Nuevos lubricantes a partir de residuos de la industria papelera

Investigadores de la Universidad de Huelva han obtenido una grasa para ser utilizada como lubricantes en vehículos y maquinaria a partir de la lignina, un compuesto que normalmente se desecha en la fabricación del papel. El nuevo producto cuenta con la viscosidad, consistencia y propiedades viscoelásticas necesarias para un correcto rendimiento.

La lignina es un compuesto responsable de la formación de las paredes celulares de las plantas y, por tanto, está presente en la madera. Al ser de color oscuro, es desechado por la industria papelera que utiliza, fundamentalmente, la celulosa para hacer el papel. Los investigadores lo proponen como una alternativa óptima en la producción de lubricantes en el artículo ‘Modification of Alkali Lignin with Poly(Ethylene Glycol) Diglycidyl Ether to Be Used as a Thickener in Bio-Lubricant Formulations’ publicado en la revista Polymers por tener un rendimiento adecuado, similar a las grasas comerciales usadas actualmente y ser más respetuoso con el medio ambiente.

El propósito principal de estos materiales en determinadas maquinarias es lubricar las partes móviles para reducir la fricción y el desgaste. Además, también es el responsable de la limpieza y de que no se produzca corrosión en el motor. Por otro lado, reduce la temperatura disipando el calor y minimizando así la pérdida de material derivada del roce entre las partes. Los más usados actualmente proceden del petróleo, por lo que son altamente contaminantes.

Con el objetivo de eliminar estos productos derivados de hidrocarburos, se están incluyendo aceites vegetales en las formulaciones de grasas. Sin embargo, el uso de espesantes naturales, presenta algunas desventajas, ya que no consiguen aportar las mismas propiedades al producto final. “La comunidad académica y la industria están realizando esfuerzos considerables para desarrollar lubricantes amigables con el medio ambiente con características técnicas adecuadas para su desempeño”, indica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Huelva Esperanza Cortés Triviño, autora del artículo.

Lubricantes de origen vegetal y rendimiento

La mayor dificultad que existe para la utilización de aceites de origen vegetal es su rendimiento, ya que no tienen la mismas propiedades que los derivados del petróleo. Por tanto, para lograr las características necesarias, hay que añadirles espesantes. Los investigadores proponen incluir la lignina modificada químicamente con un compuesto conocido por sus siglas PEGDE (poli-etilenglicol-diglicidil éter).

El resultado es una nueva sustancia, llamada lignina epoxidada, que aporta las propiedades necesarias para ser utilizada como espesante y que al ser mezclada con un aceite vegetal proporciona una respuesta viscoelástica típica de geles de tipo sólido. “Las ligninas epoxidizadas en diferentes grados mostraron diferentes perfiles de degradación térmica por lo que podría considerarse un candidato prometedor para ser utilizado como un agente espesante para formular grasas lubricantes sostenibles”, afirma la investigadora.

El aceite utilizado en el estudio fue de ricino que, junto a la lignina epoxidada, resulta un oleogel apto para aplicaciones en lubricantes. Los expertos analizaron el producto desde el punto de vista reológico, cómo es el flujo viscoso, y tribológico, es decir, la fricción y el desgaste que tienen lugar durante el contacto entre superficies sólidas en movimiento.

La variación de la relación de PEGDE y lignina en la reacción de epoxidación dio lugar a compuestos de lignina con diferentes índices de epóxido. Los resultados demuestran que la viscosidad, la consistencia y las funciones viscoelásticas de estos oleogeles aumentan claramente con el índice de epóxido del compuesto de lignina modificada. Es decir, cuanto mayor sea la modificación química de la lignina, mayor será la mezcla y mejores las propiedades finales del lubricante.

Los trabajos han sido financiados a través de los proyectos ‘Funcionalización de polímeros naturales con grupos isocianatos para el desarrollo de oleogeles biodegradables con diversas aplicaciones industriales’ de la Consejería de Economía, Conocimiento, Empresas y Universidad de la Junta de Andalucía y ‘Formulación de oleogeles biodegradables para diversas aplicaciones industriales a partir de fracciones lignocelulósicas pretratadas y modificadas químicamente’ del Ministerio de Economía y Empresa.

Referencia bibliográfica 

Esperanza Cortés Triviño, Concepción Valencia, Miguel A. Delgado y José M. Franco. ‘Modification of Alkali Lignin with Poly(Ethylene Glycol) Diglycidyl Ether to Be Used as a Thickener in Bio-Lubricant Formulations’. Polymers. 2018.