Utilizar zanahorias para elaborar hormigón, convertir la madera en plástico, o incluso comprimirla para crear una “super madera” tan blanda y resistente como el titanio puede sonar a un serie de experimentos como los del Dr. Frankestein. Sin embargo estos, son algunos de los ejemplos del uso de fibras naturales vegetales como alternativas respetuosas al medio ambiente en materiales creados por el hombre
Los científicos están descubriendo que las fibras de las plantas pueden añadir durabilidad y fuerza a las sustancias que ya se utilizan en la construcción de edificios y en materiales que van desde juguetes y muebles a autos y aeronaves. El plus es que las plantas, al secuestrar el carbono en su estructura, usar sus fibras para hacer materiales significan una menor emisión de dióxido de carbono. La producción de hormigón sola representa el 5% de las emisiones globales de dióxido de carbono generadas por el hombre, y la producción de un kilo de plástico a partir de petróleo produce 6 kilos de gases de invernadero.
Comencemos por las zanahorias. Están siendo investigadas por Mohamed Saafi en la Universidad de Lancaster en Inglaterra. El Dr. Saafi y sus colegas no usan zanahorias enteras, sino lo que ellos llaman «nanoplaquetas» que son extraídas de zanahorias descartadas por los supermercados o como desechos de fábricas de procesamiento de alimentos. Las peladuras de remolacha azucarera son también una fuente útil de nanoplaquetas. Los investigadores están trabajando con una empresa británica que produce dichas plaquetas para aplicaciones industriales, incluso como un aditivo que ayuda a endurecer la superficie de pintura a medida que se seca.
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Cada plaqueta tiene apenas unos pocos micrones de diámetro. Consisten en una lámina de fibras de celulosa rígidas. Aunque las fibras son diminutas, son fuertes. Al combinar las plaquetas con otros materiales se puede producir un compuesto muy robusto. El Dr. Saafi está mezclando las plaquetas con cemento, lo que se consigue quemando piedra caliza y arcilla a altas temperaturas (la reacción química entre estos materiales libera dióxido de carbono de la piedra caliza). Para convertir cemento en hormigón se mezcla con agregados como la arena, piedras y canto rodado, que actúan como refuerzo, y con agua, que reacciona con los productos químicos del cemento para formar una sustancia llamada hidrato de silicato de calcio. Esto se convierte en principio en un gel espeso, pero luego se endurece en una matriz sólida que une a los agregados.
Sopa de Zanahoria
Al agregar plaquetas de vegetales a la mezcla, el Dr. Saafi y sus colegas pueden hacer el hormigón más fuerte. Esto es útil en sí mismo, pero además permite reducir la cantidad de cemento requerida para alcanzar ciertos niveles de resistencia. Reduciendo la cantidad de cemento es una forma de reducir consecuentemente las emisiones de dióxido de carbono.
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El grupo se encuentra investigando para conocer con precisión que tan fuerte se puede hacer al hormigón al agregar las plaquetas, pero estudios iniciales sugieren que el resultado puede ser considerable. Apenas 500 gramos de plaquetas pueden reducir la cantidad de cemento necesaria para producir un metro cúbico de hormigón en unos 40 kg- un ahorro del 10%. El Dr. Saafi y su equipo están embarcados en un estudio que tomará dos años, para investigar el proceso en más detalle y lograr definir la mezcla óptima para usar en la industria de la construcción.
A diferencia del cemento, la madera ya es un material compuesto. Está hecho de fibras de celulosa incrustadas en una matriz de lignina, un polímero orgánico que sirve a varios propósitos. Stora Enso, una empresa finlandesa de productos forestales, lanzó un producto basado en derivados de madera como alternativa a los plásticos fósiles. Este material, llamado DuraSense, es muy parecido de aspecto al pochoclo. Consiste en fibras de madera, incluida lignina, obtenidas del proceso de pasteras y otras operaciones. Las fibras están mezcladas con polímeros a base de petróleo y otros aditivos, como agentes colorantes. Los gránulos resultantes se pueden fundir y moldear del mismo modo que los plásticos en los procesos de fabricación. Agregando las fibras de madera, dice la compañía, se puede reducir la cantidad de plástico necesaria elaborar el mismo producto en un 60%.
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Stora Enso ha encontrado también uso para la lignina pura, que suele ser un producto de descarte en la fabricación de papel, dado que habitualmente es elaborado con pulpa luego de haberle quitado la lignina. Los ingenieros de Stora Enso han descubierto cómo utilizar la lignina como sustituto de las resinas y adhesivos a base de petróleo empleados en la fabricación de maderas enchapada. No son los únicos que están buscando aplicaciones estructurales para la lignina. Al igual que otros, Stora Enso está buscando formas de utilizarla para reemplazar los materiales fósiles en compuestos de fibra de carbono, que son utilizados para fabricar las partes livianas en autos y aeronaves.
En contraste, Hu Liangbing y Li Teng de la Uniersidad de Maryland están tratando de crear un material mejor al remover, en lugar de agregar, la lignina. Su objetivo es crear una “super madera” que sea más fuerte que la mayoría de los metales. Su aproximación implica tratar bloques de madera con hidróxido de sodio y sulfato de sodio en un proceso químico similar al utilizado para remover la lignina de la pulpa para fabricar papel. La diferencia es que ellos quitan solo la lignina necesaria para hacer bloques de madera sencillos de comprimir. Lo hacen exprimiendo la madera tratada a aproximadamente 100°C, lo que causa que los poros y fibras tubulares de la madera colapsen. Esto incremente la densidad tres veces y su resistencia once veces.
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Esto coloca a la «Super Madera» a la par de algunas aleaciones de titanio ligeras usadas en componentes de alta resistencia para naves espaciales. También es a prueba de balas. En un ensayo de laboratorio, el material logró detener un proyectil capaz de atravesar de lado a lado una madera natural del mismo espesor.
El equipo está ahora tratando de comercializar este proceso, que cree será de bajo costo. Al funcionar tanto en maderas duras como blandas, el abanico de materiales que pueden crearse es extenso. Los responsables del proyecto creen que, un día, muchísimas cosas podrán hacerse con madera densificada como casas, autos y muebles.
Fuente: The Economist
