Aprovechamiento del potencial de la madera transparente para viviendas y edificios mediante análisis espectrofotométrico

La madera es un material de construcción apreciado desde hace miles de años. Fuerte, flexible y económica, la madera ha sido parte integrante de todo, desde las casas más modestas hasta algunos de los ejemplos más impresionantes de talento arquitectónico jamás creados. Pero la madera tiene varios inconvenientes: se pudre, bloquea la luz y sirve de sabrosa comida a un buen número de bichos. Pero ahora, los científicos están abriendo nuevas posibilidades de construcción creando madera transparente que corrige muchos de estos defectos. Y el análisis espectrofotométrico desempeñará un papel fundamental a la hora de aprovechar al máximo este nuevo material revolucionario, ayudándonos a hacer realidad el potencial de la madera transparente para viviendas y edificios.

La lignina confiere a la madera un característico color amarillento. Al eliminar químicamente la lignina, los investigadores pueden crear una base blanca que se rellena con epoxi transparente. Fuente de la imagen: Unsplash usuario Andrew Collins

Cómo se fabrica la madera transparente

La madera transparente se obtiene eliminando primero la lignina -el material responsable del color amarillento de la madera- mediante procesos químicos similares a los utilizados en la fabricación de papel. "Cuando se elimina la lignina, la madera se vuelve maravillosamente blanca. Pero como la madera no es transparente por naturaleza, logramos ese efecto con un poco de adaptación a nanoescala", explica Lars Berglund, del Centro Wallenberg de Ciencias de la Madera del Real Instituto de Tecnología KTH de Estocolmo.1 Esta adaptación adopta la forma de inyecciones de epoxi en los canales, o vetas, de la madera. "Las diminutas fibras que forman las paredes de los canales son lo que hace que la madera sea tan robusta", explica el Dr. Liangbing Hu, investigador de la Universidad de Maryland. "No alteramos estos canales, y así, por primera vez, podemos mantener la estructura vertebral de la madera y hacerla transparente, al tiempo que la hacemos más resistente" 2 El resultado es un producto que no sólo es transparente, sino más resistente que la madera tradicional y, con la ingeniería adecuada, podría ser incluso más fuerte que el acero.

Por qué es importante la madera transparente

La madera transparente no es sólo una novedad. De hecho, podría revolucionar el sector de la construcción al permitir la creación de edificios más eficientes desde el punto de vista energético. Dado que la madera ofrece un aislamiento térmico significativamente mejor que el vidrio, la madera transparente podría ayudar a mantener las casas más frescas en verano y más cálidas en invierno, al tiempo que permitiría la entrada de luz, reduciendo la necesidad de luz artificial, calefacción y refrigeración. Al mismo tiempo, el material podría sustituir a opciones menos ecológicas gracias a sus nuevas cualidades ópticas y estructurales. "La madera es, con diferencia, el material biológico más utilizado en los edificios", afirma Berglund. "Resulta atractivo que el material proceda de fuentes renovables. Además, ofrece excelentes propiedades mecánicas, como resistencia, tenacidad, baja densidad y baja conductividad térmica."

Sin embargo, quizá la característica más importante de la nueva madera sea su uso potencial en células solares, que es posible gracias a que la nueva madera es transparente, pero no clara. Las excelentes cualidades de transmisión y turbidez óptica del material que ofrece su relleno epoxídico podrían aprovecharse para mejorar el rendimiento de las células solares, aumentando la producción de energía y disminuyendo la dependencia de los escasos recursos naturales. "Si se coloca la madera transparente delante de una célula solar, la cantidad de luz absorbida será mayor, y la eficiencia puede aumentar hasta un 30%", explica Hu.

En un momento en que las viviendas representan el 27% del consumo mundial de energía y el 17% de las emisiones de dióxido de carbono, la madera transparente puede permitir a los propietarios tomar medidas importantes y significativas para reducir su impacto medioambiental negativo.3

La transmisión de luz y la niebla de la madera transparente pueden utilizarse para aumentar la cantidad de luz disponible para las células solares, incrementando la eficiencia hasta en un 30%. Fuente de la imagen: Unsplash usuario Asia Chang

La medición espectrofotométrica de la transmitancia puede ayudar a aprovechar el potencial de la madera transparente para viviendas y edificios

Si la madera transparente entra en el mercado general, las consideraciones estéticas serán una prioridad absoluta para los consumidores: ¿qué aspecto tiene la madera y es consistente? Los espectrofotómetros de transmitancia desempeñarán un papel esencial en el control tanto del color como del aspecto de los productos de madera transparente para uso comercial y residencial, garantizando la coherencia óptica y ayudando a los fabricantes a crear productos visualmente atractivos.

Sin embargo, el análisis espectrofotométrico también va más allá de la mera evaluación estética; al medir la transmisión de la luz y la neblina, los investigadores pueden modular la forma en que la luz entra y es atrapada por el material para obtener un rendimiento superior de la célula solar aprovechando al máximo las cualidades refractivas del epoxi. El uso de un espectrofotómetro como el nuevo HunterLab Vista, que mide simultáneamente el color transmitido y la neblina, permitirá a los científicos obtener fácilmente la información crítica que necesitan para optimizar la formulación y evaluar las variables del proceso. La información que proporciona la instrumentación espectrofotométrica será esencial para aprovechar plenamente el potencial de este nuevo material y hacer realidad todos sus beneficios ecológicos.

HunterLab Innovación

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