Biomateriales para el cambio Materiales compuestos de fibra natural para apoyar el aprendizaje del diseño y el desarrollo rural

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Fabio Andrés Téllez
Juan Manuel España

Resumen

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.

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Biografía del autor/a

Fabio Andrés Téllez, Departamento de Diseño Aplicado, Appalachian State University

Fabio Andrés Téllez es profesor asistente en el Departamento de Diseño Aplicado de la Appalachian State University, donde coordina y enseña Fundamentos del Diseño. Su investigación se encuentra en la intersección del diseño y el aprendizaje, explorando temas como la diversidad en la educación del diseño, el desarrollo de la empatía en el diseño o el pensamiento de diseño como estrategia de resolución de problemas. El Dr. Téllez es originario de Colombia y tiene un PhD en Diseño de NC State Uinversity.

Juan Manuel España, Facultad de Artes y Diseño, Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano

Juan Manuel España es el director del Área Académica de Diseño de Producto de la Universidad Jorge Tadeo Lozano. Tiene amplia experiencia en desarrollo tecnológico aplicado a entornos rurales y trabajo con comunidades artesanales y rurales. Su experiencia en investigación se centra en el desarrollo de fibras naturales y nuevos biomateriales. Desde 2011 es Profesor Asociado del Programa de Diseño Industrial, Especialización en Gestión del Diseño y Maestría en Gestión del Diseño.

Citas

Abdellaoui, H., Bensalah, H., Echaabi, J., Bouhfid, R., & Qaiss, A. (2015). Fabrication, characterization and modelling of laminated composites based on woven jute fibres reinforced epoxy resin. Materials and Design, 68, 104–113. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2014.11.059

Addington, M., & Schodek, D. (2005). Smart Materials and New Technologies for the Architecture and Design Professions. Architectural Press.

Bangera, G., & Brownell, S. E. (2014). Course-based undergraduate research experiences can make scientific research more inclusive. CBE Life Sciences Education, 13(4), 602–606 https://doi.org/10.1187/cbe.14-06-0099

Council on Undergraduate Research (2021). Council on Undergraduate Research Issues Updated Definition of Undergraduate Research. Council of Undergraduate Research. https://www.cur.org/council_on_undergraduate_research_issues_updated_definition_of_undergraduate_research/

Crawford, C. B., & Quinn, B. (2016). Microplastic Pollutants. Elsevier Limited.

Design Council. (2007, January 20). 11 Lessons: A Study of the Design Process. https://www.designcouncil.org.uk/our-work/skills-learning/resources/11-lessons-managing-design-global-brands/

Finley, A., & McNair, T. (2013). Assessing Underserved Students’ Engagement in High-Impact Practices. Association of American Colleges and Universities.

Kuh, G. D. (2008). High-impact educational practices: what they are, who has access to them, and why they matter. Association of American Colleges and Universities.

Kuh, G. D., O’Donnell, K., & Reed, S. (2013). Ensuring Quality and Taking High-Impact Practices to Scale. Association of American Colleges and Universities.

Lebreton, L., Slat, B., Ferrari, F., Sainte-Rose, B., Aitken, J., Marthouse, R., Hajbane, S., Cunsolo, S., Schwarz, A., Levivier, A., Noble, K., Debeljak, P., Maral, H., Schoeneich-Argent, R., Brambini, R., & Reisser, J. (2018). Evidence that the Great Pacific Garbage Patch is rapidly accumulating plastic. Scientific Reports, 1–15. https://doi.org/10.1038/s41598-018-22939-w

Margeta, A., Šabalja, ?., & ?or?evi?, M. (2021). The presence and danger of microplastics in the oceans. Scientific Journal of Maritime Research, 35(2), 224–230. https://doi.org/10.31217/p.35.2.4

Mittal, M., Mittal, D., & Aggarwal, N. K. (2022). Plastic accumulation during COVID-19: call for another pandemic; bioplastic a step towards this challenge? Environmental Science and Pollution Research, 29(8), 11039–11053. https://doi.org/10.1007/s11356-021-17792-w

OECD. (2022). Global Plastics Outlook: Economic Drivers, Environmental Impacts and Policy Options. OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/de747aef-en

Rhodes, C. J. (2019). Solving the plastic problem: From cradle to grave, to reincarnation. Science Progress, 102(3), 218–248. https://doi.org/10.1177/0036850419867204

Sahoo, P., Das, S. K., & Acharya, S. K. (2017). Tribological aspects of natural fiber composites. In P. J. Davim (Ed.), Green Composites (pp. 33–68). De Gruyter. https://doi.org/10.1515/9783110435788-003

The Leadership Alliance (2022). What We Do. The Leadership Alliance. https://theleadershipalliance.org/what-we-do

University of Maryland Baltimore County (2022). About the Meyerhoff Scholars Program. UMBC. https://meyerhoff.umbc.edu/

University of North Carolina at Chapel Hill (2022). About CSS. Chancellor’s Science Scholars Program, College of Arts and Sciences, UNC Chapel Hill. https://chancellorssciencescholars.unc.edu/about/

Wang, Y., Tong, B., Hou, S., Li, M., & Shen, C. (2011). Transcrystallization behavior at the poly(lactic acid)/sisal fibre biocomposite interface. Composites Part A, 42(1), 66-74. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2010.10.006

Zhou, Y., Fan, M., Chen, L., & Zhuang, J. (2015). Lignocellulosic fibre mediated rubber composites: An overview. Composites Part B: Engineering, 76, 180-191. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2015.02.028