Manímero es un material compuesto a base de tegumento de maní, desarrollado para un trabajo final de Diseño Industrial de la Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño de la Universidad Nacional de Córdoba.
En la búsqueda de un material sustentable y competitivo, se analizó la problemática del tegumento de maní en la provincia de Córdoba.
El tegumento es la piel que recubre el grano, subproducto del proceso de blancheado o pelado del maní sin valor comercial alguno y que es considerado un desecho. Sólo el 10% es aprovechado para su uso como pigmento, antioxidante, alimento de ganado y combustible de calderas, el resto se desecha.
El tegumento es una fibra de bajo peso específico, de forma escamosa, color rojizo o marrón claro, suave y fina al tacto, con un alto poder antioxidante y antimicrobiano. (foto 1)
En una región de aproximadamente 130 km de extensión, en el sureste de la provincia, se encuentra el 94% de la producción de maní del país, lo que significa una ventaja sustancial en lo que respecta a logística y transporte.
La industria manisera en Argentina se incluye dentro de las seis megacadenas de cultivos industriales, siendo el principal proveedor de maní de alta calidad del mundo, y resultando una de las economías regionales más fuertes de la provincia con un PBI manisero de 582 millones de dólares en 2010.
La industria del maní en la provincia de Córdoba produce aproximadamente 10 mil toneladas anuales de tegumento de maní, lo que significa un gran volumen de alta volatilidad y de fácil descomposición.
Por otro lado, se analizó la creciente demanda de materia prima para el desarrollo de bienes de consumo, específicamente la demanda de materiales plásticos. El consumo de plásticos a nivel mundial es de 250 millones de toneladas por año, mientras que en Argentina el consumo es de 41 kilogramos anuales per cápita. Los objetos de uso doméstico y mobiliario constituyen el quinto sector de mayor consumo de plástico a nivel nacional.
El trabajo de investigación se enmarcó en la teoría de John Elkington que define a la sustentabilidad por medio de tres pilares principales:
- El provecho, que considera los aspectos económicos como el uso de materiales disponibles, la generación de productos de calidad regional y el desarrollo de economías regionales.
- El planeta, en lo que respecta a los aspectos ambientales como el uso de recursos renovables y evitar el uso de materiales tóxicos y no fósiles.
- Las personas, que tienen en cuenta los aspectos sociales como la producción local con el uso de tecnologías y conocimientos locales y la generación de nuevos puestos de trabajo.
La consideración de estos tres ítems y sus interrelaciones es de vital importancia para poder hablar de Diseño Sustentable.
Se analizaron los ecomateriales, que son aquellos que introducen el concepto de análisis de ciclo de vida a la tecnología de los materiales representando una de las estrategias en las que el diseño aporta al desarrollo sustentable y ofreciendo una alternativa aceptable a los materiales tradicionales.
También se estudiaron los materiales compuestos, que están constituidos por dos o más materiales con propiedades diferentes que resultan en nuevas propiedades únicas. Se encontraron antecedentes de diseño a partir de materiales compuestos por un desecho industrial o agroindustrial local y un aglutinante, destacando la importancia de los mismos para la reutilización de fibras desechadas por la industria.
Dentro de los materiales compuestos se encuentran las maderas plásticas o WPC (wood plastic composites). Estos compuestos poseen una matriz polimérica que puede ser de PVC o polietileno con una carga de fibras o partículas de madera, cáscara de arroz, bambú, cáscara de café, etcétera. Ofrecen importantes ventajas como la resistencia combinada con bajo peso, resistencia a la temperatura y a la corrosión, y flexibilidad en el diseño, ya que se pueden moldear en formas complejas.
Una vez analizado todo esto comenzó una fase de experimentación con distintos aglutinantes para indagar en las posibilidades que ofrecía el tegumento de maní. Se utilizaron aglutinantes termoestables como la resina poliéster y la resina epoxi. También se utilizaron aglutinantes de base acuosa como la cola de pez o la cola vinílica. Se concluyó que los termoestables son nocivos para el ambiente ya que no pueden reciclarse y tienen posibilidades limitadas de procesado; mientras que los aglutinantes de base acuosa favorecen la descomposición del tegumento y otorgan propiedades limitadas al compuesto.
Con respecto al tegumento se planteó una molienda con granulometrías de más de 1mm y de menos de 1mm ya que la partícula de menor tamaño otorga mayor homogeneidad a la mezcla, aumentando las propiedades físicas y la aptitud para el mecanizado. También se le realizó un lavado en solución de soda cáustica y enjuague hasta lograr un PH neutro sin grandes cambios en el comportamiento del tegumento, por lo que se descartó esta etapa para la producción del material.
Esto derivó en la experimentación con termoplásticos, iniciando una etapa de pruebas de procesamiento por compresión en las que las grageas de material plástico se mezclaron con el tegumento manualmente y luego se les aplicó presión y temperatura. Estos intentos fallaron, ya que el tegumento se quemaba al aplicar la temperatura necesaria para que el termoplástico reblandezca.
Luego se probó diluir el termoplástico con un adhesivo y molerlo con una trituradora doméstica para poder realizar una mezcla homogénea con el tegumento, después se introdujo la mezcla en un molde y se le aplicó presión y temperatura. Se obtuvieron muestras con un porcentaje de entre 50% y 75% de tegumento con buenas propiedades superficiales, pero con una imposibilidad para reproducirse industrialmente, por lo que se descartaron.
Se realizó también una muestra por rotomoldeo que consta de introducir una mezcla de polietileno de densidad media en polvo y tegumento en una matriz cerrada que gira en dos ejes perpendiculares a una temperatura de 180°C. Si bien se lograron óptimos resultados superficiales, de mecanizado y resistencia, se descartó el proceso por su incompatibilidad con producción a gran escala.
Finalmente se inició una etapa de experimentación de procesamiento por inyección realizando una mezcla de pellets de PVC o PEAD y tegumento, en una mezcladora mecánica que luego se introdujo en la tolva y se inyectó a 120º de temperatura. (foto2)
Se define el uso de PVC en sus distintas durezas debido a: la posibilidad de extrusión e inyección que ofrece, el aumento progresivo de la proporción de tegumento que permite, y la producción a gran escala.
Así nace Manímero un material compuesto con tegumento de maní (MCTM), cuyo nombre surge de la fusión de maní y polímero.
Manímero se presenta en dos líneas diferenciadas por el polímero utilizado como matriz: Manímero 3.000 tiene una matriz de PVC, distintas durezas y distintos modos de procesamiento (inyección, extrusión y rotomoldeo), mientras que Manímero 2.000 tiene una matriz de polietileno que puede ser de baja, media o alta densidad según el uso. Se planteó una nomenclatura numérica basada en los símbolos de reciclaje internacionales. (foto3)

La comercialización se propone en bolsas de plastillera de 25 kilogramos, big bags y pallets, todos ellos formatos utilizados para envasar las grageas de plásticos actualmente, lo que permite aprovechar los mismos canales de comercialización.
A fin de caracterizar el material se realizaron ensayos de Manímero 3175 Y 3110. INTI colaboró realizando ensayos de tracción sobre las probetas de material, los cuales arrojaron que Manímero 3175 posee baja resistencia a la tracción, un alto porcentaje de alargamiento y rotura frágil. Mientras que el Manímero 3110 posee resistencia a la tracción aceptable, reducido porcentaje de alargamiento y rotura frágil.
También se realizaron ensayos caseros para determinar el comportamiento ante el fuego, el hinchamiento por inmersión, la resistencia a agentes ácidos, básicos e hidrocarburos. En ambos casos el porcentaje mínimo de absorción de agua permite definir que son impermeables.
Manímero tiene una amplia gama de colores proporcionados por el polímero y una textura visual característica del tegumento; su superficie es regular y suave. Posee una amplia gama de texturas según el patrón de matriz elegido. Tiene un mínimo olor característico del tegumento, a veces se percibe el polímero. Es un material de base marrón oscura, veteado, alude a los materiales vegetales.
Tiene bajo peso específico: Manímero 3110 0,9612 g/cm3 y Manímero 3175 0,8412 g/cm3.
Posee una buena aptitud para el mecanizado (lijado, perforado, calado, clavado y aserrado) y para el moldeado. Manímero es un material eco amigable, impermeable, 100% reciclable y reutilizable.
A modo de ejemplo se planteó una aplicación que permitiera evidenciar las características del material y que por su masividad contribuyera a la reducción del volumen de materias primas vírgenes y del material desechado.
Por lo tanto, se definió una línea de productos de limpieza del hogar denominada comercialmente Maníaco, aludiendo al maní como materia prima y a la obsesión por la limpieza.

Conclusiones

La estrategia para la realización del proyecto, se basó en el desarrollo de un ecomaterial que permita reutilizar el tegumento y generar soluciones desde el Diseño Industrial, sin dejar de lado la sustentabilidad, resultando un beneficio tanto para la industria como para las poblaciones cercanas.
El desarrollo de materiales compuestos, sector en creciente desarrollo, se presenta como una oportunidad factible, de baja inversión y con una proyección económica favorable para la reutilización del tegumento.
A partir de la experimentación previa y al trabajo interdisciplinar, se logró un material con buenas propiedades comprobadas, con un alto potencial de competitividad por sus características y posibilidades productivas y variantes cualitativas.
El desafío del proyecto se centró en el desarrollo del material, por lo que la aplicación propuesta tiene como objetivo ejemplificar las posibilidades y contribuir a la reducción del consumo de plástico.
Es importante destacar la importancia del trabajo interdisciplinar para obtener el material Manímero, evidenciando los posibles aportes que se pueden realizar desde el Diseño Industrial y abriendo puertas hacia nuevas alternativas de desarrollo.