La madera se ha utilizado desde la antigüedad para fabricar muebles, casas, barcos, el fuselaje de los primeros aviones y muchos otros objetos. Los materiales modernos, como el acero, el hormigón y el plástico, la han sustituido porque son mucho más resistentes y duros. Pero ahora el rendimiento de un material también se juzga en función de su impacto medioambiental, y la madera es la clara vencedora en este aspecto. Por eso vuelve a estar en el punto de mira, y los científicos están encontrando nuevas formas de aumentar su rendimiento. Es el caso de grupo de investigadores de la Universidad de Maryland que ha logrado obtener una madera con propiedades notables, siendo 12 veces más resistente y 10 veces más dura que antes del tratamiento, comparable al acero, las aleaciones de titanio o la fibra de carbono.
Eliminación de parte de la lignina y prensado de la madera calentada
Puede que tratado no sea el término más apropiado, porque la madera no se trata con ninguna otra sustancia, sino que simplemente se procesa de una determinada manera. A diferencia de Accoya o Kebonydonde la madera ha sido tratada con diferentes resinas para aumentar su resistencia al exterior, super madera - se sometió a un tratamiento de deslignificación parcial seguido de prensado.
Los principales materiales de los que está hecha la madera son la celulosa, las hemicelulosas y la lignina. Son los que crean la célula de la madera. La celulosa y las hemicelulosas son las que forman la matriz, y la lignina impregna esta matriz que da a la madera su rigidez, peso y color. Los investigadores de la Universidad de Maryland, que en el pasado también lograron obtener madera transparente, sometieron la madera a una deslignificación parcial con productos químicos y después la prensaron durante 24 horas, tiempo durante el cual la madera se calentó permanentemente a 65°C.
La eliminación parcial de la lignina ha aligerado y esponjado la madera. La presión posterior colapsó las paredes celulares, las fibras de celulosa se compactaron y formaron nuevos enlaces de hidrógeno muy fuertes. El prensado también eliminó defectos como huecos, fibras retorcidas o nudos, y las propiedades de la madera se volvieron uniformes.
Cabe señalar que los investigadores han logrado encontrar ese límite de deslignificación que conduce a un rendimiento notable del material obtenido. Un porcentaje mayor o menor de lignina eliminada conduce a resultados muy diferentes, teniendo la madera resultante un rendimiento muy inferior. Todo ello se debe a los enlaces de hidrógeno que se forman cuando el porcentaje de lignina que permanece en la estructura de la madera es óptimo.
Una madera con nuevas propiedades, mucho más resistente y dura
La madera resultante es 5 veces más fina que la original, pero 12 veces más resistente y 10 veces más dura. Se fabricaron clavos con este material y se clavaron en la madera pasándola fácilmente por 3 placas o cuchillos que cortaban gruesos trozos de carne. También se sometió el material a disparos de proyectiles similares a balas, que atravesaban fácilmente la madera normal pero no lograban penetrar la madera densificada. La prueba puede verse aquí.
Cuando se utiliza en la construcción, la madera es reproches que, aunque es muy resistente a lo largo de la fibra, falla cuando se aplica una fuerza perpendicular a ella. En el caso de la madera densificada, se necesita 10 veces más fuerza para hacerla ceder. La madera densificada es tan resistente como el acero, pero 6 veces más ligera. Los investigadores creen que el nuevo material podría utilizarse en la fabricación de coches y aviones, en la construcción, prácticamente en cualquier lugar donde se utilice acero.
La aplicación del método a escala industrial permitiría utilizar especies de crecimiento rápido y muy baja resistencia y dureza para obtener un material muy resistente, biodegradable y con una baja huella de carbono. De este modo se protegerían especies con muy buenas cualidades pero de crecimiento muy lento. Combinado con la reforestación permanente y la tala sostenible, sería una muy buena forma de utilizar materiales de altas prestaciones sin perjudicar el medio ambiente ni la salud de los habitantes del planeta.
Aunque muy resistente, el agua sigue siendo una vulnerabilidad
Como no existe un material perfecto y super madera tiene su punto débil, a saber, la vulnerabilidad al agua. El nuevo material no pierde la reconocida afinidad de la madera por el agua y, con el aumento de la humedad, sus propiedades físicas y mecánicas disminuyen. Por tanto, la madera densificada debe protegerse del agua y la humedad para poder beneficiarse de sus propiedades únicas. Un método para mantener el agua fuera es el revestimiento o la impregnación parcial con aceites. Se trata de un método inspirado en el pasado, cuando la protección de las embarcaciones se hacía con aceite o alquitrán obtenido por calentamiento de la madera a altas temperaturas.
Sin embargo, la afinidad por el agua es útil para la biodegradación de la madera. Las exigencias actuales son utilizar cada vez más productos biodegradables que no dañen el medio ambiente a largo plazo. La madera es uno de esos materiales, pero necesita agua para degradarse. Por eso hay que encontrar ese fino equilibrio entre resistencia a la humedad y afinidad a la humedad.
El siglo XXI parece ser el de la madera
Aunque la primera madera densificada se obtuvo hace más de 5 años, los resultados de la investigación aún no han alcanzado el nivel industrial. Pero es un proceso que requiere tiempo e inversión, y el grupo de investigadores ya ha establecido algunos contactos. Sin duda llegará a ese nivel, porque el siglo XXI parece ser el siglo de la madera. La aparición de nuevos productos industrializados que hacen que la industria de la construcción la utilice cada vez más demuestra el deseo de hacer de la madera un material con mejores prestaciones. Y la supermadera es uno de esos materiales.
Sin embargo, para seguir disfrutando de la madera y de sus cualidades especiales, necesitamos talas sostenibles, repoblaciones forestales permanentes y soluciones para utilizar especies consideradas inferiores pero de crecimiento mucho más rápido.
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