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¿Y si te dijéramos que pueden fabricarse pantallas y ventanas de madera? Puede sonar inverosímil, pero a día de hoy ya es una realidad. En esta última década, los ingenieros de materiales han estado estudiando cómo hacer madera transparente e implementarla en la producción de pantallas y ventanas para desbancar las desventajas de materiales tradicionales como el vidrio y el plástico.
La madera transparente no es una invención tan reciente, sino que lleva ya unas décadas existiendo desde su descubrimiento. Fue Siegfried Fink, un botánico alemán, que en 1992 ideó un procedimiento por el que podía transparentarse la madera. No sería hasta dos décadas más tardes que unos ingenieros del Instituto de Tecnología de Suecia desempolvarían su invención.
La diferencia es que Fink quería hacer transparente la madera para observar cómo funcionaban las plantas por dentro. Pero con su nueva revelación en 2015, los científicos empezaron a estudiar cómo aplicar este proceso a la fabricación de este material revolucionario.
En este artículo de Euroinnova, te contaremos de forma detallada todo el proceso por el que las industrias producen madera transparente, cuáles son sus aplicaciones actuales y su enorme potencial ecológico como una alternativa definitiva al vidrio y al plástico.
El proceso de fabricación de la madera transparente es un tanto complejo, pero nosotros te lo explicamos de forma simplificada en varios pasos.
Antes de nada, cabe aclarar que durante la tala de la madera, la humedad propia que esta alberga se evapora de forma natural. Durante este proceso de secado, se crean unas cavidades celulares similares a bolsas de aire.
Para empezar, los científicos modifican o eliminan el pegamento natural de la madera, llamado lignina, que le da su color marrón característico. Para eliminar estos pigmentos de lignina se lleva a cabo un blanqueo con una solución a base de peróxido de hidrógeno y radiación UV. Así pues, una vez que la lignina se ha modificado o eliminado por completo, queda un esqueleto blanco de células huecas.
Sin embargo, este esqueleto sigue siendo opaco debido a cómo las paredes celulares desvían la luz de manera diferente en contraste con el aire dentro de las cavidades celulares. Esta diferencia refractaria se debe a que las propiedades estructurales intrínsecas de la madera, compuesta de celulosa y hemicelulosa, tienen índices de refracción variados.
Explicado de forma simplificada, mientras más similares sean los índices de refracción de un material, más uniforme serán las direcciones en las que refleja la luz. Ergo, unos índices de refracción más próximos entre sí equivalen a una mayor transparencia.
Para hacer que la madera se vea transparente, se rellenan las bolsas de aire con una sustancia como la resina epoxi, que desvía la luz de manera similar a las paredes celulares. La resina epoxi acerca el índice de refracción de las bolsas de aire y de las paredes celulares de la madera, haciéndola más traslúcida.
El material resultante es delgado, generalmente entre uno y diez milímetros de grosor. A pesar de su delgadez, la estructura de panal formada por las células y las fibras de madera hacen que sea muy resistente. De hecho, se han hecho pruebas de presión y fractura que demuestran que la madera transparente es más resistente que el plástico y el vidrio.
El único inconveniente de la madera transparente es que, por el momento, se ha de fabricar en láminas finas, y no gruesas. Se ha comprobado que, a medida que aumenta el grosor de estas láminas, disminuye significativamente su transparencia.
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Son dos las aplicaciones principales que distinguimos en este material de introducción incipiente en la industria: las pantallas y las ventanas. Estas aplicaciones se entrelazan con disciplinas como la electrónica, la automoción o la arquitectura.
La madera transparente tiene dos características idóneas para fabricarla en pantallas: su pronunciada delgadez y su resistencia. Muchas pantallas de los teléfonos móviles son de cristal líquido (LCD, o liquid crystal display) que, aunque reforzadas con vidrio, siguen siendo sensibles a golpes.
Las finas láminas de madera transparente no tienen este problema, ya que conservan la resistencia de la madera original. Una empresa francesa llamada Woodoo comercializa pantallas de madera transparente más allá de dispositivos electrónicos como los móviles o las televisiones; también las implementa en pantallas de coches y vallas publicitarias.
El cristal con el que se suelen fabricar las ventanas tiene como desventaja que, por sí solo, es un mal aislante en cuestiones de temperatura, por lo que deja escapar el calor en las noches frías de invierno, a la vez que desprotege contra el calor sofocante del verano.
Como sabemos, la madera es mucho mejor aislante, y esta propiedad la hereda también la madera transparente. Esto se traduce en un coste económico y ecológico más reducido para los inquilinos, que no tendrán que recurrir con tanta frecuencia a los sistemas de climatización para disfrutar de una temperatura apacible en sus hogares.
Además, la resistencia de las ventanas de madera es mucho mayor que las de cristal. En caso de rotura, las ventanas de madera se astillan o se rompen en seco, a diferencia del cristal que se fractura en pedacitos. Todas estas ventajas de la madera transparente harían que la construcción de edificios fuera más sostenible y darían a los arquitectos más versatilidad a la hora de colocar fuentes de luz en sus planos.
La única ventaja de la madera transparente no es que sea más resistente que otros materiales muy comunes como el plástico y el vidrio, sino que también es un material ecosostenible y mucho menos contaminante, al igual que otros materiales derivados de la naturaleza.
Según varios estudios, la madera transparente es más respetuosa con el medioambiente por sus propiedades biodegradables y renovables en comparación con otros materiales de aplicaciones similares, como es el caso del plástico.
Actualmente, el material transparente que más se emplea es el cristal. Sin embargo, su fragilidad lo deja inutilizable para muchas aplicaciones que requieren de un material más resistente. Es por eso que se emplean otros plásticos derivados del petróleo como el polipropileno, el cloruro de polivinilo o el polietileno, cuyo ciclo de vida genera un índice de contaminación significativa en el medioambiente.
Si bien el cristal sigue siendo la opción con un proceso de biodegradación menos contaminante que la madera transparente, esta destaca por ser una alternativa mucho más ecosostenible que el vidrio o el plástico.
Pablo Rafael Blanco
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