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05 Mar 2021

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La madera transparente, energéticamente más eficiente, podría convertirse en alternativa al cristal
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La madera transparente, energéticamente más eficiente, podría convertirse en alternativa al cristal 

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Shutterstock / Visions-AD

La madera es un material antiquísimo que los seres humanos llevan usando desde hace millones de años para actividades como la construcción de casas y barcos o como combustible para alimentar el fuego. Se trata de un recurso renovable, y supone además un medio a través del cual absorber el exceso de dióxido de carbono presente en la atmósfera de la Tierra. En la actualidad, el volumen anual de producción del principal componente de la madera, la celulosa, es 20 veces superior al del acero.

Pero si hay algo para lo que no utilizaríamos madera sería para construir ventanas. En su lugar utilizamos plástico y cristal, que son transparentes, y que, al endurecerse, aportan solidez estructural. Pero los edificios pierden una gran cantidad de calor a través de los cristales y, a pesar de que la luz que dejan pasar puede templar un poco los interiores, no se trata de un buen aislante. De ahí la necesidad de poner doble cristal. La madera, por su parte, posee grandes capacidades aislantes, pero no es transparente… Normalmente.

En los últimos años los ingenieros de materiales han estado trabajando en crear madera transparente. Este material (una madera a través de la cual se pueda ver, y que a la vez conserve sus grandes propiedades mecánicas) podría suponer una buena alternativa al cristal; alternativa, además, que proviene de un material sostenible y renovable. Los intentos anteriores de llevar esto a cabo implicaban un enorme coste energético, y requerían además el uso de productos químicos muy tóxicos. Sin embargo, hace poco se ha publicado un nuevo estudio donde se muestra cómo hacer madera transparente sin que sea necesario usar grandes cantidades de energía.

Ver a través de la madera

La falta de transparencia de la madera se debe a la acción conjunta de sus dos componentes principales, la celulosa y la lignina. La lignina absorbe la luz, y la presencia de cromóforos (componentes que se activan gracias a la luz) hace que este material tenga un aspecto marrón. Las fibras de la madera, que en su mayor parte están compuestas de celulosa, son estructuras similares a tubos huecos. Y el aire del interior de estos tubos dispersa la luz, lo que limita su transparencia.

Las investigaciones anteriores destinadas a crear madera transparente intentaban, entre otras cosas, eliminar por completo la lignina de la estructura y sustituirla por un material resinoso. Pero para eliminar la lignina era necesario el uso de numerosos productos químicos muy dañinos para el medio ambiente, y además suponía una reducción considerable de las propiedades mecánicas del material, que se volvía más endeble.

Pero el nuevo estudio, llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Maryland, muestra cómo es posible crear madera transparente usando un producto químico sencillo, el peróxido de hidrógeno, que habitualmente se usa para teñir el pelo. Se trata de un producto capaz de modificar los cromóforos, de cambiar su estructura de tal modo que estos dejen de absorber la luz y de darle a la madera su color marrón.

Un soleado bosque de pinos con troncos en el suelo.
Al eliminar la lignina, un componente de la madera, ésta se vuelve transparente. Shutterstock/Krasula

Este producto químico puede extenderse sobre la madera y luego activarse proyectando luz. De esta forma se puede obtener un material blanco y brillante, al que podríamos llamar madera rubia. La reacción química que se produce al juntar madera y peróxido de hidrógeno es bien conocida, pues se trata de un procedimiento básico para decolorar la pulpa de madera que se usa para hacer papel (y que es una de las razones por las que dicho papel tiene una apariencia banca y brillante).

El otro motivo por el que el papel es blanco es porque los poros o agujeros que componen su estructura dispersan la luz de forma similar a como lo hacen las fibras huecas de celulosa en la madera. Si se rellenan estas fibras con resina se reduce la dispersión, lo que permite que la luz atraviese la madera y esta sea transparente al tiempo que mantiene sus propiedades mecánicas.

Ventanas de madera

Hablamos de una investigación fascinante que se basa en la bien conocida reacción química que se produce al juntar peróxido de hidrógeno y lignina. Esta técnica se podría aplicar de igual modo a grandes estructuras de material, lo que podría sentar las bases para la producción de materiales de construcción transparentes que tuvieran el potencial real de sustituir al cristal.

Dado que el producto químico se aplica sobre la madera, esto ofrece grandes posibilidades para la creación de efectos decorativos. Así, podría popularizarse el uso de paneles de este nuevo material en interiores, donde seguirían aportando su capacidad aislante adicional.

Hace falta seguir investigando para optimizar la reacción química y lograr la automatización industrial del proceso. Sin embargo, llegará un día en el que podremos sentarnos en el interior de una casa o trabajar en un edificio cuyas ventanas sean completamente de madera.

The Conversation

Steve Eichhorn recibe fondos del Engineering and Physical Sciences Research Council.

The Conversation. Rigor académico, oficio periodístico

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