Diseñan biolubricantes ‘a medida’ para maquinaria industrial a partir de un residuo de la industria papelera

Un equipo de investigación del grupo ‘Ingeniería de Fluidos Complejos’ de la Universidad de Huelva ha diseñado biolubricantes ‘a medida’ para maquinaria industrial a partir de lignina, un subproducto de la industria papelera. En concreto, han empleado un método químico que modifica las propiedades químicas de la lignina para transformarla en un aditivo que ajusta la viscosidad de los aceites vegetales. Este avance permite obtener espesantes líquidos o grasas semisólidas, según la aplicación, y mejorar su comportamiento en maquinaria como engranajes, motores o rodamientos.

Los ensayos en laboratorio con este material abren la puerta al diseño de espesantes ‘a medida’.

Además, los ensayos han demostrado que estos nuevos materiales presentan propiedades de fricción y desgaste iguales e incluso superiores a las de lubricantes convencionales, debido a su capacidad para formar una capa protectora sobre las superficies y reducir el deterioro de las piezas.

Uno de los principales avances propuestos reside en la metodología empleada. En concreto, en una reacción química denominada sililación, que cambia la afinidad de la lignina: pasa de mezclarse con agua a hacerlo con aceites. Así, este material, que de forma natural no se disuelve en ellos, adquiere nuevas propiedades que permiten emplearlo como aditivo en lubricantes y cambiar su viscosidad, algo similar a cuando se cocina y se introduce un ingrediente para darle más espesor a una salsa.

Este avance permite obtener espesantes líquidos o grasas semisólidas, según la aplicación, y mejorar su comportamiento en maquinaria como engranajes, motores o rodamientos.

A diferencia de otras aplicaciones donde la lignina se emplea como espesante, esta propuesta permite controlar con precisión el comportamiento del biolubricante. Los ensayos en laboratorio muestran que una misma sustancia puede producir materiales con distintas propiedades en función del proceso, lo que abre la puerta al diseño de espesantes ‘a medida’.

Cambio de textura

Tal y como explican en el artículo ‘Silylation of lignin as an effective tool for the development of bio-based oil structuring materials’ publicado en Polymer, los expertos han introducido en la lignina unos grupos químicos que actúan como un ‘puente’ entre la lignina y el aceite de ricino. De este modo, facilitan su mezcla y controlan su textura final. “Una misma muestra, empleada como aditivo en aceite, puede generar un lubricante líquido o una grasa semisólida, en función del grado de modificación”, indica a la Fundación Descubre el profesor del área de Ciencias de los Materiales de la Universidad de Huelva José Enrique Martín Alfonso, autor del artículo.

José María Franco Gómez, Manuel Trejo Cáceres y José Enrique Martín Alfonso, autores del artículo (de izquierda a derecha).

Para ello, el equipo partió de lignina procedente de procesos industriales y la sometió a esta reacción química. Después analizaron los cambios tanto en su composición como en su forma y tamaño de partícula.

Una vez modificada, la lignina se mezcló con aceite de ricino, utilizado como modelo. Los resultados mostraron que, en las primeras horas, el material se comporta como un líquido, adecuado para aplicaciones como lubricantes fluidos. Sin embargo, a partir de unas nueve horas, la mezcla forma una estructura más densa y estable, similar a un gel, útil para grasas lubricantes.

Este cambio se debe no solo a la modificación química, sino también a la transformación física del material. A medida que avanza el proceso, las partículas de lignina se vuelven más pequeñas y cambian su forma, lo que favorece que se conecten entre sí y atrapen el aceite, generando esa estructura más sólida.

Materiales personalizados

Este enfoque permite reducir hasta en un 70 % la cantidad de aditivo necesaria para modificar las propiedades del aceite. “Esto supone una mejora tanto técnica como económica y facilita el desarrollo de biolubricantes más sostenibles que sustituyan productos derivados del petróleo en aplicaciones industriales”, detalla el investigador.

Biolubricantes líquidos y semisólidos formulados con lignina modificada y aceite de ricino.

Como siguiente paso, el equipo trabaja en la obtención de nanomateriales a partir de lignina mediante técnicas como el electrohilado, un proceso que utiliza electricidad para estirar un líquido y formar fibras extremadamente finas, incluso miles de veces más delgadas que un cabello. Con ello buscan generar estructuras en forma de fibras y avanzar en el diseño de lubricantes más eficientes y personalizados.

Este trabajo ha contado con financiación de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía, así como del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y la Agencia Estatal de Investigación. Asimismo, ha recibido apoyo de fondos europeos FEDER y otras iniciativas europeas orientadas al desarrollo de materiales sostenibles.

Reportaje iDescubre: Del papel a la maquinaria: biolubricantes ‘a medida’ para reducir el desgaste industrial

Referencias

Trejo-Cáceres, M., Martín-Alfonso, J. E., & Franco, J. M. (2026). Silylation of lignin as an effective tool for the development of bio-based oil structuring materials. Polymer, 129769.

Más información:

#CienciaDirecta, agencia de noticias de ciencia andaluza, impulsada por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía.

Teléfono: 663 920 093

E-mail: comunicacion@fundaciondescubre.es