Desarrollo y evaluación de una resina termoestable bio basada en aceite de cáñamo: viabilidad técnica y económica

Abstract

[ES] En los últimos años ha aumentado la producción y consumo de plásticos de origen petroquímico a nivel masivo ocasionando graves problemas para el medioambiente. Esta problemática ha generado un gran interés por sustituir materiales de origen fósil por alternativas sostenibles y renovables, como respuesta a la creciente preocupación ambiental. Dentro del abanico de materias primas disponibles, los aceites vegetales representan una alternativa ecológica y ofrecen una elevada versatilidad funcional para el desarrollo de polímeros termoestables, especialmente cuando son modificados mediante procesos como la epoxidación o la maleinización. En este trabajo se pretende lograr una revalorización integral del aceite de cáñamo (Cannabis Sativa L.), una fuente vegetal rica en ácidos grasos insaturados, para el desarrollo de un polímero termoestable biobasado a partir de aceite de cáñamo epoxidado y aceite de cáñamo maleinizado, incorporando distintas proporciones de la cáscara de cáñamo que se genera tras la extrusión de la semilla (0 – 20%). La caracterización térmica y mecánica de las diferentes formulaciones permite identificar como óptima la muestra que contiene un 10 % de carga, la cual se emplea como base para el diseño del proceso productivo. Finalmente, se dimensiona y se realiza un estudio económico de una planta industrial con capacidad para producir 40 baldosas diarias. Se establece un precio de venta competitivo, y el análisis económico permite prever la recuperación de la inversión, con un VAN de 237.709 €, una TIR del 26,78 % y un periodo de retorno de 6 años.

[EN] In recent years, the large-scale production and consumption of petrochemical-based plastics has increased significantly, causing serious environmental problems. This issue has generated strong interest in replacing fossil-based materials with sustainable and renewable alternatives, in response to growing environmental concerns. Among the available raw materials, vegetable oils represent an ecological alternative and offer high functional versatility for the development of thermoset polymers, especially when modified through processes such as epoxidation or maleination. This work aims to achieve the integral valorization of hemp oil (Cannabis sativa L.), a vegetable source rich in unsaturated fatty acids, for the development of a biobased thermoset polymer derived from epoxidized hemp oil and maleinated hemp oil, incorporating different proportions of hemp husk generated after seed extrusion (0 20%). Thermal and mechanical characterization of the different formulations identifies the sample with 10 % filler content as the most suitable, which is then used as the basis for the design of the production process. Finally, a production plant is dimensioned and a techno-economic analysis is carried out for an industrial facility with the capacity to produce 40 tiles per day. A competitive selling price is established, and the economic analysis forecasts investment recovery with a Net Present Value (NPV) of 237,709, an Internal Rate of Return (IRR) of 26.78%, and a payback period of 6 years.