Fabrican madera transparente que puede almacenar y emitir calor

Este podría ser el material de construcción del futuro.

La madera puede parecernos un material más idóneo en las cabañas de madera en los bosques que en la arquitectura moderna, pero un equipo de investigadores ha presentado en la Reunión y Exposición Nacional de Primavera de 2019 de la American Chemical Society -la sociedad científica más grande del mundo-, un revolucionario material biodegradable: se trata de un nuevo tipo de madera transparente que no solo transmite luz, sino que también absorbe y libera calor, lo que podría ahorrar en costes de energía en los hogares y edificios en general.


"En 2016, demostramos que la madera transparente tiene excelentes propiedades de aislamiento térmico en comparación con el vidrio, combinada con una alta transmisión óptica", comentó Céline Montanari, estudiante que presentando la investigación en la reunión. "En este trabajo, intentamos reducir aún más el consumo de energía del edificio
incorporando un material que puede absorber, almacenar y liberar calor".

 

A medida que el desarrollo económico avanza a nivel mundial, el consumo de energía se ha disparado. Gran parte de esta energía se utiliza para iluminar, calentar y enfriar hogares, oficinas y otros edificios. Las ventanas de vidrio pueden transmitir luz, lo que ayuda a iluminar y calentar los hogares, pero no almacenan energía para usar cuando el sol se oculta cada día.

Hace tres años, el investigador Lars Berglund y su equipo del Instituto Real de Tecnología KTH en Estocolmo (Suecia), informaron sobre una madera ópticamente transparente en la revista Biomacromolecules. Los expertos fabricaron el material mediante la
eliminación de un componente absorbente de la luz, un polímero llamado lignina, de las paredes celulares de la madera de balsa. Para reducir la dispersión de la luz, incorporaron acrílico en el andamio de madera porosa. El resultado era que se podía ver a través del material, pero era lo suficientemente vago como para proporcionar privacidad si se utilizaba como un material de construcción. La madera transparente también tenía propiedades mecánicas favorables, lo que le permite soportar cargas pesadas.

 

Añadiendo la capacidad de almacenar calor



Sobre la base de este trabajo, Montanari y Berglund agregaron un polímero llamado
polietilenglicolo macrogol a la madera. "Elegimos macrogol debido a su capacidad para almacenar calor, pero también por su alta afinidad por la madera", dice Montanari. "En Estocolmo, hay un barco realmente antiguo llamado Vasa, y los científicos utilizaron macrogol para estabilizar la madera. Así que sabíamos que este poliéter puede penetrar realmente en las celdas de la madera".

Conocido como un "material de cambio de fase",
el macrogol es un sólido que se funde a una temperatura de unos 26,6 ºC almacenando energía en el proceso. La temperatura de fusión se puede ajustar utilizando diferentes tipos de polímero. "Durante un día soleado, el material absorberá el calor antes de que alcance el espacio interior, y el interior será más frío que el exterior", explica Montanari. "Y por la noche, ocurre lo contrario: el PEG se vuelve sólido y libera calor en el interior para que pueda mantener una temperatura constante en la casa".

 

El equipo encapsuló este polímero dentro del andamio de madera, lo que evitó la fuga del polímero durante las transiciones de fase. También incorporaron acrílico en el material para protegerlo de la humedad. Al igual que en su versión anterior, la madera modificada era transparente, aunque ligeramente turbia y fuerte, pero tenía la ventaja adicional de almacenar calor.

Los investigadores señalan que la madera transparente tiene el potencial de ser más respetuosa con el medio ambiente que otros materiales de construcción como el plástico, el hormigón y el vidrio. Además de su capacidad de almacenamiento térmico, la madera transparente podría ser más fácil de desechar después de haber cumplido su función.
"El polietilenglicol y la madera son biológicos y biodegradables. La única parte que no es biodegradable es el acrílico, pero este podría ser reemplazado por otro polímero de base biológica", aclara Berglund.

 

Ahora, los expertos se centrará en escalar el proceso de producción para que sea factible a nivel industrial y también más eficiente en cuanto a la gestión de la energía. Los investigadores estiman que la madera transparente podría estar disponible para aplicaciones específicas en diseño de interiores en tan solo cinco años.

 

Referencia: This research was presented at a meeting of the American Chemical Society in the Orange County Convention Center.

 

Crédito imagen: American Chemical Society

 

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en ladymoon@gmail.com

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