La empresa Jiva Materials y la Universidad de Portsmouth recibieron una subvención del gobierno del Reino Unido para desarrollar y comercializar placas de circuito impreso (PCB por sus siglas en inglés) creadas a partir de fibras naturales, entre ellas el cáñamo.
Estas placas electrónicas son muy comunes y se usan para todo: computadoras, celulares, marcapasos y hasta cohetes. Suelen fabricarse utilizando fibra de vidrio epoxi desde hace más de 70 años, y al final de su ciclo de vida, menos del 50% de ese material es reciclable. Además, hay un contenido de oro, plata y platino de las placas que suele ser imposible de recuperar. Es lo que esta prometedora investigación pretende modificar.
Los laminados rígidos de PCB que pretenden construir podrían tener una huella de carbono un 60% menor en comparación con las tecnologías tradicionales de fibra de vidrio y epoxi, reduciendo ampliamente los minerales críticos que terminan en los basurales. Según explicaron los especialistas, las placas se logran impregnando fibras naturales con un retardante de llama soluble en agua y libre de halógenos, algo que facilita la recuperación de componentes electrónicos con materiales valiosos una vez que las PCB son desechadas.
Fibras de cáñamo, una alternativa sustentable en la producción a gran escala
María Evangelina Vallejos es ingeniera química e investigadora del CONICET. Trabaja en el Instituto de Materiales de Misiones, principalmente en la biorrefinería de residuos para celulosa y papel, aunque realizó su tesis doctoral sobre la creación de productos combinando fibras de cáñamo y plásticos.
Explica que “la madera es una de las principales materias primas para producir, por ejemplo los papeles, cartones y muchos otros productos que conocemos. Los materiales celulósicos son materiales fibrosos que tienen tres componentes principales, la celulosa, la lignina y la hemicelulosa. El cáñamo tiene una estructura distinta a la del árbol, es una caña, pero también tiene estas fibras”.
La investigadora detalla que hay “una larga que está en la parte externa de la planta, que ya se usa mucho en la producción textil, y otra fibra corta que está dentro de la estructura del tallo, generalmente es un desperdicio o subproducto, aunque se trata de valorizar porque suele ser residuo después de extraer la fibra de mayor valor, la textil”.
En su tesis, Vallejos estudió la producción masiva de materiales compuestos, es decir productos donde estas fibras naturales largas del cáñamo se utilizan “como elemento reforzante de plásticos o polímeros” potenciando su resistencia y rigidez.
“Respecto de las placas de circuito impreso, los materiales convencionales que se emplean para esto son el cobre, la fibra de vidrio y una resina. Las líneas de cobre tienen dentro capas de fibra de vidrio, y todo eso se une con una resina. La fibra de vidrio es inorgánica, no se puede reciclar. Por eso estos materiales tienen problemas con el medioambiente y la salud, son difíciles de reciclar y aún incinerados dejan residuos sólidos importantes, además de gases no deseados.” explicó Vallejos a THC.
“La fibra de vidrio se usa muchísimo como elemento reforzante en placas o recubrimientos electrónicos, por ejemplo en carcasas de computadoras” detalló. “Lo que buscan en este estudio sería sustituir la fibra de vidrio con fibras de cáñamo largas que hoy ya se comercializan en el mercado, y sustituir la resina epoxi con otra de mayor degradación o disolución, lo que permitiría mediante un tratamiento químico separar los componentes de alto valor que están en el circuito”, precisa.
En el Instituto de Materiales de Misiones, explicó Vallejos, aplican la idea del “aprovechamiento general de biomasas” en pos de producir biomateriales y bioproductos, es decir “generar nuevos materiales, como polímeros, derivados de esta fracción de carbohidrato que está presente en la fibra, como la celulosa. En tanto, la lignina y la hemicelulosa tienen otros usos importantes para producir resinas unificadoras” como las que aspira a realizar el estudio inglés.
A nivel local, Vallejos comenta que cada vez más productores y cultivadores de cannabis se acercan al Instituto de Materiales de Misiones, que tiene varios proyectos de revalorización de productos agro-foresto-industriales, para aprender cómo y para qué usar el cáñamo de sus plantaciones.
Cabe mencionar que el estudio desarrollado en el Reino Unido es financiado por “Innovate UK”, un programa gubernamental que conecta a empresas con universidades para llevar adelante iniciativas innovadoras. Se trata de un aliento estatal para el desarrollo de nuevos materiales -y lo mejor: más sustentables-, para empezar a contrarrestar los altos índices de contaminación.