Madera transparente: el material que traza un nuevo futuro para la energía solar y la arquitectura

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27 de Diciembre, 2022

Eliminando químicamente uno de los componentes fundamentales de esta materia prima se obtiene un producto dos veces más fuerte que el cristal orgánico y mucho más resistente que el convencional. De esta manera, además de ser una alternativa barata y renovable para la industria constructiva, científicos prevén encontrar nuevas soluciones de energía fotovoltaica, apostando por una mejor captura lumínica y una eficiencia generalizada en todo el proceso.

Hace más de una década, anticipándose a la realidad científica, el estudio de diseño japonés Nendo tuvo el objetivo de crear la ilusión de la madera transparente. Para eso, produjo una mesa de acrílico diseñada para tener la forma, el ensamblaje y el grano de la superficie de las tablas de la misma madera, presagiando un futuro que, hoy podríamos decir, ya está aquí con nosotros. 

Teniendo en cuenta el impacto que podía tener para el mundo el hecho de que una materia prima natural y potencialmente económica estuviera dotada de nuevas y asombrosas cualidades, es que múltiples centros universitarios de investigación de materiales, a nivel internacional, han trabajado duro para crear un tipo de madera que permita el paso de la luz.

Con este antecedente, y considerando que ya son varios los años que han pasado desde su creación —ya se hablaba de ella a comienzos de la década del noventa—, no se la podría catalogar como una novedad. Sin embargo, lo que sí es posible afirmar, es que su desarrollo ha experimentado notables cambios, logrando salir de un uso más bien limitante para poder ser utilizada masivamente tras la consecución de un método que logra fabricar esta materialidad a gran escala. 

¿Los responsables? Un equipo de investigación de Royal Institute of Technology (KTH) de Estocolmo, los cuales fueron capaces de abrir un sinfín de posibilidades eco amigables que, aparte de ser una alternativa para el diseño, la construcción y la arquitectura, nos lleva a imaginar una nueva estética de la sostenibilidad basada en una tecnología de gran belleza y de alto rendimiento, emocionalmente cerca de sentirse natural.

La madera obtenida se caracteriza por una transparencia suave que deja pasar muy bien la luz / Nendo studio

Hoy conoceremos los orígenes y fundamentos esenciales para la investigación y el desarrollo de la madera transparente, junto con sus aportes a la arquitectura y a la energía fotovoltaica. Aspectos que se suman a otros atributos, como por ejemplo sus posibilidades para reemplazar el plástico y otros materiales contaminantes, como vimos en otro artículo reciente de Madera21.  

¿Cómo se obtiene la madera transparente?

Para poder explicar la clave que permite modificar las propiedades de la madera común y corriente y que permite transformarla en un nuevo elemento, los investigadores comenzaron por eliminar químicamente una sustancia denominada lignina. Uno de sus componentes fundamentales. 

Ésta aparece en los tejidos leñosos de todos los elementos del reino vegetal y su función es mantener unidas las fibras de celulosa, además de realizar funciones esenciales para su vida como la firmeza en el ambiente y la mejora de su sistema defensivo frente a microorganismos. 

Del término latino “lignum” —madera—, podríamos decir que es la responsable de la rigidez característica del material, siendo también partícipe de su color oscuro, constituyendo el 25% de la materia prima. Así, aunque permite múltiples funciones esenciales para la vida de las plantas, impide que la luz pase, lo que puede resultar una ventaja o en un problema, según cómo se mire o por la necesidad. Aunque, claro, el hecho de que su presencia bloquee alrededor del 90% de la luz, por supuesto que puede ser un inconveniente; ya sea porque no permite su uso en diversos proyectos, o bien, por ser una gran limitante. 

La madera transparente ha experimentado notables cambios en su desarrollo / What´s new

La relevancia de eliminar esta sustancia, además de convertir el elemento en un material blanco, abre las puertas para poder dar el paso que se busca: la transparencia. Para lograrlo, científicos de la Universidad de Maryland obtuvieron esa cualidad al eliminar la molécula de lignina de la madera y, a continuación, llenar de epoxi – adhesivos bicomponentes acrílicos que, normalmente, sirven para unir piezas de plástico duro y blando – las estructuras celulares de celulosa incoloras. 

No obstante, uno de los principales obstáculos en el proceso de fabricación de la madera transparente es que, por lo general, se utilizan grandes cantidades de sustancias químicas y energía, lo que debilita la estructura de la misma. Ante eso, el mencionado equipo universitario ha introducido una estrategia optimizada que, en vez de eliminar la lignina, la modifica; todo con un enfoque de cepillado químico asistido por energía solar, el que permite que el material modificado presente una alta resistencia a la tracción. 

Como resultado, la madera obtenida se caracteriza por una transparencia suave, similar a la del vidrio esmerilado, la cual deja pasar muy bien la luz, modula las imágenes con delicados desenfoques y, fundamentalmente, abre todo un abanico de posibilidades para ser utilizada en el diseño, en la arquitectura, en la construcción y en la búsqueda de nuevos métodos y soluciones para la energía fotovoltaica. 

Alternativa ecológica hacia una eco arquitectura y energías renovables

Este material asoma como una gran alternativa para la arquitectura del futuro / Vida y Casa

Al estar hablando de la consecución de un vidrio derivado de la madera, son muchas las alternativas para darle uso; desde ventanales, techos y fachadas, hasta paneles solares semitransparentes. Es que, sin duda, la simplicidad y eficiencia de este método introduce un nuevo e interesante potencial para aplicarlo en la arquitectura y en el aprovechamiento de la luz natural. Más todavía, si existe un esfuerzo global por lograr edificios ambientalmente sostenibles, rápidos, rentables y limpios, siendo un candidato más que valioso para darle una nueva cara y valor agregado a una industria que apunta hacia un aprovechamiento energético eficiente. 

Otro factor relevante para considerar es que, como bien es sabido, la madera forma parte de los materiales de construcción más utilizados del mundo, caracterizándose por su tenacidad, baja densidad y conductividad térmica, su durabilidad y accesibilidad, entre otros atributos. 

Por lo mismo, la invención a gran escala de la madera transparente podría llegar a aumentar todavía más este uso, ya que, además de seguir siendo relativamente barata y renovable —sobre todo al compararla con otros materiales constructivos convencionales—, incrementa su resistencia y deja pasar toda la luz, siendo un inmejorable invento para crear espacios luminosos a través de cristaleras, fachadas translúcidas, lucarnas y, en fin, un sinnúmero de posibilidades que reafirman su singularidad. 

Por si fuera poco, en su proceso de fabricación, se detectó que los residuos generados no son nocivos para el medioambiente ni el ecosistema, lo que, sumado a que la madera es 100% biodegradable, da aún más luces de sus grandes ventajas y atributos. Lo que sí  es un tópico a considerar es que, al tratarse de un producto relativamente nuevo, todavía se desconoce su ciclo de vida. En otras palabras, aún queda por constatar su impacto ambiental desde que se obtiene la materia prima hasta que recorre toda la cadena de producción y distribución; evidentemente, una información clarificadora en la que entran en juego distintas variables. 

Combinándolo con aplicación arquitectónica, este material podría aumentar el aprovechamiento de la energía solar / Arqzon

Volviendo a su aplicación en la construcción, uno de los beneficios más notorios sería el que guarda relación con el carácter aislante de la madera, tanto térmica como acústicamente. ¿La razón? Se reduciría la necesidad de un doble acristalamiento y se bajaría muchísimo el gasto energético, ante la posibilidad de una menor fuga de calor. De hecho, de acuerdo con uno de los últimos estudios sobre el desarrollo de la madera transparente en Estados Unidos, la energía destinada a regular las temperaturas interiores representa el 14% total de la energía consumida en los hogares, siendo nada menos que una cuarta parte de esa energía la que se pierde a través de las ventanas.

Siguiendo en esa línea, el blog del Departamento de Agricultura de Estados Unidos destaca que la fabricación de vidrios y cristales genera cada año la emisión de 25.000 toneladas de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Una cifra que podría reducirse de manera drástica en el futuro, gracias al uso de la madera transparente.

Por último, y combinándolo también con la aplicación arquitectónica, este nuevo material podría aumentar el aprovechamiento de la energía solar. Tanto así que un estudio de 2016 arrojó que al atravesar la luz por la mencionada nueva madera, ésta se dispersa de manera diferente a cuando pasa por el cristal, trayendo como consecuencia que, al ser puesta encima de los paneles solares, aumente en un 18% la eficacia de tales dispositivos, con la posibilidad de aumentar incluso hasta un 30%, según la investigación. 


Escrito por Felipe De la Cerda E. 
Fotografía principal cortesía Solcor

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