El innovador material que cambiará la construcción: muy versátil, ligero e impreso a medida en 3D
Las cifras en torno a la industria de la construcción dan verdadero vértigo, tanto en España como en el resto del mundo. Este sector representa, según datos de la Agencia Internacional de la Energía (IEA), el 36% del uso final de la energía y acumula cerca del 40% de las emisiones de dióxido de carbono a nivel global relacionadas son el consumo energético. Por eso urge el desarrollo de biomateriales, mucho más sostenibles, reciclables y versátiles, para cubrir todo tipo de aplicaciones arquitectónicas.
Desde hace tiempo, investigadores y arquitectos tienen la vista puesta en la nanocelulosa, una fibra que se obtiene de la madera y ya se emplea en campos como la biomedicina. Sus propiedades únicas la convierten en una de las máximas candidatas a reemplazar materiales como el plástico. Ahora, científicos suecos han demostrado por primera vez su viabilidad como hidrogel para fabricar estructuras ligeras para la construcción impresas en 3D, usando mucha menos energía que los métodos de construcción convencionales.
Las cifras en torno a la industria de la construcción dan verdadero vértigo, tanto en España como en el resto del mundo. Este sector representa, según datos de la Agencia Internacional de la Energía (IEA), el 36% del uso final de la energía y acumula cerca del 40% de las emisiones de dióxido de carbono a nivel global relacionadas son el consumo energético. Por eso urge el desarrollo de biomateriales, mucho más sostenibles, reciclables y versátiles, para cubrir todo tipo de aplicaciones arquitectónicas.
Desde hace tiempo, investigadores y arquitectos tienen la vista puesta en la nanocelulosa, una fibra que se obtiene de la madera y ya se emplea en campos como la biomedicina. Sus propiedades únicas la convierten en una de las máximas candidatas a reemplazar materiales como el plástico. Ahora, científicos suecos han demostrado por primera vez su viabilidad como hidrogel para fabricar estructuras ligeras para la construcción impresas en 3D, usando mucha menos energía que los métodos de construcción convencionales.
En un artículo publicado en la revista Materials and Design, investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers y el Centro Wallenberg de Ciencias de la Madera, describen cómo mezclaron la nanocelulosa con alginato (elemento procedente de las algas marinas). Así obtuvieron un material imprimible en 3D a través de un brazo robótico, y estudiaron distintas composiciones y configuraciones para obtener estructuras que podrían ser la base de separadores de ambientes, persianas o paneles aislantes para paredes y techos.
Las cifras en torno a la industria de la construcción dan verdadero vértigo, tanto en España como en el resto del mundo. Este sector representa, según datos de la Agencia Internacional de la Energía (IEA), el 36% del uso final de la energía y acumula cerca del 40% de las emisiones de dióxido de carbono a nivel global relacionadas son el consumo energético. Por eso urge el desarrollo de biomateriales, mucho más sostenibles, reciclables y versátiles, para cubrir todo tipo de aplicaciones arquitectónicas.
Desde hace tiempo, investigadores y arquitectos tienen la vista puesta en la nanocelulosa, una fibra que se obtiene de la madera y ya se emplea en campos como la biomedicina. Sus propiedades únicas la convierten en una de las máximas candidatas a reemplazar materiales como el plástico. Ahora, científicos suecos han demostrado por primera vez su viabilidad como hidrogel para fabricar estructuras ligeras para la construcción impresas en 3D, usando mucha menos energía que los métodos de construcción convencionales.
En un artículo publicado en la revista Materials and Design, investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers y el Centro Wallenberg de Ciencias de la Madera, describen cómo mezclaron la nanocelulosa con alginato (elemento procedente de las algas marinas). Así obtuvieron un material imprimible en 3D a través de un brazo robótico, y estudiaron distintas composiciones y configuraciones para obtener estructuras que podrían ser la base de separadores de ambientes, persianas o paneles aislantes para paredes y techos.
Nanocelulosa
«Por primera vez hemos explorado una aplicación arquitectónica del hidrogel de nanocelulosa. En concreto, hemos aportado los conocimientos que faltaban hasta ahora sobre sus características de diseño. También hemos mostrado, con la ayuda de nuestras muestras y prototipos, la posibilidad de ajustar estas características mediante el diseño digital personalizado y la impresión robótica en 3D», señala Malgorzata Zboinska, autora principal del estudio de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en un comunicado de prensa.
Para empezar a trabajar con este material, el primer paso es obtener la nanocelulosa. Este subproducto de la madera procede de la silvicultura, la agricultura, las fábricas de papel o los residuos de paja de la agricultura, y pasa por un proceso de descomposición en fragmentos microscópicos, una purificación y una reconstrucción. El resultado tiene una resistencia ocho veces mayor que la del acero convencional, además de ser flexible, muy ligero y buen conductor de la electricidad.
Tras el proceso se consiguen las nanofibras de celulosa, cadenas formadas por moléculas de celulosa con forma tubular y apariencia cristalina. Es algo que ya se utiliza en forma de hidrogel en laboratorios de biomedicina para imprimir en 3D ‘andamios’ para sostener el crecimiento de tejidos y células, pero su potencial es inmenso en otros sectores.
Para su investigación, Zboinska unió fibras de nanocelulosa, agua y alginato, lo que permitió producir un material imprimible en 3D conocido como CNF-ALG. La diferencia con respecto a otras mezclas es que ésta puede secarse a temperatura ambiente y ganar en flexibilidad, por lo que podría ser un recurso muy versátil para todo tipo de aplicaciones arquitectónicas
Esta investigación une así el potencial de un biomaterial con el de la impresión 3D, «una técnica muy eficiente en cuanto a recursos», según Zboinska. «Nos permite fabricar productos sin otras cosas, como matrices y moldes de fundición, por lo que hay menos material de desecho. También es muy eficiente desde el punto de vista energético». En este caso, el sistema robótico de impresión 3D empleado por los investigadores suecos no utiliza calor, sólo presión de aire, lo que permite ahorrar una gran cantidad de energía.
Eso es posible gracias a las propiedades del hidrogel de nanocelulosa: se licua si se le aplica presión, lo que permite su extrusión desde un brazo robótico 3D, pero al retirarse esa presión se seca rápidamente a temperatura ambiente y el resultado es un material flexible y resistente.
Para conocer las pruebas realizadas en esta investigación haz click en la fuente. Si te gustado esta publicación dale a compartir.
Fuente: elespanol.com