Biomateriales para el cambio: Materiales compuestos de fibra natural para apoyar el aprendizaje del diseño y el desarrollo rural / Biomaterials for change: Natural fiber composites to support design learning and rural development
Date
2022-12
Type:
Article
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17
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Publisher
Universidad del Desarrollo. Facultad de Diseño
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Abstract
Uno de los principales desafíos ambientales de nuestro tiempo es la contaminación plástica. Motivados por este desafío ambiental global, los autores lanzaron un programa de investigación para estudiar el desarrollo y la aplicación de materiales compuestos de fibra natural (NFC) como posibles sustitutos de los plásticos espumados. Paralelamente, los autores también establecieron un nuevo grupo de estudio y un curso final para involucrar a estudiantes universitarios en esta iniciativa de investigación. Entre 2018 y 2021, los autores dirigieron un programa de investigación que exploró el uso de desechos de cultivos de maíz (Zea mays) y fibras de plantas de fique (Furcraea andina) para desarrollar nuevos NFC y sus aplicaciones y trabajaron con estudiantes de pregrado en diseño industrial para proyectar posibles aplicaciones de estos materiales. Como resultado de esta iniciativa, el equipo desarrolló seis nuevos NFC y una colección de cerca de una docena de productos en que se aplicaron los nuevos materiales. Estos productos estaban dirigidos a las tres industrias que más espumas plásticas consumen, es decir, construcción, empaques y automotriz. A nivel experimental, estos nuevos materiales han mostrado propiedades beneficiosas para estas industrias ya que son de alta resistencia al impacto, baja conducción térmica, alta capacidad de aislamiento acústico y bajo peso. Los resultados preliminares de las pruebas de materiales y la validación de mercado son promisorios para continuar desarrollando y ampliando la producción de estos materiales y sus aplicaciones con el objetivo final de hacer contribuciones significativas al bienestar social, ambiental y económico de las comunidades rurales que producen maíz y fique en Colombia y otros países en desarrollo.
One of the major environmental challenges of our time is plastic pollution. Motivated by this global environmental challenge, the authors launched a research program to investigate the development and application of natural fiber composites (NFCs) as potential substitutes for foamed plastics (e.g Styrofoam). In parallel, the authors also established a new research group and a capstone course in their industrial design program to engage undergraduate students in this research initiative. Between 2018 and 2021, the authors led a research program intended to explore the use of wastes from corn crops (Zea mays) and fibers from fique plants (Furcraea andina) for developing new NFCs and their applications. Throughout this program, the authors mentored five cohorts of undergraduate students in industrial design, who proposed and conducted their capstone projects in alignment with the program’s research agenda. This program was funded by internal grants and the investment of a private company interested in producing and commercializing some of the applications developed by the researchers. As results of this research initiative supported by undergraduate students, the research team developed a family of six new Natural Fiber Composites and a collection of near a dozen products that applied the new materials. These new products were aimed at the three industries that consume the most foamed plastics, that is, construction, packaging, and automotive. At an experimental level, these new materials have shown beneficial properties for these industries since they are highly resistant to impact, have low thermal conduction, have high acoustic insulation capacity, and have low weight. The preliminary findings from material testing and market validation show great promise for continuing developing and scaling up the production of these new NFCs and their applications with the ultimate goal of making significant contributions to the social, environmental, and economic welfare of rural communities that produce corn and fique in Colombia and other developing countries.
Description
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Citation
Tellez, F. A., & España, J. M. (2022). Biomaterials for change: Natural fiber composites to support design learning and rural development. Base Diseño e Innovación, 7(7), 145-161. https://doi.org/10.52611/bdi.num7.2022.808
Keywords
biomateriales, biocompuestos, investigación de pregrado, Furcraea andina, Zea mays, materiales compuestos de fibra natural, Natural Fiber Composites, biomaterials, biocomposites, undergraduate research, Furcraea andina, Zea mays