Volkswagen: imitación de cuero con piel de plata de café como material de relleno

El uso de materiales orgánicos no es desconocido en la industria del automóvil. Los bioplásticos a base de soja, caña de azúcar, celulosa y otros materiales orgánicos pueden encontrarse ya en muchos modelos de los principales fabricantes, ya sea Toyata, Lexus, KIA, Jeep, Volkswagen y otros.

En 2019, el fabricante de automóviles Ford anunció que se había asociado con la Universidad de Guelph y Competitive Green Technologies, ambas en Ontario (Canadá), para desarrollar unas carcasas de faros bioplásticas para el Lincoln Continental, utilizando por primera vez piel plateada de café. El pellejo de plata procede de un tostadero de McDonald's, mientras que las carcasas de los faros son moldeadas por Sistemas de iluminación Varroc en la cercana Plymouth Michigan.

En un proyecto de cooperación entre Vowalon GmbH y la Cátedra de Tecnologías Textiles de la Universidad Técnica de Chemnitz, Grupo Volkswagen Innovación ha desarrollado un cuero artificial de PVC cuya estructura está compuesta en un 51% por materias primas renovables. Piel de plata de la Heimbs tostadero de café de Braunschweig (Alemania) desempeña un papel importante.

Fig. 1: Durante el tostado del café verde, la piel de plata protectora se desprende del grano, se separa y queda como material de desecho completamente seco. Las partículas de piel de plata molidas se utilizan como relleno para formulaciones de PVC. © Volkswagen AG

Fig. 2: La estructura de 3 capas seleccionada se implementó primero a escala de laboratorio y después en las líneas de recubrimiento a gran escala de Vowalon GmbH mediante el proceso de recubrimiento por transferencia. © Volkswagen AG. Nota: 5 - Barniz, 4 - Capa superior, 3 - Capa de espuma, 2 - Capa adhesiva, 1 - Soporte textil Tencel-Refibra

Entre otras cosas, se utilizó piel de plata finamente molida, que es un material de desecho del tostado del café, como relleno dentro de la formulación del PVC.

Los estudios sobre conceptos de vehículos futuros indican que, impulsado por tecnologías como la conducción autónoma, el interior del vehículo está experimentando una transformación hacia una interfaz más hogareña y funcionalmente interconectada entre el vehículo y sus ocupantes. Paralelamente, el deseo de una movilidad sostenible está impulsando igualmente el desarrollo de conceptos de materiales más respetuosos con el medio ambiente. Debido a su tangibilidad y contacto directo, la tapicería y los materiales de tapizado del interior del vehículo están en el punto de mira de los ocupantes, así como de los fabricantes y proveedores de automoción.

Dado que la piel artificial de cloruro de polivinilo (PVC) o poliuretano (PU) constituye una gran proporción de los materiales de tapicería utilizados en el interior, existe aquí un importante potencial para el desarrollo de materiales innovadores basados en aspectos ecológicos. La integración de componentes fabricados a partir de materias primas renovables dentro de estructuras de cuero artificial convencionales y probadas representa un primer paso en el desarrollo de este potencial.

Para realizar una estructura de piel sintética con la mayor proporción posible de materias primas renovables (y poder utilizar procesos de producción a gran escala establecidos, las secuencias de proceso asociadas y los valores empíricos), se seleccionó una estructura de piel sintética de espuma de PVC convencional, ya que puede producirse mediante el proceso de recubrimiento por transferencia.

Selección de posibles rellenos

Para sustituir y minimizar así la proporción de materias primas no renovables, se identificaron tres elementos de la estructura general: El textil portador de PET, la formulación sintética del plastificante y el relleno de carbonato cálcico dentro del plastisol de PVC.

Como posibles rellenos para formulaciones de PVC, se estudiaron con más detalle tres residuos/productos derivados de la agricultura en cuanto a su disponibilidad, procesamiento y usos alternativos:

- Cascarilla de café: Parte de la cáscara del grano de café, residuo del proceso de tostado.

- Treber/pomace: residuos del macerado de la producción de cerveza, vino o whisky.

- Pulpa de remolacha azucarera: residuo de la extracción de azúcar.

Dado que los granos usados y la pulpa de remolacha azucarera tienen un contenido residual de nutrientes incluso después del proceso de elaboración de cerveza o de extracción de azúcar, suelen utilizarse como pienso animal o fermentarse en plantas de biogás, por lo que no se consideran materiales de desecho, sino subproductos. Debido a su alto contenido residual de humedad, estos materiales también tendrían que someterse a un secado de alto consumo energético para poder ser utilizados como cargas en plásticos.

Por el contrario, la piel plateada del café representa un material de desecho completo en la producción de café. Durante el tueste del café verde, esta piel plateada protectora se desprende del grano, se separa de él y queda como material de desecho completamente seco.

Tejido con materias primas sostenibles

Además de las partículas de cuero de plata molidas como relleno, se añadió al PVC-Plastisole una formulación elaborada a partir de materias primas biológicas, en lugar del plastificante sintético. El soporte textil era un tejido de punto fabricado con hilo Tencel-Refibra, del que aproximadamente un tercio se produce a partir de residuos industriales de algodón y textiles usados y dos tercios a partir de pulpa de madera mediante el proceso Lyocell.

La estructura de 3 capas seleccionada se aplicó primero a escala de laboratorio y después en las líneas de revestimiento a gran escala de Vowalon GmbH mediante el proceso de revestimiento por transferencia (véase la Fig. 2). La capa superior forma una capa superficial compacta y elástica, mientras que la capa de espuma garantiza que la estructura global tenga un volumen definido y flexibilidad gracias a la expansión adicional. El revestimiento adhesivo genera una unión entre estas dos capas y el sustrato textil. Por último, el material se repuja con una estructura superficial ajustable y se sella con un revestimiento.

Mediante la combinación de los elementos individuales descritos anteriormente, fue posible crear una estructura de cuero sintético que, con una cuota total del 51%, está compuesta en gran parte por materias primas renovables. Además de la importante reducción asociada de componentes petroquímicos, también se consiguieron propiedades del material que permiten una comparación directa con el cuero artificial convencional de espuma de PVC.

Nota .

Excepto los dos primeros párrafos, este post es una traducción ligeramente modificada del artículo "Kunstleder mit Kaffeeschalenfüllstoff" ("Imitación de cuero con piel de plata de café como material de relleno"), publicado por Volkswagen AG; Autor: Lars Lewerdomski, COI Sustainability Solutions Bio-Materials and Polymers, Volkswagen AG. Publicado en: Textile Network, 2021.10.29.

Posdata:

La comunicación con el autor del artículo original fue sumamente agradable y sencilla. Lamentablemente, el Sr. Lewerdomski no pudo responder a preguntas como los porcentajes respectivos de los tres materiales orgánicos (en particular, por supuesto, el porcentaje de piel de plata), la cantidad de piel de plata por asiento de automóvil, si la piel de plata se transforma en bioplástico, si la piel artificial ya se está produciendo o cuándo se producirá, para qué modelos está destinada, si el uso de los materiales orgánicos supone un ahorro notable de costes de producción, etc. Para responder a todas estas preguntas habría que pasar por el proceso interno de aprobación, lo que podría llevar tiempo. Por lo tanto, prefiero mantener los ojos y los oídos abiertos y esperar a nuevas publicaciones y anuncios de Volkswagen AG o Volkswagen Group Innovation.

Sin embargo, una cosa está clara: el "Bio Lab" de Volkswagen se fundó hace sólo unos años. En un reportaje de la cadena alemana Zweitem Deutschen Fernsehen, Martina Gottschling, ingeniera de Volkswagen Group Innovation que investiga materiales innovadores para Volkswagen, añadió lo siguiente al comentario de que la piel sintética aún no es biodegradable: "La piel sintéticade café es un primer paso en el camino. Nos esforzamos ... por hacer que una solución actual sea más ecológica. Es decir, nos estamos centrando realmente en nuevos materiales". El comentarista concluye señalando la decisión de pasar a la siguiente fase de desarrollo del prototipo con la piel sintética de café.