y partículas microscópicas en suspensión en la atmósfera). Enterrar los residuos también produce la eutrofización del suelo y del agua e igualmente pueden transmitir enfermedades a los cultivos.
c. Utilizar todos estos residuos podría generar nuevos ingresos y empleo en las zonas más despobladas.
d. Permite optimizar el uso de los recursos y conseguir que los procesos productivos sean más eficientes al emplear recursos locales.

Las actuaciones de este proyecto pretenden el desarrollo tecnológico de paneles de residuos vegetales que cumplirían con lo indicado en la Línea de actuación “Investigación, innovación y competitividad” según el Plan de Acción de Economía Circular: impulsar el desarrollo y aplicación de nuevos conocimientos y tecnologías para promover la innovación en procesos, productos, servicios y modelos de negocio, impulsando la colaboración público-privada, la formación de investigadores y personal de I+D+i y favoreciendo la inversión empresarial en I+D+i.
Para las actuaciones en materia de economía circular habrá que cumplir la condición habilitante ligada al Objetivo Específico OE 2.f. “Promoviendo la transición a una economía circular y eficiente en recursos”, que exige contar con un plan o planes de gestión de residuos.
Los tableros de partículas tienen múltiples aplicaciones:
• Industria del transporte: envases, pallets, bloques de pallets.
• Industria de la construcción: tableros estructurales, tableros de recubrimiento, tableros aislantes (térmicos y acústicos), tableros ignífugos, particiones, falsos techos, etc.
• Industria del mueble: Tableros para muebles, suelos, falsos techos, paredes separadoras,..
• Industria del calzado: plataformas para zapatos.
Utilizar los residuos agrícolas para la fabricación de tableros supondría:
- Reducción de costes de gestión de residuos.
- Dar valor a los residuos.
- Reducción coste del desarrollo de los nuevos materiales.
- Minimizar consumos de materias primas, reducir consumos.
- Desarrollo de materiales a partir de fuentes locales, con menor gasto energético en transporte y elaboración.
- Mejora de la gestión agrícola para la prevención de incendios forestales.
- Se reducen las plagas de insectos, se aprovechan los residuos sin necesidad de quemarlos sobre el propio terreno y se realiza un mejor aprovechamiento de las tierras.
- Disminución de la eutrofización y erosión del suelo.
- Reducción del uso de madera natural y deforestación.
- Reducción de la huella de carbono.
- Desarrollo de nuevas actividades, generación de nuevos puestos de trabajo suponiendo una nueva fuente de ingresos para las industrias locales.
- Nuevas prácticas agrícolas distintas a las tradicionales enfocadas a la valorización de la biomasa agrícola.

Unión Europea. Fondo Europeo de Desarrollo Regional