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La UVa Informa

La Universidad de Valladolid y Repsol, 30 años de colaboración continuada

Gracias a la relación con el Departamento de Física de la Materia Condensada, Cristalografía y Mineralogía de la UVa, la compañía petrolífera ha desarrollado plásticos avanzados y adaptables a los distintos tipos de climas

La Universidad de Valladolid y la compañía petrolífera Repsol celebran este curso los 30 años de relación continuada en materia de investigación e innovación. A lo largo de estas tres décadas, el Departamento de Física de la Materia Condensada, Cristalografía y Mineralogía de la UVa, con el catedrático Fernando Rull al frente, y el área Química de Repsol han mantenido una relación constante, que se ha traducido en el desarrollo por parte de Repsol de materiales para invernaderos (plásticos) avanzados y adaptables a los distintos tipos de climas (entre ellos un clima frío como el de Castilla y León).

[Fri Sep 02 13:51:57 CEST 2016] Fri Sep 02 13:51:57 CEST 2016
Gabinete de Comunicación UVa
Valladolid
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Los primeros contactos entre Repsol y el Departamento de Física de la Materia Condensada, Cristalografía y Mineralogía de la UVA, se realizan en el curso 1986-87.
Uno de los problemas de interés que se planteaba en esos momentos era la posibilidad de extender las cubiertas de invernaderos a climas fríos como el de Castilla y León. Se comenzaron una serie de estudios que comprendieron modificaciones del diseño de los invernaderos, uso de suelo radiante y otros sistemas de apoyo y, por primera vez a nuestro conocimiento, al menos en España, métodos de simulación en ordenador del balance térmico. Estos estudios se complementaron con medidas reales de perfiles de temperatura usando sistemas digitales.

Al principio de los años 90 se inicia la tarea que ha constituido el eje fundamental de la colaboración a lo largo de todos estos años: la caracterización de polímeros base y filmes (plásticos) agrícolas comerciales usando nuestros conocimientos y la instrumentación en técnicas estructurales, sobre todo espectroscópicas.

Por un lado, se estudiaron las propiedades estructurales de los filmes agrícolas, y el papel que juegan los aditivos en sus propiedades físico-químicas. Y por otro, cómo se degradan dichos plásticos agrícolas bajo condiciones medioambientales de radiación y temperatura.

Estos estudios permitían un soporte científico al desarrollo de nuevas formulaciones por parte de Repsol, incluyendo la caracterización de nuevos tipos de cargas minerales para mejorar el rendimiento térmico de los filmes.

La base experimental sobre la que comprobar el comportamiento de las nuevas formulaciones realizadas por Repsol consistía en ensayos en campo y también en ensayos en cámaras de envejecimiento en laboratorio. Las cámaras comerciales en la época adolecían de dos limitaciones importantes: no reproducían de manera adecuada las condiciones de degradación reales en los invernaderos y no permitían un ensayo lo suficientemente acelerado respecto al campo. A medida que las formulaciones desarrolladas por Repsol permitían una mayor duración de las cubiertas de invernadero, este factor se convirtió en crítico.

Se planteó entonces, a finales de los años 90, la necesidad de construir una cámara de envejecimiento propia que cumpliera los requisitos fundamentales de reproducir de forma precisa los mecanismos que conducen a la degradación de los plásticos de los invernaderos en condiciones de campo y el de acelerar este proceso de degradación lo máximo posible.

Esta etapa es muy fructífera por la colaboración científica y técnica intensa llevada a cabo. Participan en ella estudiantes de Físicas y Químicas como becarios o en proyectos de licenciatura y se desarrollan tres prototipos, el último de los cuales conduce a un depósito de patente por Repsol en España y USA.

Complementariamente a este desarrollo técnico se llevan a cabo numerosos experimentos al aire libre sobre soportes especialmente diseñados que mantienen las mismas condiciones geométricas de la cámara. Se exponen simultáneamente los filmes en Valladolid, en Móstoles, en Almería y en dos localizaciones en Chile.

En este interés por establecer la correlación entre la degradación de los filmes en condiciones externas y en laboratorio era muy importante conocer la intensidad de la radiación solar y en particular la componente UV.

En ese tiempo, salvo los datos de las Palmerillas en Almería y en algunas otras estaciones (generalmente aeropuertos) apenas había datos fiables y no estaban a disposición de potenciales usuarios. Se decidió entonces realizar una serie de medidas con sensores portátiles en las diferentes áreas de ensayo de los filmes.  Y se obtuvieron datos muy interesantes sobre el espectro de radiación solar. Cabe destacar los obtenidos en Sierra Nevada, donde se hizo una medición detallada en función de la altitud por un lado y otro de la sierra. Este experimento fue posible con un permiso especial para cruzar en coche el parque natural de la sierra.

Todos estos resultados fueron la base para establecer las primeras correlaciones fiables entre la degradación de los filmes base y comerciales agrícolas, bajo condiciones externas y condiciones de laboratorio. Y permitieron establecer por tanto, el factor de aceleración y la fiabilidad de los ensayos en las cámaras.

En paralelo a este trabajo experimental se desarrollan nuevas metodologías de estudio estructural usando DRX, IR y Raman, y también nuevos algoritmos de identificación y cuantificación de los elementos espectrales clave en la degradación y pérdida de propiedades físicas de los compuestos.

A partir del año 2005 el interés se centra en el estudio de los nuevos filmes multicapa, basados en nuevas formulaciones de aditivos, cada vez de más larga duración, y en la influencia del uso de pesticidas en invernaderos. La influencia de los pesticidas usados en agricultura se rebela, además de por sus problemas medioambientales, como un serio factor degradante de los filmes de las cubiertas de los invernaderos.

A pesar de las dificultades en la manipulación de estos productos, se desarrollan protocolos para investigar este efecto en laboratorio y con la cámara de envejecimiento. La limitación en estos usos impuesta por la legislación y la posibilidad del uso del azufre permite, desde el punto de vista técnico un nuevo desarrollo de cámara que añade a todas las ventajas de los diseños anteriores la posibilidad de dosificación automática de azufre.

Este nuevo desarrollo se inicia en 2011, concluye en 2013 con un prototipo y constituye una herramienta única que conjuga de manera automática todos los factores relevantes que influyen en la degradación de los filmes en condiciones de invernadero.

Con esta herramienta se vienen ensayando en los últimos años las nuevas formulaciones desarrolladas por Repsol. La cámara junto a los métodos estructurales de caracterización del comportamiento de los materiales permiten una discriminación muy fiable entre distintos compuestos, con un factor de aceleración respecto al campo cercano en la actualidad a 10.

 

Conclusiones

El éxito de esta colaboración entre la Universidad de Valladolid y Repsol se debe por tanto a la sinergia entre la UVa, que desde el ámbito docente e investigador, como Repsol, desde el innovador y empresarial, han sabido encontrar la manera adecuada de hacer frente a los retos y dificultades que la rápida y continua evolución técnica exige a la industria.

La Universidad de Valladolid consigue, entre otros objetivos, una formación de su personal investigador más enfocada con la realidad del mundo empresarial y realizar investigación aplicada de frontera y al mismo tiempo Repsol Química puede seguir innovando y liderando desarrollos tecnológicos en el campo de los plásticos en agricultura con la ayuda de los desarrollos científicos llevados a cabo por la Universidad de Valladolid.

Fernando Rull (investigador principal del proyecto), José Fagoaga (Repsol),Daniel Miguel San José (Rector), Pablo Giner (gerente de Aistencia Técnica y Desarrollo de Repsol), y José Ramón López (Vicerrector de Investigación) durante la rueda de prensa que se celebró en junio en el Palacio de Santa Cruz
[Fernando Rull (investigador principal del proyecto), José Fagoaga (Repsol),Daniel Miguel San José (Rector), Pablo Giner (gerente de Aistencia Técnica y Desarrollo de Repsol), y José Ramón López (Vicerrector de Investigación) durante la rueda de prensa que se celebró en junio en el Palacio de Santa Cruz]

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