El coronavirus nos ha dejado nuevas costumbres sociales, una mayor conciencia de la higiene y la salud, y montañas de basura. Las mascarillas quirúrgicas que se siguen utilizando en España para frenar la circulación del virus se han convertido en un gran problema de contaminación. Qué hacer con ellas es una pregunta compleja para la que la Universidad de Bristol tiene una respuesta: convertirlas en material de impresión 3D. 

Si la mitad de la población en España usa una nueva mascarilla quirúrgica a diario (como recomienda el código sanitario), el resultado son 705 millones de mascarillas desechadas en la basura cada mes. De estas, muchas acaban en el mar, por las calles o en el campo contaminando con sus componentes plásticos que tardan años en degradarse.

Como solución a este aumento de los desechos, la Universidad de Bristol ha presentado un proyecto en el que se está estudiando la posibilidad de transformar los componentes de estas mascarillas en filamento para las impresoras 3D. Una iniciativa que se enmarca dentro de una tendencia global por hacer más sostenible el mundo de la impresión 3D.

"Ahora mismo, por ejemplo, en España se está trabajando con botellas de PETG o polipropileno", explica a EL ESPAÑOL-Omicrono, Begoña Hernández, directora comercial de la empresa Abax de impresión 3D, quien valora positivamente el proyecto de Bristol y otras iniciativas sostenibles. "En este ámbito hay una importante oportunidad de negocio que además sería beneficiosa para el planeta".

De mascarillas a maquetas

Según un estudio de Environmental Advances, una sola mascarilla puede liberar hasta 173.000 microfibras al día en los mares. Estas protecciones que usamos a diario, como las toallitas húmedas y los guantes contienen múltiples fibras plásticas como el polipropileno que permanecen en la naturaleza durante décadas haciéndose cada vez más pequeñas.

Para poner a prueba su proyecto y demostrar que estas protecciones tienen una salida más sostenible, el equipo de investigación en Bristol ha utilizado un kilo de mascarillas defectuosas (tenían las asas rotas) que un fabricante británico les ha cedido para realizar las primeras pruebas. El proceso de transformación comienza eliminando las asas y varillas para la nariz de forma manual (este paso es difícil de automatizar).

Después se calientan las mascarillas y se presionan con una plancha y papel antiadherente para convertirlas en una hoja dura. De esta forma, el material es más fácil de manejar y se evita que obstruya la máquina donde se realiza el proceso de esmerilado. Las láminas resultantes se trituran en una licuadora para obtener unos finos gránulos de polipropileno azul con el que están fabricadas las mascarillas.

En un tercer paso, esos granos de color azul acaban en la máquina (una trefiladora) que los convierte en filamentos. Durante el primero y tercer paso, las mascarillas se han sometido a altas temperaturas, que los investigadores consideran suficiente para matar las posibles bacterias de COVID-19 y desinfectar el material. Aún así, las que ellos han utilizado en el proyecto no habían sido usadas previamente.

Para convertir el material de las mascarillas en el filamento necesario para una impresora 3D, los investigadores dieron con Filastruder, un producto de código abierto y que está en constante evolución gracias a la comunidad de usuarios que comparten sus diseños y configuraciones. En este caso, el equipo ha optado por montar la máquina de forma vertical e imprimir una tolva para trabajar en esta posición.

La boquilla llega a alcanzar los 170ºC y los granos azules que pasan por ella se convierten en un filamento de 1,5 mm de diámetro. El estándar es de 1,75 mm, pero ya están trabajando para refinar el proceso y conseguir el grosor adecuado.

El filamento que se acaba enrollando alcanza los 7 metros de longitud. La pieza de material que se puede ver en las imágenes cedidas por la Universidad de Bristol es el resultado de transformar en filamento menos del polipropileno que forma una mascarilla entera.

Una vez conseguido este resultado, el equipo de investigadores se plantea nuevos retos como la posibilidad de procesar materiales mixtos tratando la mascarilla con las asas en el mismo proceso. También se cuestionan si el trabajo se puede automatizar a gran escala o si las universidades serían capaces de crear su propia economía circular y supervisar la distribución, recolección y reciclaje de los EPI. 

Impresión 3D sostenible

Proyectos como el de la Universidad de Bristol se pueden encontrar también en España. La empresa Abax colabora con la Universidad Politécnica de Madrid en la iniciativa Circularízate que desde 2019 persigue convertir la ETSII (Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales) en una institución de cero residuos.

Circularízate consta de varias áreas entre las que se incluye el reciclaje de materiales plásticos utilizados en el centro y por otras empresas como Abax. "Las piezas que salen malas, se las mandamos y ellos las reutilizan" explica Begoña Hernández. Además, los investigadores obtienen el PET (Tereftalato de polietileno), uno de los filamentos más usados, de la recogida de botellas de agua y otras bebidas, así como de los tapones que son de PEAD y también se procesan.

Todos estos plásticos siguen el mismo procedimiento: se lavan, se separan por colores, después se muelen y secan para extraer los restos de humedad, y se extruyen en nuevos filamentos de 1,75 mm que presentan unas características mecánicas similares al del material virgen.

Hernández explica que estos proyectos están aún en una fase experimental. "Todo esto no está ocurriendo a nivel industrial masivo, sino que es una tecnología que está en los albores, a nivel de universidades, de centros tecnológicos. Cuando la impresión 3D también haya crecido como estamos viendo que lo hará (el último año este sector ha crecido en un 61%) se verán grandes centros industriales que trabajen con esta tecnología".

"La impresión 3D vuelve a ser ganadora en fabricar justo lo necesario en el momento en que es requerido, lo que convierte a la impresión 3D en ecológica" defiende Abax Innovation Technologies. Entre las ventajas que aporta este método de fabricación para el medioambiente está que en la fabricación aditiva apenas existen desechos, durante el diseño se calcula el uso de filamento necesario, sin sobrantes. Por otro lado, la fabricación aditiva tiene la ventaja de ser más directa y no contribuye a la generación de emisiones al no utilizar otras sustancias o aditivos dañinos.

Estas cualidades se podrían sumar al reciclaje de elementos plásticos en la sociedad para suministrar los materiales necesarios en la impresión 3D. "Se necesitan empresas que se dediquen a reciclar piezas en 3D en desuso u otros elementos de los que sacar nuevos filamentos, aquí hay una oportunidad de negocio considerable", afirma Hernández. Por el momento, son las universidades quienes están dando los primeros pasos. 

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