De la madera obtienen nuevo material, aún más fuerte que el acero

La búsqueda de los científicos por encontrar el  súper material del futuro tiene ahora un nuevo hallazgo que celebrar: la nanocelulosa. Además de ser un recurso renovable, que se obtiene a partir de fibras de madera, es más resistente que el acero. Comenzará a ser producida por un grupo de investigadores y empresas que lleva algún tiempo trabajando, al alero del Centro de Biomateriales y Biotecnología (CBN) de la Universidad del Bío Bío, en Concepción.

Los investigadores trabajan con nanotecnología, como se denomina al conjunto de técnicas para manipular y controlar la materia a nivel de nanómetro, una dimensión invisible al ojo humano. Los resultados de sus esfuerzos han demostrado que,  a escala nanométrica, las propiedades de la madera son superiores a la de muchos metales. Su resistencia es incluso superior al kevlar, un material que se utiliza en chalecos antibalas, aviones de combate y trajes espaciales.

Las nanocelulosas tienen una resistencia a la tensión (o fuerza necesaria para romperla) de  10 mil megapascales, mientras que el acero la posee de 500, el kevlar de 2.800 y el aluminio de 400. Además,  son muy livianas, pesan 1.500 kilos por metro cúbico, en tanto que el acero pesa 7.860 y el aluminio 2.800. En suma, un material renovable, 20 veces más resistente que el acero.

La producción, a escala de laboratorio, comienza este mes y se estima que alcanzará la optimización del proceso a fines de 2015, según señaló William Gacitúa (PhD) director del centro.

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Los inicios

El esfuerzo de investigadores nacionales y extranjeros, tesistas y empresas, comenzó a desarrollarse hace cuatro años con el apoyo de dos proyectos del Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondef) de Conicyt.

En el primero, denominado Segregación de clones de Eucalyptus nitens mediante micro y nanotecnología para la fabricación de productos de ingeniería de alto valor, participaron Oxiquim, Mininco, Infodema y Washington State University. En este trabajo los investigadores pudieron conocer por qué algunas maderas de Eucalyptus nitens se agrietaban y solicitaron una patente, aún pendiente de ser aprobada, que quedará luego disponible sirviendo para caracterizar esa especie para diferentes aplicaciones en la industria.

En el segundo proyecto, llamado Desarrollo de nanotecnologías como herramientas de selección genética para la fabricación de celulosa Premium, también se solicitaron dos patentes a nivel nacional, con posibilidad de fase internacional. El trabajo permitirá contar  con una herramienta  para evaluar las propiedades mecánicas de las fibras en cualquier proceso de fabricación de celulosa como de tableros.  Lo anterior, servirá para entender cómo cambian las propiedades mecánicas del árbol al pasar a fibra y después  a nanocelulosa. Participaron en este proyecto Bioforest, Washington State University, University of Tennessee, Université Laval, Bosques Cautín y Genómica Forestal.

Revolución en el laboratorio

El trabajo realizado revolucionó en Chile el ámbito de la investigación al instalar en la Universidad del BíoBío un laboratorio con equipos de tan alto nivel como un nanoindentador que permite caracterizar las propiedades de la madera a nivel de nanoescala (un nanómetro equivale a la millonésima parte del metro). Lo anterior, además de  equipos de microscopía electrónica y máquinas de ensayo universal.

Para Cecilia Bustos Ávila (PhD) directora de postgrados en Ciencias y Tecnología de la Madera del CBN, con las técnicas que usan actualmente pueden dar respuesta científica a muchas interrogantes sobre los comportamientos de la madera.

Nanomateriales de madera

Este año, el CBN está partiendo con otra línea de trabajo referida  a la creación de biotejidos con estructuras nanométricas. Nanomateriales de madera, ésa es la apuesta. La tecnología para hacerlo existe y en la UBB tomarán fibras y las reconstruirán para formar un nuevo material.

Estos biotejidos de celulosa son estructuras cerradas en las que es imposible que entre una bacteria y son biodegradables. Con hilos de celulosa se elaborarán  tejidos biodegradables que podrían utilizarse como materiales para la construcción, en revestimientos aislantes; como refuerzos en pinturas y barnices; en la industria del embalaje de alimentos o hidrogel. Pulpa de Eucalyptusglobulus y pulpa de pino serán la materia prima.