Reología, innovación y colaboración regional: impulsando el futuro de los bioplásticos y los materiales reciclados

Abordar los retos de la sostenibilidad a través de la ciencia de los materiales

En un panorama industrial y normativo en rápida evolución, un profundo conocimiento de los materiales poliméricos se ha convertido en un motor clave de la innovación. A medida que las industrias se esfuerzan por alcanzar ambiciosos objetivos de sostenibilidad, circularidad y rendimiento, la caracterización avanzada de materiales desempeña un papel cada vez más estratégico.

Con este objetivo en mente, Green Business and Consulting Company,, una empresa dedicada al desarrollo de soluciones eco-responsables, entre las que se incluyen biomateriales y bioplásticos (de origen biológico y/o biodegradables), así como plásticos reciclados, ha puesto en marcha una colaboración técnica y científica única en la región francesa de Auvernia-Ródano-Alpes.

Esta iniciativa reúne a cuatro socios cuya experiencia complementaria crea un potente ecosistema de innovación:

• Green Business and Consulting Company, especialista en bioplásticos y en su desarrollo, con una sólida experiencia en ecodiseño y análisis del ciclo de vida (ACV)
• El Instituto Técnico Jean Zay (en Thiers), un reconocido centro de excelencia en la enseñanza y la formación técnica sobre el procesamiento de plásticos;
• el INP de Clermont-Auvergne, un instituto de ingeniería puntero que combina la investigación de primer nivel con la transferencia de innovación industrial;
• NETZSCH, líder mundial en tecnologías avanzadas de ensayos reológicos.

Unidos por una especialidad común: la reología

En el núcleo de esta colaboración se encuentra la reología, la ciencia que estudia el flujo y la deformación de los materiales. La reología constituye el vínculo esencial entre la investigación académica y la aplicación industrial, ya que aporta conocimientos fundamentales sobre el comportamiento de los sistemas poliméricos complejos.

Esta experiencia resulta especialmente importante para materiales emergentes como los bioplásticos y los polímeros reciclados, cuyas propiedades físicas y químicas pueden variar significativamente en función de su composición, microestructura y condiciones de procesamiento.

La importancia de la caracterización avanzada se ve amplificada aún más por los próximos requisitos del Reglamento europeo sobre envases y residuos de envases (PPWR), que entró en vigor en agosto de 2026 e introduce obligaciones más estrictas en cuanto al uso de materiales reciclados y sostenibles en los envases en los próximos años.

Para hacer frente a estos retos, los socios han aunado sus fortalezas en materia de educación, investigación, innovación en materiales y metrología, creando una plataforma colaborativa capaz de acelerar el desarrollo de polímeros sostenibles de próxima generación.

Instrumentación avanzada: impulsando el conocimiento y el rendimiento

NETZSCH Reómetro rotacional Kinexus Prime Pro+

La experiencia científica en reometría rotacional, impulsada por el personal investigador del grupo de investigación GePEB del Institut Pascal, se aprovecha a través de la plataforma de transferencia tecnológica Gen’Mat de Polytech Clermont (INP de Clermont-Auvergne), dirigida por Fabrice Audonnet. Adquiridos gracias al programa de financiación «AMI CMA» (Académie des Mobilités) para apoyar la formación en ingeniería, estos instrumentos se utilizan para la caracterización avanzada de materiales, al servicio tanto de la formación de los estudiantes de ingeniería del CA INP como de la investigación académica.

Equipado con un horno HTC Prime, el reómetro rotacional Kinexus Prime Pro+ deNETZSCH ofrece información fundamental sobre la estructura y el comportamiento de los materiales en condiciones de bajo cizallamiento. El sistema permite medir con precisión propiedades críticas como:

• Viscosidad dinámica;
• Módulos viscoelásticos;
• Transiciones físicas, incluyendo el comportamiento de flujo y la elasticidad.

Como herramienta consolidada para el análisis reológico, contribuye a la comprensión y el desarrollo de formulaciones poliméricas avanzadas (véase la figura 1 sobre las propiedades con el envejecimiento).

NETZSCH Reómetro capilar Rosand RH7: un gran avance tecnológico

La adquisición del reómetro capilar Rosand RH7 de NETZSCH (véase la figura 2), con el apoyo técnico de Frédéric Fraisse, supone un importante paso adelante para reproducir condiciones reales de procesamiento industrial, como la extrusión y el moldeo por inyección.

El instrumento permite caracterizar propiedades clave del estado fundido, entre las que se incluyen:

• la viscosidad de cizallamiento y extensional en condiciones de alta presión;
• Comportamiento elástico y perfiles de flujo en un amplio rango de velocidades de cizallamiento (véase la figura 3);
• Propiedades pVT (presión-volumen-temperatura), esenciales para modelar la compresibilidad y la expansión térmica del material.

Estas mediciones proporcionan datos de gran precisión para la simulación de procesos, el diseño de herramientas y la fabricación de piezas, lo que, en última instancia, mejora la calidad del producto y reduce el tiempo de desarrollo.

Tecnologías complementarias que permiten una comprensión exhaustiva de los materiales

La combinación de la reometría rotacional y capilar ofrece una capacidad analítica amplia y complementaria.

La reometría rotacional resulta especialmente valiosa para estudiar la respuesta de los materiales a bajas velocidades de deformación y determinar sus propiedades viscoelásticas.

La reometría capilar, por el contrario, proporciona información fundamental en las exigentes condiciones que se dan durante el procesamiento industrial, donde los materiales se ven expuestos a altas velocidades de cizallamiento y temperaturas elevadas.

En conjunto, estas tecnologías permiten una caracterización reológica exhaustiva al vincular propiedades fundamentales de los materiales —como la viscosidad, la elasticidad y las transiciones de estado sólido a líquido— con parámetros clave del proceso, entre los que se incluyen la presión, la temperatura, el volumen y la velocidad de flujo.
En el caso de materiales complejos, como los biopolímeros y las mezclas recicladas, cuyas propiedades pueden variar significativamente, este enfoque integrado ofrece una importante ventaja científica. Facilita la optimización de las formulaciones, mejora la previsibilidad de los procesos y favorece la transferencia exitosa de innovaciones desde el desarrollo en laboratorio a la producción industrial a esc large.

Desarrollo de competencias y fomento de la transferencia de conocimientos

Uno de los pilares fundamentales de esta colaboración es el intercambio mutuo de conocimientos especializados.
NETZSCH ofrece formación práctica avanzada al personal académico y de investigación tanto del Institut Pascal como del INP de Clermont Auvergne, así como a los equipos técnicos de Green Business and Consulting Company. El desarrollo de estas competencias es esencial para aprovechar al máximo la capacidad analítica del Rosand RH7 y generar datos de alta calidad para el desarrollo de futuras generaciones de polímeros sostenibles.

Al mismo tiempo, el Instituto Técnico Jean Zay, bajo la dirección de David Bonnet, ha realizado una importante contribución a través de sus programas de transformación de plásticos y sus instalaciones técnicas, especialmente en el marco del programa BTS de EuroPlastics & Composites.

El centro diseñó y fabricó un molde de flujo en espiral (véase la figura 4), que se instalará en una máquina de moldeo por inyección eléctrica ENGEL de 60 toneladas. Esta herramienta educativa y científica permitirá a los estudiantes e investigadores visualizar la relación directa entre la reología de los materiales y el rendimiento del procesamiento industrial.

Su integración en los talleres prácticos refuerza el vínculo entre el aprendizaje académico y la realidad industrial, al tiempo que anima a los futuros técnicos a interesarse por los materiales sostenibles y la innovación tecnológica.

Un modelo de excelencia regional

Esta colaboración ilustra a la perfección un modelo de innovación integral que abarca toda la cadena de valor, desde la investigación fundamental hasta la aplicación industrial, con el respaldo de una formación técnica de alto nivel.

Al aunar las capacidades de investigación del INP de Clermont-Auvergne, la experiencia educativa del Instituto Técnico Jean Zay, las tecnologías de vanguardia de NETZSCH, y la estrategia de innovación orientada al mercado de Green Business and Consulting Company, la región de Auvernia-Ródano-Alpes se está consolidando como un referente de cooperación regional exitosa.

Juntos, estos socios están contribuyendo a dar forma al futuro del procesamiento de plásticos: más circular, más técnico y más sostenible.

Gracias por esta fructífera colaboración

Nos gustaría expresar nuestro más sincero agradecimiento a Laurent Massacrier, de Green Business and Consulting Company; a Fabrice Audonnet, del grupo de investigación GePEB del Instituto Pascal y de la plataforma Gen’Mat (Polytech Clermont, INP de Clermont-Auvergne), a David Bonnet, del Instituto Técnico Jean Zay, así como a todas las personas que han participado en esta colaboración por su confianza, su experiencia y su compromiso.

Nos complace formar parte de esta sólida colaboración regional y esperamos ver cómo la experiencia combinada en reología, desarrollo de materiales, investigación y educación seguirá contribuyendo al desarrollo de soluciones poliméricas más sostenibles.