Madera

4 de mayo de 2015

por la Sociedad Fraunhofer

La madera es un material popular en el diseño de interiores, pero su absorción de agua limita su uso en baños, donde la madera natural se decolora o se enmohece fácilmente. Los científicos y socios de Fraunhofer han desarrollado un material compuesto de madera y polímero para muebles que es resistente a la humedad y tiene baja inflamabilidad.

Los compuestos de madera y polímeros (WPC, por sus siglas en inglés) que ahorran recursos son la última tendencia en materiales para muebles de jardín y otras aplicaciones al aire libre, especialmente para cubiertas de terrazas y también para tableros de intemperie y paneles de cercas. Como parte del proyecto LIMOWOOD patrocinado por la UE, los investigadores del Instituto Fraunhofer para la Investigación de la Madera, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI en Braunschweig están colaborando ahora con socios industriales en Bélgica, España, Francia y Alemania en el desarrollo de materiales adecuados para prensar en Tableros de WPC resistentes a la humedad para la fabricación de muebles de interior.

Estos tableros están compuestos por alrededor de un 60 por ciento de partículas de madera y un 40 por ciento de material termoplástico, generalmente polipropileno o polietileno. Tanto los componentes de madera como los de plástico pueden obtenerse de flujos de reciclaje. El componente de madera en los tableros de WPC puede ser reemplazado por otros productos de lignocelulosa derivados de la parte fibrosa de plantas como el cáñamo o el algodón, o las cáscaras de granos de arroz y semillas de girasol. Todos estos materiales son 100 por ciento reciclables. Además, los tableros de WPC prensados ​​producidos por los investigadores de WKI no contienen formaldehído. "La controvertida cuestión de las emisiones de formaldehído debido al aglutinante utilizado en los productos de madera prensada convencionales, por lo tanto, no es un problema en este caso", dice el científico investigador de WKI, el Dr. Arne Schirp.

Al elegir los aditivos apropiados, los investigadores pudieron mejorar las propiedades ignífugas de sus tableros de WPC. Inicialmente desarrollaron su fórmula a escala de laboratorio, utilizando retardantes de fuego libres de halógeno disponibles en el mercado que se añadían a la mezcla de madera y polímero durante la fase de fusión. El primer paso consistió en determinar el índice de oxígeno límite del elemento bajo prueba: este parámetro define el comportamiento de los plásticos o compuestos de plástico con relleno de madera cuando se exponen a las llamas. Representa la concentración mínima de oxígeno a la que el material seguirá ardiendo después de incendiarse. Cuanto mayor sea este valor, menor será la inflamabilidad del material. Schirp y sus colegas obtuvieron los mejores resultados con una combinación de retardadores de fuego como el fósforo rojo y el grafito expandido. El índice de oxígeno límite de las placas de WPC tratadas de esta manera se extiende hasta el 38 por ciento, siempre que las partículas de madera que contienen también sean ignífugas. En comparación, el índice de oxígeno límite de un tablero de partículas de madera estándar es del 27 por ciento y el de un tablero de WPC sin tratar es del 19 por ciento. Incluso en una prueba de fuente de llama única, en la que se coloca un mechero Bunsen contra la muestra de prueba, las placas de WPC tratadas demostraron una alta resistencia al fuego. Incluso después de 300 segundos de exposición, las tablas no se incendiaron. Por el contrario, las muestras de referencia, de un tablero de partículas de madera estándar y un tablero de WPC sin tratar, se incendiaron y continuaron ardiendo.

Otra característica particular del nuevo material WPC es que absorbe muy poca agua y, por lo tanto, es muy adecuado para su uso en baños y cocinas. Incluso después de estar sumergido en agua hirviendo durante cinco horas, el material emerge intacto, mientras que el tablero de partículas de madera convencional fue completamente destruido por esta prueba. El único factor limitante en las aplicaciones de WPC es su incapacidad para soportar altas cargas estáticas. Pero incluso aquí, ha sido posible aumentar su resistencia a la flexión a un nivel que supera con creces el del tablero de partículas convencional mediante la utilización de una combinación juiciosa de materiales componentes.

Los compuestos de madera y polímero se pueden producir de muchas maneras. Los procesos más utilizados son el moldeo por inyección y la extrusión, en los que los diversos componentes (fibras de madera, materiales termoplásticos y aditivos) se funden a alta presión a alta temperatura y se forman en un molde continuo. El equipo de Arne Schirp se ha centrado en la tecnología de prensado, porque es la mejor manera de producir tableros para su uso en la construcción de muebles. "Los tableros resultantes tienen el mismo atractivo visual que los productos de madera y se pueden pegar o atornillar para producir muebles atractivos. Son adecuados para todos los elementos decorativos que no soportan carga". Pero hay muchas otras aplicaciones para los compuestos de madera y polímeros, incluidos los revestimientos exteriores de edificios, la construcción de stands de ferias comerciales y accesorios interiores para casas y barcos. A través de su trabajo de desarrollo, los socios del proyecto LIMOWOOD pretenden llenar el vacío entre los extremos alto y bajo del mercado de muebles, que oscila entre materiales caros y no necesariamente ecológicos y productos baratos hechos de tableros de partículas o fibra, que en la actualidad se producen principalmente utilizando aglutinantes a base de formaldehído. Los investigadores de WKI presentarán prototipos de sus tableros WPC resistentes al fuego en la feria comercial Interzum en Colonia del 5 al 8 de mayo (Boulevard, B077).

Proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft