Inventan una técnica que hace que la madera sea tan dura y resistente como el acero

Investigadores de la universidad china de Nanjing han creado una nueva técnica que convierte a la madera en un material tan denso y resistente como el acero y otras aleaciones de metales. El equipo asegura que el proceso de densificación de la madera no consume mucha energía y convierte a este material en una alternativa sostenible y ligera a otros que se usan en la construcción.

“Los materiales estructurales ligeros con alta resistencia y dureza son enormemente útiles para muchas aplicaciones avanzadas. La madera, como material estructural sostenible, se ha utilizado ampliamente en ingeniería debido a su abundante disponibilidad y a sus excelentes propiedades mecánicas”, explican los investigadores en un artículo publicado recientemente en la revista revisada por pares Journal of Bioresources and Bioproducts. “Nuestra tecnología de 'autodensificación' permite desarrollar maderas superresistentes, reensamblando sus fibras […] sin necesidad de prensado en caliente”.

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Omar Kardoudi

Cómo funciona

Si miramos las fibras de madera de cerca, veremos que forman largos tubos huecos dispuestos longitudinalmente que se unen en una pieza de madera más grande. Las fibras están hechas de celulosa y un material aglutinante llamado lignina y el espacio hueco dentro del tubo se llama lumen, el tamaño de esos túneles determina la resistencia final de la madera.

La nueva técnica desarrollada por los investigadores chinos reorganiza las fibras de madera, haciendo que se desplacen hacia el interior y llenen el espacio del lumen. El resultado es un material enormemente denso.

Para conseguir ese efecto, los investigadores comienzan eliminando parte de la lignina haciendo hervir el bloque de madera en una mezcla de lejía (hidróxido de sodio) y sulfito de sodio. Luego sumergen la madera en una mezcla caliente de sal de cloruro de litio y un disolvente llamado dimetilacetamida, haciendo que la celulosa y la lignina que queda se hinchen y se expandan hacia el interior llenando el lumen.

La madera procesada se deja secar al aire a temperatura ambiente durante 10 horas, lo que provoca que el material se encoja hacia dentro de manera uniforme a la vez que mantiene su longitud original.

Un material superresistente y sostenible

El proceso creado por los investigadores chinos hace que la madera adquiera unas propiedades excepcionales. Los investigadores han observado una resistencia a la tracción, a la flexión y al impacto muy superior a la madera natural y a la madera comprimida lograda con los métodos tradicionales.

Además, la madera tratada presenta las mismas propiedades mecánicas en todas las direcciones, lo que permite su uso para entornos mecánicos exigentes. Para demostrar la versatilidad y dureza del material, los investigadores fabricaron un clavo de madera que superó a los hechos de acero en las pruebas de carga.

El equipo asegura que la madera tratada con esta técnica puede usarse para formar estructuras para la construcción, la creación de mobiliario ultraresistente y el uso industrial, sustituyendo a los metales y aleaciones tradicionales. Además, al tratarse de madera, ofrece una opción sostenible que puede ayudar a paliar la escasez de materiales de alto rendimiento.