Las fibras naturales, registro viviente del territorio
Latinoamérica es una región de mucha riqueza natural, la constituyen muchos de los países más biodiversos del mundo, tanto en especies animales como vegetales; esta inmensa riqueza natural fue fundamento en la diversidad cultural prehispánica de aquellos que habitaron el territorio.
Fibras procedentes de tallos, hojas, frutos y animales fueron material propicio para sogas, lazos, cordeles, hilos, telas, mantos, contenedores, canastos, vestidos, etc. Y tan variados como su procesamiento eran las características de las diversas fibras, sus territorios y las connotaciones sociales, culturales y religiosas de los objetos con ellas concebidos.
La cultura latinoamericana está ligada a la historia en el uso y aplicaciones de las fibras naturales, estas han permitido a grupos humanos de todo el continente, plasmar su identidad cultural y su saber en objetos y tejidos de uso local y cotidiano.
Todas las culturas prehispánicas, Aztecas, Mayas Incas, Guanes, Muiscas, Guayakís, Tzeltales, Aimaras Caribes etc. Tuvieron en las fibras materiales de apoyo y soporte para el desarrollo de una artesanía utilitaria y simbólica. Fueron insumo y cimiento de la creatividad y recursividad.
Un ejemplo de esto lo podemos verlo en Colombia, que no fue ajeno al uso extendido y ancestral de las fibras como material de artesanía utilitaria, país catalogado como uno de los tres más ricos en biodiversidad, poseedor de un amplio abanico de fibras utilizadas por diferentes etnias, extraídas de diversas partes de plantas y animales, con distintos usos y aplicaciones. El trabajo investigativo adelantado por artesanías de Colombia en 2008 detecto 114 plantas usadas, para extraer fibras vegetales, que sin ser un total da una idea de la amplia diversidad existente.
El término fibra vegetal puede hacer alusión a pelos unicelulares que crecen sobre la superficie de las semillas del algodón (Gossypium hirsutum, G. barbadense, G. arboreum, G. herbaceum), a pelos multicelulares extraídos de las hojas del fique2 (Furcraea cabuya, F. macrophylla), a la médula esponjosa de los tallos del lecho (Rhabdadenia biflora), a las raíces de los chagualos y gaques (Clusia alata, C. crenata, C. lineata, C. multiflora) y el yaré (Heteropsis ecuadorensis, H. fl exuosa, H. linearis, H. oblongifolia, H. spruceana, H. steyermarkii, H. tenuispadix), a los tallos de las chinas y atacorrales (Smilax domingensis, S. tomentosa), a la epidermis de los tallos del chocolatillo (Ischnosiphon arouma, I. infl atus, I. obliquus, I. puberulus), a las brácteas de la inflorescencia del cabecinegro (Manicaria saccifera), a la nervadurade la hoja de la caña flecha (Gyneriumsagittatum), a los cogollos de la iraca (Carludovica palmata) y el gurregue (Astrocaryum standleyanum), a los ejes de las inflorescencias del esparto (Juncus ramboi), a las cortezas de la yanchama (Ficus insipida, F. maxima, F. mutisii, F. schippi) y la damagua (Poulsenia armata), o a toda la planta como en la paja blanca (Calamagrostis effusa, C. intermedia), entre tantas especies empleadas en Colombia (Linares, E.L., Galeano, N. Garcia & Y, Figueroa, 2008).
La llegada de los españoles altero de manera irreversible muchas de las formas y usos de las fibras naturales, muchos pueblos indígenas fueron aniquilados y otros diezmados, los Guanes por ejemplo, etnia indígena que habitaba la región de Guanentá en Colombia trabajaban de manera extendida el fique3 en diversos elementos de uso cotidiano como mochilas4 y contenedores, este pueblo guerrero se enfrentó a los españoles hasta su virtual exterminio, sin embargo la región biogeográfica que habitaban mantiene el legado en el uso del fique hasta el día de hoy. Aunque los españoles de manera violenta borraron mucho del patrimonio indígena, el mismo proceso de mestizaje y las técnicas traídas por los españoles a la vez que sus fibras, diversificaron el abanico técnico en el uso y manejo de estas. Este proceso se replicó en diversos lugares del continente donde las etnias sobrevivientes o sus descendientes, mantuvieron la tradición en el uso de materiales y técnicas hibridando con lo traído por los españoles, pero evitando la pérdida del legado y del conocimiento en la transformación del recurso, este conocimiento a su vez se fue arraigando en la cultural campesina popular, el uso de fibras vegetales para el calzado y los utensilios del día a día en el campo se convirtieron en constantes no solo en Colombia sino en muchos países Latinoamericanos.
En otras latitudes, del continente, en países como Bolivia y Perú el uso de la Alpaca ha sido símbolo de los pueblos indígenas, e incluso hoy en día regiones como Puno en Bolivia derivan gran parte de su actividad económica de esta fibra animal. Los datos censales muestran que, en esta región la crianza de alpacas es la fuente de empleo de 185,780 personas que dependen económicamente de esta actividad. Salas, P. (2015). Y en países como Argentina o Uruguay con especies introducidas por la conquista como las ovejas se formaron focos de identidad y desarrollo rural campesino, a la par con un saber hacer con las fibras de dichos animales.
A principios del siglo 19 las fibras naturales empiezan a ser parte de la revolución industrial, México ve en el Henequén una industria con potencial, e inicia un desarrollo tecnológico amplio y significativo, que podría haber conducido de mantenerse en el tiempo a que México fuese ejemplo de desarrollo y aprovechamiento de fibras naturales. Aunque prácticamente casi cualquier especie y variedad de agave puede ser fuente del ixtle usado en las diferentes artesanías regionales (México) con sus evidentes diferencias en usos y calidad de fibra son dos los casos histórica y culturalmente sobresalientes: el raspado de henequén y el tallado de lechuguilla. Pérez, A. (1999).
Estos ejemplos muestran como a lo largo y ancho del continente las fibras naturales de origen animal y vegetal han sido manifestación histórica, cultural y biótica del territorio. Sin embargo, el objetivo de este artículo no es explorar el pasado, al contrario, busca indagar y reflexionar sobre los potenciales futuros de este legado ancestral.
La actualidad de los materiales de origen petroquímico
No podemos seguir hablando de fibras sin conversar brevemente de los materiales plásticos y las fibras sintéticas, que con su aparición relegaron a los materiales naturales a un segundo plano convirtiéndose en la principal causa de la desaparición de diversos oficios y productos en fibras vegetales. Alrededor del mundo miles de artesanos de fibras naturales empezaron a ver sus productos desplazados por aquellos elaborados en fibra plástica. España, et, Al. (2015).
El bajo costo de las fibras plásticas, su alta durabilidad y resistencia a las condiciones ambientales, y su adaptación productiva a diversos tipos de sistemas de transformación. La hicieron la materia prima por excelencia de empaques para alimentos, fibras textiles, calzado y un sin número de productos. Hoy en día el plástico está presente en prácticamente todos los productos de uso cotidiano y se fabrican objetos que compiten con los de fibras naturales en todos los sectores.
En las décadas de la posguerra los polímeros expandieron su uso de modo exponencial, estábamos deslumbrados por su potencial como material, pero ciegos a los impactos ambientales que traería en el futuro cercano y al impacto socio-cultural inmediato en las economías locales y artesanales que vieron desplazados sus productos tradicionales de artesanía utilitaria por aquellos de origen industrial producidos con materiales poliméricos. Hoy en día vivimos una hecatombe ambiental de basura plástica, factores, como su baja biodegradabilidad que se veían como ventaja frente a los materiales naturales, están demostrando ser muy problemáticos, sobretodo en los plásticos de un solo uso que están en la mira de las legislaciones ambientales, por su masivo impacto en ecosistemas terrestres y marinos.
Los materiales que puedan reemplazar o disminuir el uso de material plástico, están en siendo de interés para investigadores, empresas y consumidores.
Una oportunidad verde, para las fibras naturales
Las realidades ambientales actuales, están sensibilizando a los consumidores a escoger productos cuyas características de fabricación y sus materiales cumplan con estándares más exigentes en términos de impacto ambiental, a su vez los gobiernos se están viendo forzados ha tomar decisiones legislativas más estrictas con el uso de ciertos materiales e insumos. Esto esta generando un ambiente propicio para el fortalecimiento de los sectores locales cuyos potenciales productivos puedan generar menores consecuencias medioambientales. Las fibras vegetales llevan décadas en la mira de investigadores, que han analizado y testeado sus características físicas y su rendimiento como materiales aplicables al desarrollo de productos y a usos de tipo arquitectónico entre otros. Las fibras naturales han aumentado su aplicación como complemento a los materiales plásticos, en diversas usos industriales y arquitectónicos sustituyendo principalmente a la fibra de vidrio, (Joshi et al. 2004). La capacidad de las fibras vegetales de mejorar propiedades físicas de la estructura de los objetos como peso, flexibilidad y capacidad de absorción de impactos, han sido demostradas en diversas investigaciones. Los materiales con fibras naturales están surgiendo como alternativa a los compuestos plásticos reforzados con fibra de vidrio (Wambua et al. 2003; Bogoeva-Gaceva et al. 2007; Taj et al. 2007; Zah et al. 2007 John y Thomas 2008; Bavan y Kumar 2010; Mohammed et al. 2015).
Sin embargo en el panorama latinoamericano pareciera que estamos relegados en los procesos de investigación y en el uso innovador y tecnológico de fibras naturales en nuevos productos y aplicaciones, son los países del hemisferio norte junto a China y la India los que estas avanzando a pasos gigantes en este tema. La presencia de fibras vegetales como yute, cáñamo o sisal en materiales compuestos de la industria automotriz es una realidad hace décadas, el uso de estas fibras en la arquitectura, en materiales reforzados, ultraligeros y en un sinfín de usos ya es un proceso avanzado. Y aunque Latinoamérica posee una abundancia biótica y un saber ancestral arraigado y diverso, pareciera que nos estamos relegando en la investigación y desarrollo de nuevos materiales y en ejercicios de bioprospección en este campo. Esto no es solo un tema tecnológico y ambiental, los productores agrícolas de fibras naturales en el continente tendrían una oportunidad de mejorar sus ingresos y condiciones productivas en la medida que los usos y aplicaciones de las fibras se realicen en productos y desarrollos de mejor valor en mercado. En la actualidad muchos productores de fibras venden sus materiales, con nulo o muy bajo nivel de ganancia. En Colombia por ejemplo la mayor parte de la fibra de fique que se produce se utiliza en la icónica elaboración de costales de café, los cuales elabora la industria con fibra comprada principalmente a pequeños productores, en la medida que los costales para café deben competir en precio con los plásticos es un producto de bajo valor agregado, lo que se le paga al productor es muy poco, en correlación con todo el esfuerzo productivo y financiero que implica la obtención de la fibra. Se requiere de usos y aplicaciones que vinculen de modo incluyente al productor en esquemas de comercio justo y en aplicaciones y usos de la fibra que presenten mayor valor y reconocimiento en mercado.
En Latinoamérica si existen investigaciones y desarrollo en el área de las fibras vegetales, pero la mayoría parecen estarse quedando en un nivel meramente académico en el cual desde una revisión de producción científica pareciéramos también estar muy por detrás de otras regiones del planeta que no poseen un potencial Biótico tan diverso. Pareciera que en el sector de las fibras naturales una vez más somos exportadores de materias primas, pero no nicho de desarrollo e innovación tecnológica en nuevos materiales y aplicaciones.
Luchando contra la corriente
Si solo en Colombia se reconocen más de 248 especies de plantas cuyas fibras tienen diversos usos y aplicaciones desde épocas prehispánicas (Linares 1994). Muchas de éstas tienen usos artesanales y/o industriales con un legado sociocultural que impacta todos los departamentos. Actualmente se usan 118 fibras de origen vegetal principalmente en objetos artesanales y de uso cotidiano (Linares et al., 2017). Estas cifras se refieren únicamente a aquellas plantas que tienen un uso ancestral o comprobado. Este mapeo no incluye subproductos del sector agrícola, ni materiales aun no explorados desde el saber vernáculo. Y estamos hablando de solo un país del continente. ¿Cuál es potencial de Latinoamérica en bioprospección de fibras naturales? Ni siquiera las fibras de uso artesanal reconocido están caracterizadas y estudiadas en su potencial para el desarrollo de nuevos materiales y productos.
Pero en este apartado quiero aclarar que si existen investigadores e instituciones que con pocos recursos y con muchas dificultades propias de la investigación en nuestra región, estamos buscando aportar en este campo. Hace poco conocí de primera mano una iniciativa en Argentina adelantada por el INTI5 para el desarrollo de nuevos materiales y productos en fibra de lana no tejida de ovejas de carne. Una iniciativa muy interesante que unía el aprovechamiento de una fibra poco utilizada, el proyecto se centra en la lana corta subproducto de la esquila de ovejas de carne, con una técnica de afieltrado, aplicado al desarrollo de nuevos productos y vinculando de manera activa a las comunidades rurales. En una lógica de investigación-acción, tomaron contacto directo con los actores involucrados en la cadena de la lana, se desarrolló un proyecto participativo para estimular su apropiación colectiva, fomentando el desarrollo local. Ariza, Et, al. (2014).
Y como está iniciativa del INTI existen muchos desarrollos en diversos países latinoamericanos, sin embargo, pareciera que nos falta fortalecer las sinergias y los aprendizajes colectivos a la vez que se tejen redes de conocimiento en el campo de las fibras, a fin de compensar nuestras limitaciones en recursos financieros para la investigación. Es difícil pensar que, en el corto o mediano plazo, tendremos recursos para la investigación aplicada similares a la Unión Europea o a China, pero si podríamos fortalecer el trabajo colaborativo y el colegie territorial como una forma de fortalecer nuestro potencial en la investigación y desarrollo en las fibras naturales.
Nuestra experiencia
En la escuela de diseño de producto y el programa de diseño industrial, de la Universidad Jorge Tadeo Lozano de Bogotá, estamos desde el 2012 investigando y trabajando en fibras vegetales, desde tres niveles diferentes, pero ampliamente correlacionados.
Un primer nivel pedagógico que vincula a los estudiantes desde el trabajo de campo y el diseño colaborativo con las comunidades rurales que cultivan y transforman las fibras vegetales. Este proyecto no solo es un mecanismo de aporte a nuestro déficit con el sector agrícola, también es un escenario pedagógico de contextualización y conexión de los estudiantes con una parte de Colombia que, entre las nuevas tecnologías y nuestro desarraigo por el campo, es casi desconocida para la gran mayoría de jóvenes que formamos en nuestras universidades (España et al., 2019).
Un segundo nivel de investigación aplicada, articulada y con cofinanciación de instituciones de investigación agropecuaria como AGROSAVIA6. Esta alianza, entre Universidad y estado ha buscado desde un acercamiento a las necesidades sectoriales y un constante dialogo con las comunidades campesinas y artesanas, entender las necesidades del sector y desde ese lugar desarrollar ofertas tecnológicas que ayuden a resolver los retos y necesidades productivas y ambientales. Esta relación ya lleva más de 5 años articulando acciones y desarrollos investigativos colaborativos. Se puede destacar de este proceso el desarrollo tecnológico realizado por las dos instituciones para mejorar el proceso de obtención de la fibra de fique y sus subproductos, para lo cual se desarrollo un prototipo funcional, que permite obtener fibra, jugo y bagazo por separado y para su aprovechamiento.
Y un tercer nivel, que es el que más desarrollare en este artículo, que vinculando los dos anteriores (estudiantes de pregrado, instituciones investigadoras) y el proceso doctoral del autor busca desarrollar nuevos uso y aplicaciones para las fibras naturales. Desde tres frentes distintos:
Utilizando fibras y desperdicios de la agroindustria, se van a desarrollar materiales y sus aplicaciones a productos, acordes a las características físicas de los mismos. Las líneas de desarrollo son (Ver Figura 1):
a.Desarrollar biopolímeros a base de polisacáridos, y fibro-reforzarlos con materiales vegetales como la fibra de fique, la hoja del maíz o la fibra de coco; Y diseñar usos y aplicaciones de baja complejidad tecnológica, para que dicha tecnología sea transferible a sectores rurales.
En la Figura 2, se puede apreciar el grupo de polímeros biodegradables que se vienen estudiando y cuyas formulas de elaboración y de composición ya se están desarrollando y afinando con el equipo investigativo. En este ramo se encuentran almidones de origen agrícola local y carrageninas que se pueden obtener de la biomasa de las algas, cuya proliferación en algunas regiones de costa es una problemática ambiental asociable a cambio climático.
Aunque todavía no se han explorado los potenciales usos de los materiales obtenidos se espera a principios del 2019 iniciar pruebas y aplicaciones en el desarrollo de producto. Esta iniciativa investigativa ambiciona conectar investigación básica con aplicabilidad comercial, que beneficie a los sectores rurales.
b.Desarrollar materiales ACM usando fibras naturales no tejidas que reduzcan el uso de plásticos y que reemplacen en materiales compuestos a fibras tan nocivas como la de vidrio. Este es uno de los campos con mayor desarrollo desde la literatura científica, sin embargo, el mapeo de usos y aplicaciones utilizando fibras locales es limitado y la comprensión de las implicaciones ambientales del uso de una fibra u otra poco explorado. Es amplio el potencial a desarrollar en el mapeo de fibras como refuerzo de materiales compuestos.
La Figura 3, esquematiza las rutas de desarrollo que se están planteando junto con AGRO-SAVIA para el desarrollo y aplicación de materiales fibroreforzados, aunque el cuadros centra en el uso de la fibra de fique y de piña, ya se han vinculado a las pruebas de material otros tipos de fibras y compuestos vegetales. Quisiera destacar como el esquema vincula la huella ecológica en el proceso de balance de la relación material-producto y como la investigación no solo está abordando una categorización física del material, en la medida que lleva el desarrollo hasta prototipos y productos.
c.El desarrollo de implementos agrícolas a partir de fibra y bagazo residual, busca hacer sinergia entre los residuos subproducto de la producción agrícola y necesidades especificas de los sectores rurales donde se generan estos subproductos; busca recuperar la autosuficiencia local de suplir algunas necesidades desde una artesanía utilitaria.
En la Figura 4 se puede apreciar una de las primeras metas de esta iniciativa, que es el desarrollo de contenedores para germinar plántulas, y que estas puedan ser transplantadas directamente al suelo sin perjuicio alguno para la planta ni para el medio ambiente. El uso de bolsas plásticas y otros insumos de polímeros, para germinar plantas en el campo es un problema masivo. Que afecta la calidad de los suelos.
Como se puede apreciar el proceso investigativo que se esta adelantando en el desarrollo de materiales compuestos con fibras vegetales y sus aplicaciones, es ambicioso y sus metas son a mediano plazo, parte de la intención de este proceso es lograr un programa de investigación que caracterice los materiales, a la vez que desde una fase mas aplicada y propia de las disciplinas del diseño se desarrollan los usos de los resultados obtenidos.
Conclusiones
-- Este artículo busca mostrar a grandes rasgos un desarrollo investigativo y un interés, alrededor de un tema de gran potencial regional, a la vez que sirve como conducto de invitación a generar redes y sinergias en esta área investigativa. Es esencial que los investigadores latinoamericanos nos articulemos de manera dinámica, generosa y colaborativa, como estrategia para compensar otras debilidades de la región, como la falta de recursos financieros para la innovación e investigación aplicada.
-- Las fibras naturales son de gran potencial en el desarrollo de productos que reemplacen a los plásticos, desde un menor impacto ambiental, pero se requiere más investigación en todos los niveles, para responder preguntas claves en el uso y aprovechamiento de las fibras naturales. ¿Cuáles fibras son potencialmente escalables a un mayor uso del recurso y bajo que condiciones, para evitar un deterioro ambiental? ¿Cómo protegemos nuestro patrimonio biótico mientras lo aprovechamos sosteniblemente? ¿Cómo garantizamos un beneficio socio-económico para los productores agrícolas de fibras vegetales?
-- El desarrollo de biopolímeros y materiales compuestos con fibras vegetales debería apuntar a un desarrollo de productos y tecnologías locales, garantizando ciclos más sostenibles y dinámicos de la investigación.
-- El desarrollo de materiales compuestos con petroplásticos y fibras naturales no tejidas y tejidas, debe apuntar a desplazar y desaparecer el uso de materiales como la fibra de vidrio, cuyo uso es muy perjudicial ambientalmente, pero con un uso muy extendido.