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Los investigadores estadounidenses le están dando al término madera dura un significado completamente nuevo. Han desarrollado una técnica relativamente simple de hervir y triturar para hacer de la madera superdensa un material fuerte pero liviano que podría usarse para construir de todo, desde puentes hasta automóviles.

El proceso de compactación de la madera aplasta los espacios entre las paredes de las celdas de la madera natural que se ven en la imagen de microscopía electrónica de barrido de la izquierda), lo que hace que la madera densificada (derecha) sea tan fuerte como el acero.
Créditos de imagen J. Song et al., Nature, 2018.

La gente ha construido y fabricado con madera desde tiempos inmemoriales, y por una buena razón: es un material de construcción abundante, barato y fácilmente disponible (en la mayor parte del mundo), tiene una buena combinación de resistencia y flexibilidad, y es relativamente fácil de trabajar con. También, al menos para mí, se ve bastante bien. Sin embargo, nuestra relación con la madera como material de construcción comenzó a disminuir con la revolución industrial y, en la actualidad, se trata más de una aventura ocasional que de algo serio.

Viejo registro, nuevos trucos

Lo que en realidad es bastante triste, ya que aunque la madera se quedó atrás en el departamento de resistencia, todas sus otras cualidades todavía están ahí. En un intento por devolverle la chispa a este viejo amor, un equipo de investigadores de EE. UU. ha desarrollado una madera superdensa, una madera altamente compactada que es casi tan fuerte como el acero, pero mucho más liviana.

Las envidiables propiedades físicas de este material se remontan a su producción. Se construye hirviendo bloques regulares de madera en una solución a base de agua de hidróxido de sodio (lejía) y sulfito de sodio. Estos productos químicos eliminan parte de la lignina y la hemicelulosa de la madera (dos compuestos orgánicos que le dan estructura y rigidez a la madera), haciéndola más maleable.

Luego, esta madera templada se prensa a 5 megapascales (50 veces la presión atmosférica al nivel del mar) entre dos placas de metal calentadas a 100 Celsius (212 F). El proceso aplasta todos los espacios entre las celdas de la madera, reduciendo el bloque a aproximadamente un 20% de su grosor inicial y aumentando la densidad tres veces.

Sin embargo, con un gran aplastamiento viene un gran poder: las pruebas mecánicas revelaron que la madera ultradensa producida de esta manera puede soportar ser estirada o tirada 11,5 veces más fuerte que la original sin romperse. Esto lo haría comparable al acero en resistencia, aunque también es más liviano. El equipo también probó tablones de madera típicos y superdensos contra perdigones de acero inoxidable disparados con una pistola de aire comprimido a 30 metros (98,5 pies) por segundo. Los pellets atravesaron limpiamente la madera natural, pero quedaron alojados en la pila de madera densificada del mismo espesor, como se puede ver a continuación:

Otra ventaja del proceso, señala el coautor Teng Li, ingeniero mecánico de la Universidad de Maryland en College Park, es que los productos químicos utilizados para eliminar la lignina y la hemicelulosa de la madera no plantean ningún problema de contaminación significativo. A la luz de ese hecho, y de las maderas comparativamente de bajo impacto ambiental y sostenibilidad, la madera superdensa podría convertirse en una alternativa ecológica al acero u otras aleaciones metálicas para obras de construcción. Alternativamente, podría usarse en la fabricación de vehículos más livianos y más eficientes en combustible, agrega.

Como último bocado de reflexión: la madera es, en última instancia, una forma de plantas de almacenamiento de carbono, después de todo, eliminan el carbono de la atmósfera para crecer. Visto desde este punto de vista, el uso de madera superdensa como material de construcción a gran escala podría ayudarnos a matar dos pájaros de un tiro (si se cosecha de forma sostenible, por supuesto). Por un lado, ayudaría a reducir las emisiones de carbono de la minería y refinación de metales y no metales. Por el otro, capturaría parte del CO2 que ya está flotando. ¡Incluso podemos hacer los cristales de las ventanas de madera!

Con los problemas climáticos que enfrentamos y los que nos esperan en el futuro, tenemos muy pocas piedras de este tipo para lanzar y necesitamos obtener tantas aves como podamos.

El artículo Procesamiento de madera natural a granel en un material estructural de alto rendimiento se ha publicado en la revista Nature .

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