Nuevos materiales para la construcción hechos de madera

Nuevos materiales para la construcción hechos de madera

Nuevos materiales para la construcción hechos de madera
reforzada con nanocelulosa y bioresinas
En el marco del proyecto europeo CELLUWOOD, AIDIMA ha presentado en la reciente
Feria Habitat los principales resultados del proyecto obtenidos hasta ahora.
El principal objetivo que se espera alcanzar con el proyecto CELLUWOOD (Laminated Strong
Eco-Material for Building Construction made of Cellulose-Strengthened Wood) es el desarrollo,
mediante reingeniería, de materiales resistentes hechos de madera adecuados para la
construcción de edificios.
Para ello, la madera se reforzará mediante membranas celulósicas y mediante la unión de las
láminas de madera por bioresinas o compuestos de fibras naturales, en lugar de por resinas
procedentes del petróleo, como viene siendo habitual. De este modo, al reforzarse la madera,
los nuevos materiales podrán utilizarse en estructuras que deban aguantar grandes cargas
portantes o dinámicas, donde hasta ahora la madera no puede utilizarse.
Los materiales que se desarrollarán en el proyecto presentarán las siguientes ventajas:
–
Serán más resistentes que los actuales.
–
Tendrán emisiones de CO2 más bajas que otros materiales de construcción
(acero, hormigón).
–
Reducirán significativamente la energía capturada en las estructuras de edificios.
–
Crearán nuevas oportunidades para la captura del carbono y su almacenamiento.
–
Minimizarán los puentes térmicos mediante capas de aislamiento.
–
Mejorarán las posibilidades para el reciclado con bajo impacto medioambiental de
los materiales de desecho que se producen en la demolición de edificios.
Los objetivos específicos del proyecto son los siguientes.
1) Aprovechamiento de la madera de reducidas dimensiones
Utilizar para madera estructural madera de los bosques europeos, que actualmente no
se utiliza para ese fin por su pequeña escuadría y su baja calidad.
2) Desarrollo de bioresinas para madera
Desarrollar adhesivos que sirvan para laminar madera y que provengan de fuentes
renovables y sostenibles. La industria química no ha desarrollado hasta la fecha
adhesivos sin dependencia del petróleo capaces de mejorar la resistencia mecánica de
grandes estructuras de madera laminada destinadas a la construcción, como son las
vigas y columnas que soportan cargas estructurales.
© AIDIMA 2014
3) Madera reforzada más resistente
Reforzar madera mediante membranas celulósicas y mediante la unión de las láminas
de madera por bioresinas o compuestos de fibras naturales. Esta madera reforzada
permitirá el uso de la madera como material estructural en grandes construcciones.
A continuación se exponen los resultados presentados en la Feria Hábitat relativos al
desarrollo de bioresinas.
Seminario de difusión de los resultados del proyecto CELLUWOOD en Feria Hábitat 2014
Póster de difusión de los resultados del proyecto
CELLUWOOD en Feria Hábitat 2014
.
© AIDIMA 2014
Se han analizado en el proyecto diferentes sistemas de adhesión para los materiales
CELLUWOOD:
•
Sistemas de taninos condensados extraídos de árboles de Quebracho
Colorado (Schinopsis Lorentzii).
•
Sistemas de taninos condensados de árboles de pino.
•
Lignina Kraft de coníferas y frondosas.
•
CNSL (Cashew nut shell liquid o líquido de la cáscara de nuez del anacardo).
Estas materias primas naturales se ensayaron para averiguar su capacidad de curar en frío o
en caliente. Para ello se evaluó su resistencia a tracción según normas EN e ISO y luego se
aplicaron al laminado de los materiales usados en este proyecto.
Para el proyecto se ha decidido usar principalmente una bioresina basada en lignina, de coste
muy reducido. Se han desarrollado también dos clases de adhesivos para madera reforzada,
basados en nanocelulosa: epoxi reforzado con nanocelulosa y caseína reforzada con
nanocelulosa. Se ha averiguado que ambos adhesivos pueden usarse a temperatura ambiente
con presión baja, y mostrar una alta resistencia.
Usando el epoxi reforzado con nanocelulosa, la resistencia a cizalladura puede aumentar más
de un 40% con una adición de nanocelulosa del 5%. La adición de nanocelulosa mejora
significativamente la resistencia de la unión. Sin embargo, están investigándose todavía la baja
resistencia al agua y la resistencia a cizalladura de estos adhesivos de polímeros naturales.
Estas resinas, al igual que la de lignina, se aplican en el proyecto tanto para la reparación de
defectos de la madera (nudos, grietas, etc.) como para laminarla.
Se han fabricado hasta
ahora
vigas
laminadas
mediante la bioresina de
lignina.
Al
principio
apareció un problema de
delaminación a presiones
moderadas (rotura de la
viga por separación de las
láminas), debido a que la
resina apenas penetraba
en la madera.
Problema inicial de delaminación a presiones moderadas.
© AIDIMA 2014
Este problema ha sido solucionado ya, modificando ligeramente la formulación de la bioresina.
De forma preliminar se han obtenido vigas con una resistencia a flexión con un 30% superior a
la de las vigas comerciales existentes, sin la utilización de adhesivos petroquímicos.
Viga laminada con la última formulación de la bioresina. No aparece delaminación a presiones elevadas
Viga laminada con la última formulación de la bioresina.
A pesar de que se alcanza el punto de rotura, no aparece delaminación
El proyecto europeo CELLUWOOD está formado por un consorcio internacional al que
pertenece AIDIMA, la Universidad de Brunel (Reino Unido), Chimar Hellas (Grecia),
Contemporary Building Design (Eslovenia), Tecnifusta (España), InnovaWood (Bélgica) y la
empresa británica InWood Developments, coordinadora de la iniciativa. La última reunión del
proyecto se celebró en Liubliana (Eslovenia) los días 27 y 28 de marzo.
© AIDIMA 2014
El proyecto está cofinanciado por el programa Eco-innovation First Application and Market
Replication Projects, promovido por la Comisión Europea para la eliminación y reducción del
impacto ambiental y el uso óptimo de los recursos, mediante soluciones “eco-innovadoras” en
procesos, técnicas, servicios, productos o tecnologías. Todo ello está encaminado a reducir las
emisiones de gases de efecto invernadero.
Las anualidades 2012 y 2013 del proyecto fueron cofinanciadas por el IVACE (Instituto
Valenciano de Competitividad Empresarial) y por fondos europeos FEDER, y este año se ha
solicitado recientemente al IVACE la cofinanciación de la anualidad 2014.
Los resultados más destacables del proyecto se irán difundiendo en el ámbito nacional y
europeo a medida que éste vaya avanzando. El proyecto cuenta con la página electrónica
www.celluwood.com.
Miguel Ángel Abián
Dpto. Tecnología y Biotecnología de la Madera
Patricia Boquera
Laboratorio Medio Ambiente
AIDIMA
[email protected]
© AIDIMA 2014