Así es la súper madera, más resistente que el acero

Llega la ‘súper madera’, más resistente que el acero

Es natural y orgánica, pero se comporta como el acero: es la ‘súper madera’. Podría ser el material del futuro para construir casas, automóviles, estructuras e incluso pantallas a prueba de balas.

En los Estados Unidos, un grupo de investigadores de la Universidad de Maryland ha creado un nuevo sistema para hacer que la madera sea aún más resistente. Esta ‘súper madera’ tiene características en algunos casos superiores a las del acero y el titanio. El nuevo proceso, en fase de experimentación, podría llevar a producir nuevos materiales económicos y de fácil obtención.

Liangbing Hu e Teng Li y sus colegas publicaron los resultados de sus investigaciones en la revista Nature en febrero. Su sistema está inspirado en técnicas ya utilizadas para adensar la madera. A ello añaden tratamientos que permiten mantener mejor su forma y hacerla más resistente a la humedad.

“Se trataba de eliminar el porcentaje correcto de lignina”, ha revelado Hu. “Las fibras de celulosa se unen y se entrelazan, hasta formar nanofibras alineadas en una dirección precisa”.
super madera

Cómo se produce la ‘súper madera’

La madera se vuelve más densa y así mejora su estabilidad y aumentan sus propiedades mecánicas, incluso en condiciones húmedas. El proceso implica dos fases: en primer lugar, se eliminan parcialmente la lignina y las hemicelulosas. Esto se obtiene por ebullición durante siete horas y sumergiendo el material en una mezcla de hidróxido de sodio (soda cáustica) y sulfito de sodio. Es un procedimiento que recuerda al utilizado para obtener la pulpa de madera para producir papel. De esta forma, el grosor se reduce en un 80 por ciento.

Una vez finalizado el proceso químico, se pasa al físico. Con un prensado llevado a cabo durante un día, a una temperatura de 100 grados, las paredes celulares colapsan y las nanofibras de celulosa se densifican y se alinean. El experimento fue desarrollado con diferentes tipos de maderas, incluyendo roble, tilo, álamo, tuya o pino blanco americano, todos con efectos idénticos.

Los investigadores afirman que la ‘súper madera’ obtenida así es tres veces más densa que el material original. Además, alcanza una resistencia de hasta 10 veces mayor. Dependiendo de los tratamientos, puede llegar a ser hasta 50 veces más resistente a la compresión y 20 veces más rígida y dura. El material también puede resistir mejor los golpes y abrasiones. Sin embargo, sigue siendo madera, con lo cual se puede trabajar con la máxima facilidad.

alternativa económica y sostenible

También se ha analizado la resistencia a la humedad, apreciando resultados notables en comparación con la madera normal. El nuevo material ha estado expuesto a ambientes extremadamente húmedos durante más de 5 días y solo se ha deformado un 10%.

Los materiales estructurales, como el acero, a menudo tienen fuertes repercusiones ambientales. De acuerdo con un estudio publicado en Plos one en 2014, los sectores siderúrgicos son responsables del 30% de las emisiones industriales de carbono y del 74% de toda la energía consumida por la industria metalúrgica. La ‘súper madera’ podría usarse como una alternativa a los materiales más costosos, como la fibra de carbono, ya que requiere un procesamiento menos complejo y es altamente reciclable.

La madera, de hecho, es un material barato y abundante. La llevamos usando durante milenios para construir casas y muebles. Hasta ahora no tenía las características para satisfacer las necesidades modernas, pero con el nuevo tratamiento las tendrá. También es un material muy ligero, por lo que podría ser usado en la industria aeroespacial y automovilística.

Madera a prueba de balas

Con los recursos actuales, el proceso para producir la ‘súper madera’ requiere varias horas de trabajo. Sin embargo, el nuevo material podría fabricarse en contextos industriales, a mayor escala. Así se reduciría el tiempo requerido para su preparación.

Para probar la dureza real del nuevo material, los investigadores lo utilizaron como pantalla y le dispararon varios proyectiles. Se siguió el mismo procedimiento que se emplea para verificar la resistencia de los vehículos militares. Cinco capas de láminas, de apenas 3 cm de grosor en total, pudieron detener proyectiles de 46 gramos que viajaban a una velocidad de 30 metros por segundo.

Un día no muy lejano, podríamos vivir en casas hechas casi completamente con uno de los materiales más abundantes y versátiles de la Tierra. Y en el garaje podría haber un coche con un chasis y parachoques hechos de madera, en lugar que de acero y plástico.

Imágenes | University of Maryland

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