Desarrollo de nuevos materiales poliméricos.

El desarrollo acelerado y automatizado de nuevos catalizadores para la producción de poliolefinas que aporten un cambio disruptivo en las propiedades de este tipo de polímeros o en la productividad de sus procesos de fabricación, no es una tarea fácil. A lo largo de la historia de las poliolefinas, se puede hablar de cinco generaciones de catalizadores propiamente reconocidas por la comunidad mundial de la industria de los polímeros, desde los primeros complejos de titanio utilizados por Karl Ziegler y Giulio Natta, hasta los catalizadores de sitio único, representados principalmente por los metalocenos, o los catalizadores Ziegler-Natta con donadores libres de ftalatos.

Existen diversas razones que han impulsado el desarrollo de nuevos catalizadores para poliolefinas, desde incrementar la actividad catalítica, pasando por obtener propiedades a la medida de peso molecular y estereoregularidad, hasta por restricciones de afectación al medioambiente, como es el caso del uso de sustancias nocivas como los ftalatos o el cromo.

En la medida que la industria petroquímica dedicada a la producción de poliolefinas sea capaz de diferenciarse en costo, propiedades o tecnologías disruptivas, se podrá desarrollar y producir materiales novedosos que permitan generar e impulsar la innovación del sector plástico.

Una de las estrategias que puede ser utilizada para acelerar los procesos de investigación y desarrollo de nuevos catalizadores es a través de la Industria 4.0 que media el uso de sistemas automatizados de experimentación de alta eficiencia (highthroughputexperimentation o HTE).

Estos sistemas permiten explorar a través del control sistemático y automatizado de procesos de síntesis, un gran número de moléculas precursoras para catalizadores así como el estudio, definición y validación de las condiciones de síntesis para generar complejos catalíticos que pueden ser evaluados en procesos de polimerización para poliolefinas, así como determinar las propiedades básicas de peso molecular y composición química para obtener los candidatos con más probabilidades de ser exitosos o los que permitan obtener materiales con propiedades únicas.

En México este tipo de metodologías sólo han tenido impacto en industrias como la farmacéutica, y aún en ese campo estamos lejos de los niveles de desarrollo que se han alcanzado en otros países con una cultura de investigación más afianzada. Los desarrollos que se han logrado llevar a cabo han sido o bien por una fuerte colaboración con empresas extranjeras o por el esfuerzo de grupos de investigación que no cuentan con el apoyo de empresas mexicanas productoras de poliolefinas y que no pueden hacer trascender sus desarrollos a niveles de interés comercial. Es necesario que haya un mayor involucramiento de las empresas mexicanas en el desarrollo de tecnologías disruptivas en el campo de la producción de poliolefinas, y esto se les podría facilitar implantando metodologías de alta eficiencia en sus sistemas de investigación, ya que son sistemas que han probado su utilidad y beneficios y que a la larga representan un ahorro significativo en los gastos de investigación y un mejor aprovechamiento de los recursos.

En México, y específicamente en CIATEQ, se cuenta actualmente con equipo para la síntesis acelerada de materiales a través de un equipo de experimentación de alta eficiencia; este equipo cuenta con sistemas robotizados que permiten acelerar los procesos de síntesis y desarrollo de nuevos materiales mediante la realización de un gran número de experimentos llevados de manera simultánea en menor tiempo, haciendo uso de pequeñas cantidades de recursos: materiales, energéticos y con tiempos de investigación y respuesta cortos.

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