29 | 03 | 2022
En 2018 se publicaron en la revista científica Nature los resultados de una sorprendente investigación: un grupo de investigadores de Maryland, en Estados Unidos, descubrió un procedimiento capaz de transformar la madera en un material extremadamente resistente, más que el acero e incluso algunas aleaciones de titanio.
Desde hace un tiempo, la investigación científica busca un material fácilmente disponible en la naturaleza, económico y resistente, capaz de afrontar los retos del futuro, también y sobre todo con vistas a un mayor rendimiento y un menor consumo energético. Desde este punto de vista, la transformación de la madera en «súper madera» tiene algo de revolucionario.
El proceso
Las técnicas empleadas por el equipo de investigación en la primera fase del experimento suelen utilizarse para aumentar la densidad de la madera, y no tienen en sí mismas un carácter novedoso. A estos, sin embargo, el equipo dirigido por Jianwei Song ha añadido dos tratamientos innovadores que han permitido que la madera obtenga una mayor resistencia, en particular manteniendo su forma y aumentando su resistencia a la humedad.
El primer paso del procesamiento es de tipo químico: aquí la madera se sumerge en una solución de hidróxido de sodio (NaOH) y sulfito de sodio (Na2SO3). Este proceso, por un lado, elimina parte de la lignina y la hemicelulosa de la madera, y por otro, deja la celulosa, el componente más importante de la madera, prácticamente intacta. Es un proceso muy similar al que se utiliza en las papeleras para obtener la pulpa de la madera con la que se fabrica el papel.
El segundo paso es más bien de carácter físico: se prensa la madera hasta obtener el máximo grado de compactación del material. Luego se calienta ligeramente: un proceso fundamental porque es gracias a la combinación de la presión y este aumento controlado de la temperatura que se crean los enlaces químicos necesarios para reforzar la madera.
Los resultados
La «súper madera» obtenida de este experimento es 3 veces más densa que la madera original, e incluso 10 veces más resistente. Dependiendo de los tratamientos a los que sea sometido, puede llegar a ser hasta 50 veces más resistente a la compresión y 20 veces más duro y rígido. Además, a pesar de esta extraordinaria resistencia, la «súper madera» se puede seguir procesando fácilmente de acuerdo con las necesidades requeridas por el procesamiento.
Otra característica relevante de la madera espesada es su gran resistencia a la humedad. El equipo de investigadores probó una muestra en ambientes extremadamente húmedos y descubrió que la tasa de hinchazón en una ventana de cinco días era inferior al 10%, un umbral muy bajo en comparación con los valores alcanzados por la madera comprimida con otras técnicas. Además, se repitió la prueba con las mismas variables pero con la madera comprimida recubierta con una pintura especial antihumedad: un tratamiento sencillo que resolvió el problema de hinchamiento.
Los usos
La «súper madera» solo se ha probado en el laboratorio: actualmente el procedimiento es bastante largo y se necesitan varias horas para obtener una placa de madera gruesa del tamaño de un libro. Sin embargo, el equipo de investigación confía en que los avances podrían acelerar el proceso de fabricación.
Una vez que se hayan reconocido sus características extraordinarias, la «súper madera» podría ser objeto de grandes inversiones y producida en contextos industriales, a gran escala. El escenario que se avecina es muy interesante. La «súper madera», por ejemplo, podría convertirse en una excelente alternativa a los materiales sintéticos como la fibra de carbono: económicamente más ventajosa, requiere un procesamiento menos complejo, además de ser obviamente completamente reciclable, a diferencia de la fibra de carbono que tiene con los contaminantes que son difíciles para deshacerse.
Gracias a sus propiedades, la «super madera» podría sustituir al acero u otras aleaciones en el sector de la automoción o incluso en la industria aeroespacial, que siempre se ha interesado por el desarrollo de aleaciones cada vez más resistentes.
Fuentes:
https://go.nature.com/3GuNroN
https://www.ilpost.it/2018/02/13/super-legno/
https://www.lescienze.it/news/2018/02/12/news/legno_trattamento_super-legno_forte_acciaio-3858629/
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