Del papel a la maquinaria: biolubricantes ‘a medida’ para reducir el desgaste industrial

Durante siglos, el aceite fue una solución sencilla a un problema universal: evitar que las piezas se desgastaran. Desde los carros de la Antigua Roma hasta los primeros telares industriales, bastaba con añadir una capa de grasa para que el movimiento fuera más suave y alargar la longevidad de las máquinas. En la actualidad, ese mismo principio sigue vigente, aunque los materiales y las exigencias -cada vez mayores- han cambiado por completo.

En ese contexto, un equipo de investigación del grupo ‘Ingeniería de Fluidos Complejos’ de la Universidad de Huelva ha desarrollado biolubricantes a partir de lignina, un subproducto de la industria papelera. Mediante la modificación de sus propiedades químicas, han logrado integrarlos en aceites vegetales y ajustar su viscosidad, desde fluidos ligeros hasta grasas semisólida, según el uso que se le de en maquinaria industrial.

Biolubricantes líquidos y semisólidos formulados con lignina modificada y aceite de ricino.

La lignina es un componente natural de las plantas que aporta rigidez a sus tejidos. Se trata, además, de un subproducto generado en grandes cantidades en la industria papelera difícil de aprovechar. El reto consiste en adaptarla para que pueda integrarse en otros materiales.

Uno de los principales avances propuestos reside en la metodología empleada. En concreto, en una reacción química denominada sililación, que cambia la afinidad de la lignina: pasa de mezclarse con agua a hacerlo con aceites. Así, este material, que de forma natural no se disuelve en ellos, adquiere nuevas propiedades que permiten emplearlo como aditivo en lubricantes y cambiar su viscosidad.

De residuo a materia útil

El proceso funciona de forma similar a cuando se espesa una salsa en cocina: al añadir un ingrediente adecuado, la mezcla cambia de consistencia. En este caso, el control es más preciso y permite diseñar materiales con propiedades específicas.

El sistema desarrollado abre la puerta a fabricar lubricantes con características adaptadas a cada uso:

• Lubricantes líquidos para sistemas mecánicos que requieren fluidez.
• Grasas semisólidas para rodamientos o engranajes que necesitan mayor consistencia.
• Reducción del desgaste en piezas mecánicas.

Este avance permite obtener espesantes líquidos o grasas semisólidas, según la aplicación, y mejorar su comportamiento en maquinaria como engranajes, motores o rodamientos.

Los ensayos realizados en laboratorio muestran que estos biolubricantes forman una capa protectora sobre las superficies, lo que reduce el deterioro de los componentes y mejora su rendimiento frente a la fricción.

De líquido a gel en horas

Uno de los aspectos más destacados del trabajo es la capacidad de controlar la viscosidad del producto. A partir de una misma sustancia, los investigadores pueden obtener lubricantes y grasas con comportamientos distintos. En concreto, en las primeras horas tras la mezcla con aceite de ricino, el material se mantiene en estado líquido. Sin embargo, a medida que avanza el proceso, adquiere una estructura más densa, similar a un gel, adecuada para grasas biolubricantes.

Este cambio no depende solo de la modificación química; también de la transformación física de la lignina. Sus partículas se vuelven más pequeñas y cambian de forma, lo que facilita que se conecten entre sí y retengan el aceite, generando una red más estable. “Así, una misma muestra, empleada como aditivo en aceite, puede generar un lubricante líquido o una grasa semisólida, en función del grado de modificación”, explica el investigador de la Universidad de Huelva José Enrique Martín Alfonso.

José María Franco Gómez, Manuel Trejo Cáceres y José Enrique Martín Alfonso, autores del artículo (de izquierda a derecha).

A diferencia de otros enfoques, esta propuesta permite ajustar con precisión las propiedades del lubricante en función de su uso final. Esto facilita el diseño de materiales específicos para distintas aplicaciones industriales.

Además, la reducción en la cantidad de aditivo necesaria supone una ventaja tanto técnica como económica, y contribuye a disminuir la dependencia de productos derivados del petróleo.

Un enfoque ‘a medida’

El desarrollo de estos biolubricantes se enmarca en la búsqueda de alternativas más sostenibles para la industria. Aprovechar un residuo como la lignina no solo reduce el impacto ambiental, sino que añade valor a un material que ya se genera en grandes cantidades.

El equipo de grupo Pro2tecs trabaja ahora en nuevas líneas de investigación, como la obtención de nanomateriales mediante técnicas de electrohilado, con el objetivo de reducir la cantidad de aditivo necesaria, seguir mejorando la eficiencia y adaptar estos materiales a nuevas aplicaciones.

Los ensayos en laboratorio con este material abren la puerta al diseño de espesantes ‘a medida’.

Al final, el principio sigue siendo el mismo que movía aquellas máquinas primitivas: reducir el desgaste para que todo funcione mejor. La diferencia es que ahora, incluso un residuo puede formar parte de la solución.

Más información: Diseñan biolubricantes ‘a medida’ para maquinaria industrial a partir de un residuo de la industria papelera