Grafeno a partir de las cascarillas de arroz
- ¿Cuál es el problema que están resolviendo?
- Las cascarillas de arroz son un residuo producido en grandes cantidades a nivel mundial. La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, pronosticó una producción total de arroz de 769,9 millones de toneladas para el 2018. Durante la cosecha de arroz, una de las prácticas que realizan los agricultores es eliminar la cascarilla de arroz, la cual es quemada en el campo debido a la dificultad y elevado costo de su retirada y nulo aprovechamiento (Abril, Navarro y Abril, 2009). Por otra parte, dada la baja degradabilidad natural de las cascarillas, su acumulación resulta en la ocupación de grandes espacios y al ser sometidas a procesos de combustión, producen gases perjudiciales para el medio ambiente y para la población que se expone, ya que el CO2 es el principal gas resultante de este procesamiento. La investigación propone la utilización de este residuo como materia prima para la síntesis de grafeno. Muramatsu, Kim, Yang, Cruz-Silva, Toda, Yamada, Terrones, Endo, Hayashi y Saito (2014) explican que los métodos tradicionales de obtención de grafeno son: deposición química de vapor, crecimiento epitaxial utilizando carburo de silicona, exfoliación de cristales de grafito y reducción química del óxido de grafeno. Sin embargo, estos procedimientos presentan dificultades y limitaciones por lo que se plantean como poco viables. El método de deposición química de vapor, produce láminas cristalizadas de grafeno, pero es poco factible para grandes producciones porque requiere una película delgada de catalizadores (Ni, Cu, entre otros elementos metálicos). Por otro lado, el crecimiento epitaxial produce láminas de grafeno, pero el SiC es altamente costoso y el proceso requiere una temperatura mayor a 1500°C. Asimismo, la exfoliación y la reducción química son capaces de producir grandes cantidades de grafeno, pero requiere el uso de agentes tóxicos (ácidos y desechos) y sus respectivos procedimientos son sumamente complejos, lo que ha inhibido su ejecución a gran escala (Muramatsu et al., 2014). De allí, la importancia de generar nuevos procesos para la obtención de grafeno, que sean técnica y económicamente viables. El proyecto propone un proceso no contaminante, sencillo y económico para la producción de dicho material a partir de un residuo de la industria agrícola.
- ¿Qué impacto positivo tiene su proyecto en su comunidad? Expliquen de la forma más concreta posible cuál es su impacto social, ambiental y/o económico actual. (Max. 500 caracteres)
- Venezuela es país productor de arroz, lo que resulta en la generación de grandes cantidades de cascarillas, las cuales son pasivos ambientales que ocupan grandes extensiones y pueden promover riesgos por incendio. El propósito de esta investigación es reducir su impacto ambiental, aprovechandolas para obtener grafeno. De esta manera, se promueve en el país el concepto del residuo como materia prima, y se genera una vía adicional de ingresos para las productoras de arroz.
- ¿Con cuál de las cuatro áreas temáticas de este desafío se vincula tu propuesta?
- 3- Materiales sostenibles- Consumo Responsable (ODS 12) / Lucha contra el Cambio Climático (ODS 13) / Vida submarina y de ecosistemas terrestres (ODS 14 y 15)
- ¿Qué hace que su proyecto sea innovador?
- Este proyecto se considera innovador debido a que utiliza un residuo que no había sido aprovechado previamente, para la producción o síntesis de un material útil. Este trabajo contempla el primer estudio en Venezuela sobre las cascarillas de arroz, el análisis de su composición química o morfología y su capacidad para ser transformado en un material de gran interés comercial en la actualidad, como el grafeno. Por otra parte, los procesos convencionales de obtención de grafeno, son altamente contaminantes. Este proyecto propone el estudio y ejecución de un proceso poco estudiado anteriormente, para la obtención de manera sustentable de grafeno a partir de un residuo agrícola.
- Nombre y apellido representante del equipo
- Andrea Dávila
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- https://www.youtube.com/watch?v=gBtJk_kOh6M
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