Una investigación pionera en Colombia avanza en la sustitución de sustancias peligrosas en la fabricación de bandas transportadoras, marcando un paso clave hacia formulaciones más seguras y sostenibles para la industria del caucho.
Icobandas S.A., con el apoyo del Instituto de Capacitación e Investigación del Plástico y del Caucho (ICIPC), en el marco de las actividades desarrolladas por el Proyecto COL 112906 financiado por el GEF e implementado por el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible en colaboración con el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, PNUD, adelantó un proyecto de investigación y desarrollo para sustituir las parafinas cloradas de cadena larga (PCCLs, más de C18) y el trióxido de antimonio (Sb2O3) en la fabricación de bandas transportadoras de caucho.
La razón por la que esta combinación ha sido tan utilizada es que el trióxido de antimonio es un sinergista muy eficaz; si bien no es un buen retardante de llama por sí solo, potencia el efecto de compuestos halogenados como las parafinas cloradas. Esta sinergia permite a los fabricantes alcanzar una alta protección ignífuga con menos aditivos, optimizando costos y mejorando las propiedades del producto final. Por este motivo, han sido aditivos esenciales en productos expuestos a condiciones ambientales que requieren durabilidad, resistencia química y, sobre todo, ser autoextinguibles.
Aunque las PCCLs no están formalmente clasificadas como Contaminantes Orgánicos Persistentes (COP), existe una motivación para reducir el uso de los retardantes a la llama halogenados, e incentivar el uso de otras sustancias más seguras que puedan satisfacer la misma función en las formulaciones de los materiales poliméricos. Esta motivación, sumada a los riesgos conocidos del trióxido de antimonio, especialmente por su clasificación como posible carcinógeno y su elevado costo, impulsa esta búsqueda de alternativas más seguras y sostenibles.
Esta investigación, enmarcada en el proyecto “Fortalecimiento de la capacidad nacional para gestionar los COP industriales en el contexto de las directrices nacionales e internacionales sobre la gestión de sustancias químicas y desechos peligrosos”, busca encontrar una solución técnica y económicamente viable que mantenga las propiedades críticas de las bandas transportadoras, indispensables para su uso en entornos de alto riesgo como la minería subterránea, túneles y plantas químicas.
Un diagnóstico detallado como punto de partida
El proceso para sustituir las PCCLs en este caso de estudio se realizó por etapas. La primera fase consistió en un diagnóstico detallado del producto, con el objetivo de identificar la formulación que contenía PCCL. También se analizó la función que cumplían estas sustancias en la mezcla y se definieron las propiedades críticas que el caucho debía mantener. Luego, se analizaron los costos, las normativas aplicables y la experiencia previa de la empresa. Finalmente, se establecieron criterios para elegir un sustituto y se evaluó la mejor alternativa, asegurándose de que funcionara correctamente y fuera compatible con los procesos de producción actuales.
En la fase de diagnóstico se identificó que las PCCLs, en combinación con el Sb2O3, actúan como retardantes a la llama y tienen un efecto significativo en las propiedades críticas de las bandas transportadoras, como la resistencia a la abrasión, retardancia a la llama, propiedades de vulcanización y otras propiedades mecánicas, indispensables para su uso en entornos de alto riesgo.
Aunque no se identificaron barreras comerciales inmediatas, la empresa ha decidido tomar la iniciativa para adelantarse a futuras regulaciones y reforzar su compromiso con la sostenibilidad. La meta fue clara: encontrar un sustituto que no solo sea más seguro, sino que también ofrezca un desempeño fisicoquímico equivalente, un costo competitivo y una cadena de suministro estable.
Primeras fases experimentales: avances prometedores y desafíos técnicos
En la siguiente fase, se realizó una vigilancia tecnológica para identificar alternativas de retardantes a la llama no halogenados, como los sistemas endotérmicos e intumescentes. Aunque en este caso no se utilizó una matriz formal, la selección del sustituto se basó en criterios clave de desempeño técnico, protección a la salud y al ambiente. La experiencia de aplicar estos criterios fue tan valiosa que se convirtió en una lección aprendida, que sirvió como base para construir la matriz de selección multicriterio que posteriormente se consolidó como un pilar en la construcción de una Guía Metodológica para llevar a cabo procesos de sustitución. Este enfoque siempre procuró preservar las propiedades críticas de la formulación de caucho autoextinguible, como el desempeño, la calidad y el cumplimiento normativo.
La evaluación del sustituto para el caucho autoextinguible se realizó en estrecha colaboración con el ICIPC, fortaleciendo el componente técnico con diseños experimentales y acompañamiento especializado. Las primeras pruebas a escala de laboratorio con retardantes de llama endotérmicos, como la alúmina trihidratada (ATH), mostraron resultados alentadores. Estos retardantes actúan como un sistema de refrigeración química que ataca el fuego de dos maneras: absorbiendo el calor que necesita para arder y ahogándolo con vapor de agua. Sin embargo, revelaron una limitación técnica clave: requerían concentraciones tan elevadas que comprometían las propiedades mecánicas críticas del caucho.
Gracias a la sinergia entre la experiencia de la empresa y la experticia del ICIPC, el equipo reorientó la investigación hacia retardantes de llama intumescentes. Estos agentes funcionan expandiéndose y formando una barrera carbonizada (char) que inhibe la propagación del fuego. Aunque estos lograron que el material fuera autoextinguible, el nivel de protección no cumplía aún con los estrictos requerimientos de la aplicación final. A pesar de no ser la solución definitiva, este trabajo sistemático soportado con pruebas de laboratorio permitió superar los desafíos iniciales y abrió una nueva línea de investigación para optimizar la formulación, sentando así las bases para una implementación futura más viable y escalable.
📊 Hallazgos y retos del proyecto
| Aspecto | Resultado |
|---|---|
| Logro principal | Avance significativo en la reformulación para eliminar el trióxido de antimonio y reducir el uso de parafinas cloradas. |
| Beneficios | Avance hacia una formulación más segura para la salud humana y el medio ambiente. |
| Oportunidades | Metodología replicable para otras empresas del sector. |
| Retos identificados | Mantener retardancia a la llama y propiedades mecánicas sin afectar costos. |
Fuente: ICIPC e Icobandas.
Nuevas etapas de la investigación: hacia una solución integral
A partir de los resultados iniciales, la investigación avanzó hacia una fase final para evaluar la sustitución parcial de las parafinas cloradas. En esta etapa, el equipo técnico del ICIPC e Icobandas S.A., con el apoyo del asesor externo en caucho, Rafael de Oliveira Neto, evaluaron un sistema retardante a la llama sinergista, a base de una porción de PCCL, alúmina trihidratada y borato de zinc. A través de esto se buscaba disminuir el uso de la PCCL y eliminar el trióxido de antimonio de la formulación. Asimismo, se realizaron ajustes adicionales en la formulación con el fin de lograr las especificaciones requeridas para la aplicación.
Los resultados demostraron que, si bien algunas formulaciones obtenidas mostraban capacidad de autoextinción de la llama, el tiempo de apagado aún se encontraba por encima de lo requerido por la aplicación. Adicionalmente, la resistencia a la abrasión aún debía ser ajustada para satisfacer los requerimientos técnicos del producto, aunque esta resultó mejor en comparación con otras formulaciones evaluadas durante el proyecto. Esto demostró que las PCCLs tienen una gran influencia en las propiedades del material, y que su sustitución puede llegar a requerir una reformulación completa del producto.
“Estos resultados subrayan la necesidad de una investigación continua y más profunda en la búsqueda de soluciones a largo plazo”.
Edgar Cano, investigador del ICIPC
Por su parte, un representante de Icobandas S.A.S. afirmó: “este proyecto es una muestra de nuestro compromiso con la innovación y la sostenibilidad. Aunque el camino presenta desafíos, estamos convencidos de que esta colaboración con el ICIPC y el PNUD nos permitirá desarrollar una nueva generación de bandas transportadoras más seguras y respetuosas con el medio ambiente, manteniendo la alta calidad que nos caracteriza”.
En un sector donde la investigación sobre sustitutos para el caucho con criterios ambientales y de salud es aún muy limitada, la experiencia adquirida en este estudio se convierte en un aporte pionero. Este trabajo no solo beneficia a la empresa, sino que sienta un precedente valioso para otras compañías que enfrentan desafíos similares, acelerando la transición de toda la industria hacia prácticas más seguras y sostenibles.
Como parte de su aporte al proyecto, el ICIPC puso en marcha el montaje de un método de análisis por Cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) para detectar y medir con fiabilidad las parafinas cloradas de cadena corta (PCCC) y de cadena media (PCCM) en materiales de PVC.
Además, el instituto creó una Guía Metodológica y un resumen con las lecciones aprendidas para guiar a otras empresas en la sustitución de estos contaminantes. A partir de 2026, estos documentos podrán ser consultados en la página web del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible.
Acerca de las organizaciones
Acerca de Icobandas S.A.: Es una empresa colombiana líder, con más de 52 años de experiencia, en la fabricación y comercialización de productos de caucho y soluciones integrales para el manejo de materiales, principalmente a través del diseño y producción de bandas transportadoras, elevadoras, de transmisión, guardabandas, revestimientos de poleas, entre otros.
Acerca del Proyecto COP de uso industrial: El Proyecto COL 112906 tiene como objetivo fortalecer la capacidad nacional para el manejo de COP industriales en el marco de las directrices nacionales e internacionales sobre manejo de sustancias químicas y residuos peligrosos.
Acerca del ICIPC: Es una entidad líder en investigación, desarrollo y capacitación para la industria del plástico y el caucho, comprometida con la innovación y la sostenibilidad.
Fuente: https://www.plastico.com/