El proyecto SUR3D, coordinado por la asociación INNOVI con la participación de OIMO Bioplastics, la Fundación Eurecat, la Fundación Instituto Catalán del Corcho (ICSuro) y el Clúster MAV, ha desarrollado un nuevo material biodegradable a partir de tapones de corcho utilizados. Se trata de un proyecto que fue aprobado por el Ministerio de Industria, Comercio y Turismo (MINCOTUR) en el marco de la convocatoria de Agrupaciones Empresariales Innovadoras (AEI) 2022. El proyecto ha contado con un presupuesto de 173.458 euros.

Actualmente, en España se utilizan unas 4.000 toneladas de tapones de corcho. Los tapones de corcho se utilizan ampliamente por parte de las bodegas por sus propiedades enológicas y de sostenibilidad ambiental y social, contrariamente a los tapones de plástico y rosca. Aunque el polvo de corcho que se genera durante el proceso productivo de estos tapones puede ser considerado un residuo, puede utilizarse principalmente para la generación de energía.

El proyecto SUR3D, que se ha desarrollado entre agosto de 2022 y abril de 2023, ha utilizado estos residuos para obtener un nuevo material de alto valor añadido que permitirá abrir un nuevo campo de mercado y constituirse como un claro ejemplo de aplicación de un modelo de economía circular y bioeconomía.

En este proyecto, la empresa OIMO se ha encargado de desarrollar una nueva formulación bioplástica apta para impresión 3D con base de granulado de corcho obtenida a partir de tapones utilizados. El polímero desarrollado por OIMO es biobasado en un porcentaje superior al 80% y 100% biodegradable en condiciones naturales. Este aspecto lo distingue de otros biopolímeros del mercado, como por ejemplo el PLA, uno de los biomateriales más populares en impresión 3D por su coste y su facilidad de impresión, ya que se trata de un material biodegradable en el ámbito industrial pero no en condiciones naturales.

A su vez, el corcho es un material natural, renovable y biodegradable con una combinación de propiedades que lo hacen único y versátil. Entre estas propiedades cabe destacar la baja densidad, la elevada resistencia mecánica y al fuego y la baja conductividad térmica y eléctrica, además de ser un buen aislante térmico y acústico y poseer gran elasticidad.

Partes del proceso

En el marco de este proyecto, se pretendía adaptar la formulación del polímero de OIMO incorporando corcho para obtener un nuevo biomaterial para impresión 3D que incorporara las múltiples propiedades del corcho (Figura 1).

Figura 1. De izquierda a derecha: subproductos (3 tipologías de polvo) de corcho enviados, coumpound de material de OIMO y polvo de corcho y probetas.
El ICSuro ha aportado su conocimiento y experiencia en los usos del corcho encargándose de obtener el granulado de corcho proveniente de tapones utilizados con las características deseadas para poder ser utilizado como materia prima para formar un compound para un filamento 3D (Figura 2).

Figura 2. Determinación de la aparente densidad de las muestras, según el protocolo basado en la ISO 2067. Fuente: ICSuro.

La producción del biomaterial con corcho se realizó a través del proceso de compounding. Tras corregir algunos problemas surgidos, se obtuvo el compound con carga de corcho (Figura 3).

Figura 3. Grano obtenido por OIMO mediante el proceso de compounding. A la izquierda, material sin carga. A la derecha, material con corcho.
Una vez obtenido el grano, la Fundación Eurecat se encargó de estudiar la imprimibilidad de los materiales con y sin corcho, determinando los parámetros óptimos para su uso, y así poder compararlos (Figura 4).

Figura 4. Pruebas de temperatura de extrusión para el material OIMO.
Con la realización de las pruebas de imprimibilidad se comprobó que el nuevo biomaterial desarrollado en el proyecto SUR3D es compatible con la tecnología de fabricación aditiva por extrusión. Por último, se fabricaron probetas del material cargado con corcho y sin carga, para la caracterización mecánica y térmica (Figura 5 y 6).

Figura 5. A la izquierda, prueba de flujo para el material OIMO + corcho. A la derecha, probetas de caracterización mecánica fabricadas con el material OIMO + corcho.

Figura 6. A la izquierda, probetas para la caracterización térmica del material OIMO. A la derecha, probetas para la caracterización térmica del material OIMO + corcho.
Competir con el plástico

El nuevo biomaterial presenta propiedades físicas similares al corcho, como la baja conductividad térmica, y mantiene la biodegradabilidad natural del polímero. Por otra parte, la incorporación de corcho en la formulación ha permitido obtener un compound para impresión 3D con propiedades mecánicas superiores al polímero sin corcho.

Por tanto, las propiedades mejoradas de este nuevo biomaterial pueden aportar mucha versatilidad en cuanto a las tecnologías de impresión 3D y competir directamente con otros productos en base plástico que tienen un mayor impacto ambiental.

Durante los próximos meses el consorcio decidirá cómo dar continuidad al proyecto. Principalmente, los siguientes pasos se basarán en buscar aplicaciones del nuevo biomaterial relacionadas con el aislamiento térmico y la optimización de la formulación del compound para utilizarlo en otros procesos, como la inyección.