Con tarullas crean filamentos para impresión 3D

Natalia Karina Machado Puello, estudiante de sexto semestre de Ingeniería Mecatrónica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede de La Paz, explica que aunque los filamentos se encuentran en el mercado, para fabricarlos por lo general se usa grafito y grafeno, que son compuestos muy costosos, mientras que al elaborarlos a partir de un vegetal podría reducir su precio de manera notable.

“Con esta iniciativa buscamos hallar otro uso para la tarulla, que es un planta invasora, uno que permita aprovechar el potencial carbonífero del Cesar y potenciar la economía circular dentro de la región. Nosotros podríamos fabricar desde el material hasta el dispositivo final”, sustenta.

El carbón vegetal se obtiene de quemar el buchón de agua o tarulla, y macerar el resultado de ese proceso de combustión. El material pasa por un proceso de extrusión en caliente, donde se funde a ciertas temperaturas y luego llega a un contenedor con agua que actúa como refrigerante.

El proyecto consiste en fabricar filamentos de ácido poliláctico (PLA), un termoplástico biodegradable rápido y económico pero de baja resistencia y durabilidad, reforzados con alótropos del carbono, en un proceso mediante el cual se sintetiza el material de refuerzo y se mezcla, permitiendo la formación de películas plásticas que van a ser peletizadas.

Después, mediante extrusión en caliente (proceso que utiliza la gran maleabilidad de los materiales previamente calentados para formarlo), se obtiene un filamento apto para impresión 3D a través de deposición de filamento fundido (FDM), y por último se busca validar las características del material con pruebas de laboratorio.

Es importante tener en cuenta que se usa carbón porque es un material con adecuadas propiedades eléctricas, mecánicas y térmicas.

“En la actualidad hay un gran interés en matrices poliméricas reforzadas por alótropos del carbón. Estos filamentos están en nichos muy específicos de aplicaciones debido a su alto costo de producción, pero su versatilidad y mejora en propiedades de conducción eléctricas, térmicas, mecánicas y químicas fomentan su investigación”, anota la joven investigadora.

Al respecto, el profesor Alex Arbey Lopera Sepúlveda, líder del Semillero de Investigación Protopaz 3D, de la UNAL Sede de La Paz, destaca que “dentro de los logros del Semillero está afianzar una infraestructura inicial para la enseñanza de las tecnologías de la industria 4.0 –como la manufactura aditiva–, y la iniciación científica en impresión 3D y en ciencias de los materiales, acciones tan importantes que nos ha permitido participar en eventos científicos e internacionales”.

Se trata de proyectos importantes porque son la puerta para la iniciación científica, en la cual los estudiantes adquieren las herramientas y los principios básicos de la investigación aplicada.

Mediante su modelo pedagógico basado en los laboratorios de aprendizaje orientados a la investigación, creación e innovación, la UNAL Sede de La Paz ha sumado a sus proyecciones el acceso de toda la comunidad académica a herramientas propias de la industria 4.0, entre las cuales se destaca toda la infraestructura relacionada con el prototipado rápido como la impresión 3D, el modelo computacional y las tecnologías sustractivas, entre otros aspectos que permean todos los programas ofrecidos hoy en la Sede.