Desde el principio de la humanidad, se han usado diferentes materiales para fabricar herramientas y objetos esenciales para el desarrollo y supervivencia. La búsqueda constante de materiales duraderos y resistentes ha generado avances tecnológicos a lo largo de la historia, desde herramientas de piedra hasta la creación de sistemas electrónicos complejos. Los materiales han sido fundamentales para el crecimiento de civilizaciones y el desarrollo tecnológico.

Dentro de los materiales más usados destacan aquellos que provee la naturaleza, como los obtenidos de plantas, animales, insectos y minerales, cuya aplicación ha sido principalmente para la fabricación de ropa y otros utensilios de uso cotidiano. Fibras naturales como el algodón (Gossypium spp.), seda proveniente del gusano de la seda (Bombyx moril L.) y la lana de oveja (Ovis aries L.) son ejemplos de estos materiales. Sin embargo, en la actualidad se fabrican fibras sintéticas más duraderas, como fibras de poliéster, fibras de carbono y fibras de vidrio para usos textiles y materiales compuestos, en sustitución de las fibras naturales. Aunque esto ha llevado a la reducción del uso de fibras naturales, estas siguen presentando ventajas, como una alta disponibilidad, un costo de obtención relativamente bajo y, además, son amigables con el medioambiente. En la industria agrícola y alimentaria, muchas fibras naturales de diferentes diámetros y longitudes que pudieran ser aprovechadas para darles un valor agregado, como aditivos para el reforzamiento de concretos o plásticos, son desperdiciadas y pueden llegar a representar un problema de salud medioambiental debido a su quema o descomposición, provocando la contaminación de suelos, agua y aire.

Una forma de aprovechar las fibras naturales es la posibilidad de combinarlas con otros materiales base, como polímeros, yeso o cemento, y así mejorar sus propiedades de tensión y rigidez. A esto se le conoce como materiales compuestos. Los materiales compuestos son el resultado de una combinación de dos o más materiales, donde uno es una base o matriz y otro un material de refuerzo. Por ejemplo, en el concreto armado la matriz es el cemento y el refuerzo son las varillas de acero; juntos, estos dos materiales otorgan una combinación de sus mejores propiedades individuales, como la alta resistencia del cemento y la buena rigidez que aporta el acero.

En el caso de las fibras naturales, estas cumplen la función de material de refuerzo cuando se combinan con una matriz polimérica[1] como el caucho; de esta forma es posible obtener materiales resistentes y a su vez ligeros. Las fibras de origen vegetal presentan una estructura que les otorga una buena resistencia a la tensión; esta estructura está formada por la mezcla de tres moléculas que son lignina, hemicelulosa y celulosa.

En varios estudios científicos se han diseñado y fabricado materiales compuestos usando fibras de algodón, coco y bambú combinados con una matriz polimérica, para compararlos con una matriz sin fibras. Los resultados de estas investigaciones han mostrado mejoras en las propiedades de tensión de los materiales con fibras naturales; por tal razón, pueden ser aplicadas en materiales compuestos para fabricar partes estructurales de vehículos, piezas de maquinaria, utensilios domésticos y también productos desechables. Por ejemplo, es posible fabricar un material compuesto por fibras naturales, como la fibra de agave azul (Agave tequilana Weber var. azul), y una matriz de un polímero biodegradable, como el ácido poliláctico. De esta forma es posible obtener plásticos desechables, biodegradables y ecológicos que contribuyan a la disminución de la contaminación ambiental.

Actualmente, se han llevado a cabo estudios enfocados en la modificación de fibras naturales de origen vegetal con el fin de mejorar su interacción con matrices poliméricas y, de esta forma, incrementar su resistencia mecánica para ampliar sus aplicaciones industriales o comerciales. En conclusión, el uso de este tipo de fibras en la fabricación de materiales compuestos es un tema de interés, dado que se le otorga un uso valioso a materias primas que son consideradas desechos.

[1] Polímero: material formado por moléculas repetitivas; pueden ser plásticos, cauchos o resinas.