CELLECOPROD: Transformació de materials cel·lulòsics en bioproductes avançats i ecològics
CULTISENSOR: Maquinària agrícola sensoritzada per mapar les condicions físiques del terreny
abril 29, 2024
SASACI: Un sistema d’assistència intel·ligent per al sector de l’arquitectura i la construcció
abril 17, 202422/04/2024
El grup de recerca d'Enginyeria Paperera (CELBIOTECH) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) participa en un projecte per desenvolupar materials biodegradables a partir de cel·lulosa i transformar-los en bioproductes avançats i ecològics.
L'objectiu principal del projecte és utilitzar un recurs natural i abundant, com és la cel·lulosa, i modificar-la de manera sostenible per crear bioproductes avançats que siguin biodegradables, potenciant la bioeconomia i l'economia circular. La funció d'aquests bioproductes serà la de poder resoldre problemes actuals d'interès social, econòmic, industrial i ambiental relacionats amb l'embalatge, la qualitat de l'aigua i de l'aire i la detecció precoç de situacions crítiques de salut.
En el marc del projecte CELLECOPROD, s'aprofitarà la versatilitat estructural de la cel·lulosa per a modificar-la física, química i enzimàticament, i desenvolupar així aquests bioproductes avançats. Es treballarà amb la cel·lulosa tant a escala macro com nano, i s'utilitzarà tant individualment com combinada amb altres biopolímers per aconseguir les propietats desitjades, segons la seva aplicació final, tenint en compte el concepte d'ecodisseny.
Els nous materials tindran tres aplicacions principals:
- Per a aplicacions en biopackaging, els biomaterials desenvolupats tindran la capacitat de protegir el producte en l'interior de l'envàs tant dels agents externs com dels impactes que pugui sofrir. D'una banda, s'aconseguiran estructures laminars basades en cel·lulosa amb bones propietats físic-mecàniques i òptiques, i elevades propietats per a actuar com a barrera enfront de diferents gasos i líquids. D'altra banda, es construiran estructures tridimensionals com aerogels, capaços d'absorbir l'energia resultant de possibles impactes produïts durant el transport de l'envàs.
- En els biomaterials creats per millorar la qualitat de l'aigua o de l'aire, la cel·lulosa es modificarà amb diferents tractaments oxidatius o enzimàtics i es funcionalitzarà amb diversos biopolímers per aconseguir estructures cel·lulòsiques capaces d'eliminar eficientment els contaminants, mitjançant un procés de filtració (utilitzant membranes) o adsorció (utilitzant hidrogels i aerogels).
- Finalment, es desenvoluparan biosensors utilitzant estratègies d'immobilització de biocomponents, per a crear dispositius de monitoratge continu amb la finalitat de detectar de manera senzilla situacions crítiques de salut.
El desenvolupament de nous biomaterials i productes ecològics procedents de recursos naturals com la biomassa vegetal (on la cel·lulosa és el component majoritari), farà que aquests siguin biodegradables. Per tant, es contribuirà a disminuir la gran quantitat de residus no biodegradables que actualment es generen amb els productes derivats del petroli (plàstics), els quals suposen un gran impacte mediambiental. A més, amb l'aplicació del concepte d'ecodisseny es preveu fins i tot minimitzar la quantitat de matèria primera utilitzada per a les aplicacions on s'utilitzarien aquests nous biomaterials cel·lulòsics.
El principal valor afegit del projecte és trobar diferents maneres de transformar la cel·lulosa en nous productes ecològics que tinguin diferents capacitats i funcionalitats segons el destí final de la seva aplicació, podent arribar a substituir altres materials no biodegradables i nocius per al medi ambient.
Pressupost i finançament
El projecte està dotat d'un pressupost total de 118.580 €, finançat a través del Pla Estatal de Recerca Científica i Tècnica i d'Innovació 2017-2020 (Agència Estatal de Recerca). Té una durada de 4 anys (2021-2025).
Projectes Relacionats
- El Centre de Desenvolupament Tecnològic de Sistemes d'Adquisició Remota i Tractament de la Informació (SARTI) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) ha participat en GIRASOL II, un projecte que té com a objectiu el desenvolupament d'un bessó digital per a plantes fotovoltaiques mitjançant l'aplicació de tecnologia IoT, tècniques d'intel·ligència artificial i interfícies home/màquina immersius. Aquesta tecnologia avançada permet conèixer millor el funcionament i el rendiment individual de cada component de la planta (panells i onduladors), inferir el comportament del model físic (la planta), anticipar avaries o degradació o fer una estimació de l'energia generada en funció de la previsió de radiació solar, respectant la privadesa i integritat de les persones involucrades. D’aquesta manera, el projecte s’ha enfocat a optimitzar el funcionament i l'operativitat de les plantes fotovoltaiques i a facilitar-ne la integració en el sistema elèctric.
- La Unitat de Mecanització Agrària (UMA) de la UPC ha participat en el projecte CULTISENSOR, l'objectiu principal del qual ha estat el disseny, la fabricació i la validació d'un prototip de subsolador per a la descompactació del sòl, completament sensoritzat, que permeti el mapatge i interpretació de les condicions físiques del mateix mentre es duen a terme les activitats de treball en el camp. El prototip desenvolupat compta amb una plataforma de captura de dades que centralitza la informació recollida en el camp i permet organitzar la traçabilitat de les operacions.
- El Centre de Desenvolupament de Sensors, Instrumentació i Sistemes (CD6) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) participa en el desenvolupament d’un dispositiu d’assistència intel·ligent que, combinant BIM amb les tecnologies de realitat augmentada i realitat virtual, proporciona ajuda en cada etapa del cicle de vida en el sector de la construcció.
- El projecte LENA neix amb l'objectiu de crear algorismes d'aprenentatge continu en el camp de la intel·ligència artificial (IA) que, alhora, siguin robustos i flexibles. Aquest projecte està liderat pel Mobile Robotics and Artificial Intelligence Group (RAIG) des de l’Institut de Robòtica Industrial (IRI, CSIC-UPC) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC). LENA pretén desenvolupar tècniques innovadores que permetin superar les limitacions actuals dels algorismes d'IA, que una vegada entrenats, solen mostrar una certa rigidesa davant de noves situacions no previstes.
