La madera que desafía al metal, un avance en la industria de los materiales

Un método innovador para producir madera con propiedades mecánicas comparables a las del metal, ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad de Nanjing en China. Avance que podría transformar la industria de los materiales y la construcción, al tiempo que ofrece una alternativa  sostenible y de alto rendimiento.

Basado en el proceso de “autodensificación”, la técnica utilizada por los científicos chinos reorganiza las fibras internas de la madera produciendo un material muy resistente sin un alto consumo de energía, entre otros beneficios ambientales. El resultado es un material con una resistencia y dureza mucho mayores que la madera natural o comprimida mediante métodos tradicionales.

“Los materiales estructurales ligeros con alta resistencia y dureza son enormemente útiles para muchas aplicaciones avanzadas. La madera, como material estructural sostenible, se ha utilizado ampliamente en ingeniería debido a su abundante disponibilidad y a sus excelentes propiedades mecánicas”, señalan los científicos chinos en el artículo publicado en Journal of Bioresources and Bioproducts, quienes aspiran a que en un futuro pueda sustituir a metales tradicionales en diversas aplicaciones de construcción.

La autodensificación de la madera

Para entender cómo funciona esta nueva técnica, es importante conocer la estructura de la madera que está formada por fibras de celulosa y lignina, dispuestas tubos huecos llamados lúmenes. Estos espacios vacíos son responsables de la menor resistencia de la madera convencional.

Esquema de la estrategia de autodensificación para transformar (a) madera natural en (b) madera autodensificada superfuerte sin prensado en caliente, en comparación con (c) madera densificada comprimida tradicional. (d) Fotografías de la madera densificada comprimida con refuerzo unidireccional y de la madera autodensificada con refuerzo multidireccional.

El proceso “autodensificación” comienza con la eliminación parcial de la lignina mediante la inmersión de la madera en una solución de hidróxido de sodio y sulfito de sodio. Tras lo cual se sumerge en una mezcla caliente de cloruro de litio y dimetilacetamida para que las fibras de celulosa y la lignina restante se expandan hacia el interior, llenando los lúmenes. Finalmente, se seca al aire durante 10 horas, lo que permite que se compacte uniformemente sin perder su longitud original.

“Nuestra tecnología de ‘autodensificación’ permite desarrollar maderas superresistentes, reensamblando sus fibras (…) sin necesidad de prensado en caliente”, explican los investigadores.

Ventajas de la madera ultrarresistente

La madera procesada utilizando el nuevo método presenta propiedades excepcionales que la convierten en una alternativa viable a los metales y otros materiales tradicionales que se explican a continuación:

Resistencia y dureza. La madera autodensificada es tan resistente como el acero, lo que la hace adecuada para aplicaciones estructurales exigentes.

Ligereza. A pesar de su alta densidad, sigue siendo más ligera que los metales, facilitando su transporte y manipulación.

Sostenibilidad. El proceso consume menos energía que los métodos tradicionales de densificación, como el prensado en caliente, y utiliza materiales químicos reciclables.

Costo reducido. La abundancia de madera como recurso natural y la eficiencia del proceso hacen que este material sea más económico que los metales.

Aplicaciones prácticas. Más allá de la construcción

Utilizable en varias industrias

Gracias a las propiedades que adquiere a su procesamiento con la nueva técnica desarrollada por los investigadores de la Universidad de Nanjing, esta madera podría posicionarse como un material versátil con aplicaciones en diversas industrias:

Construcción. Desde estructuras de edificios hasta puentes, la madera ultrarresistente puede sustituir al acero y al hormigón en proyectos arquitectónicos.

Automotriz. Su ligereza y resistencia la hacen ideal para componentes de vehículos, reduciendo el peso y mejorando la eficiencia energética.

Aeroespacial. En la fabricación de aviones y drones, donde cada gramo cuenta, este material podría ser revolucionario.

Diseño de interiores. Muebles y acabados que combinan estética, durabilidad y sostenibilidad.

Impacto en la industria y el medio ambiente

La introducción de esta madera autodensificada podría marcar un antes y un después en la industria de los materiales. Su capacidad para competir con el acero y otros metales abre la puerta a una nueva era en el diseño y la construcción. Además, su producción sostenible responde a la creciente demanda de materiales ecológicos que busca reducir su huella de carbono.

Uno de los aspectos más destacados de este avance es su impacto positivo en el medio ambiente. Al ser un material renovable y elaborado con un proceso de bajo consumo energético, la madera autodensificada contribuye a la:

Reducción de emisiones. Al sustituir materiales como el acero, cuya producción es altamente contaminante

Conservación de recursos. La eficiencia del proceso minimiza el desperdicio de madera y químicos.

Fomento de la reforestación. La demanda de madera sostenible podría incentivar prácticas de manejo forestal responsable.

Un avance prometedor

El desarrollo de esta madera ultrarresistente por parte de investigadores chinos representa un avance significativo en la ciencia de los materiales. Su combinación de resistencia, sostenibilidad y versatilidad promete revolucionar industrias enteras, desde la construcción hasta la automotriz y aeroespacial. Además, su impacto ambiental positivo refuerza la importancia de la innovación en la búsqueda de soluciones sostenibles para los desafíos globales.

Con información de Click Petróleo y Gas, Ecoiventos y El Confidencial

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