Investigadores de la Universidad de Huelva han desarrollado un aditivo a partir de paja de trigo, mejorando lubricantes industriales y asfaltos, contribuyendo a la economía circular y sostenibilidad.
Un equipo de investigación del Centro en Tecnología de Productos y Procesos Químicos (Pro2TecS), perteneciente a la Universidad de Huelva, ha logrado transformar la paja de trigo en un aditivo que mejora la estabilidad y sostenibilidad de los lubricantes industriales, así como refuerza las propiedades del asfalto.
Este estudio, impulsado por el proyecto ‘GreenAsphalt’ y cofinanciado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía, junto con el Programa Europeo FEDER y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, se enmarca dentro de una estrategia más amplia para fomentar la economía circular. Su enfoque consiste en aprovechar residuos agrícolas para crear materiales que superen las prestaciones de los productos fósiles, conocidos por su alto nivel de contaminación.
Los investigadores han conseguido modificar la pasta de celulosa, un componente esencial en las paredes celulares vegetales, transformándola en un espesante natural. Al combinar este nuevo material con aceite de ricino, un aceite vegetal comúnmente utilizado, se obtiene una sustancia similar a las grasas industriales empleadas en motores y engranajes.
En el artículo titulado Silylation of wheat straw cellulose pulp for its valorization as rheology modifier of industrial hydrophobic fluids: Cases of castor oil and bitumen, publicado en la revista Carbohydrate Polymers, se detalla cómo este aditivo también puede mejorar el asfalto utilizado en carreteras, aumentando su resistencia al calor y al desgaste.
Actualmente, muchos lubricantes industriales se fabrican utilizando litio, un metal cuya demanda es alta debido a su uso en baterías, pero cuya extracción tiene un impacto ambiental significativo. Por otro lado, el asfalto convencional requiere aditivos derivados del petróleo para optimizar su resistencia. El nuevo material desarrollado a partir de paja de trigo y aceites vegetales no solo es más sostenible sino que también es biodegradable y renovable. El profesor José Enrique Martín Alfonso, del área de Ciencias de los Materiales de la Universidad de Huelva y autor del estudio, destaca que este enfoque permite reutilizar un subproducto agrícola que normalmente se quema tras la cosecha, generando contaminación.
La innovación radica en una reacción conocida como sililación, que modifica la estructura química del material mejorando sus propiedades fisicoquímicas. “Hemos sido pioneros en aplicar esta reacción para crear este aditivo, logrando resultados superiores a los métodos anteriores”, afirma Martín Alfonso.
El proceso comienza con pasta celulósica, un polímero natural comparable a una cadena formada por eslabones. Cada monómero contiene tres grupos hidroxilos (OH), que son solubles en agua pero poco compatibles con aceites o betún. La modificación mediante sililación sustituye estos grupos OH por grupos de silicio, haciendo que la molécula sea hidrofóbica y permitiendo su mezcla con otras sustancias.
Los expertos convierten inicialmente la paja de trigo en pasta utilizando un método similar al empleado en la fabricación del papel. Tras depurar esta pasta celulósica, se aplica sililación para obtener un aditivo con propiedades gelificantes o estructurantes. Este nuevo producto presenta características repelentes al agua y es compatible con aceites y asfaltos.
El aditivo resultante se combina con aceite de ricino para formar un lubricante semisólido o se incorpora al asfalto para aumentar su resistencia. Las pruebas realizadas demostraron que esta grasa industrial presenta una menor resistencia al desgaste comparada con las grasas comerciales basadas en litio. Además, el betún modificado muestra una mejor capacidad para soportar altas temperaturas y es más elástico, lo que reduce su deformación durante el rodaje.
Las técnicas utilizadas para validar estas innovaciones incluyen microscopía electrónica para examinar la estructura fibrosa, análisis térmico y pruebas de fricción y desgaste que verifican su estabilidad bajo presión y altas temperaturas. Finalmente, se confirmaron las propiedades mediante ensayos reológicos que miden tanto la elasticidad como la fluidez del lubricante y del asfalto modificado.
El equipo sigue trabajando en este ámbito y planea probar el material en condiciones reales aplicándolo en maquinaria pesada, vehículos y tramos específicos de carretera. Además, están explorando otros residuos agrícolas como el bagazo de caña o los restos del maíz con el objetivo final de desarrollar nuevos productos que reduzcan el uso de contaminantes mientras aprovechan recursos hasta ahora infrautilizados.