Resina biológica para materiales estables de madera para la construcción

Con el objetivo de reducir su dependencia de materias primas de origen fósil, Covestro busca fabricar cada vez más productos y precursores asociados utilizando materias primas renovables. En colaboración con cuatro socios, la compañía está trabajando en el desarrollo de unas capas de refuerzo de origen biológico para materiales de construcción de madera sólida que sustituyen los productos petroquímicos usados hasta la fecha.

El sistema de poliuretano, reforzado con fibras de celulosa, está formado en un 90% de materiales biológicos, contiene cero aditivos y muestra una excelente resistencia al fuego y al desgaste. El proyecto cuenta con el apoyo del Ministerio Federal de Alimentación y Agricultura de Alemania (BMEL), a través la Agencia para Recursos Renovables (FNR), patrocinadora del proyecto.

Aplicación de resina biológica en las paredes interiores en una escuela de Steißlingen, en Baden-Württemberg. La escuela fue una de las ganadoras del concurso HolzbauPlus 2016 de la BMEL. Foto: Dury + D'Alonso Architekten BDA.

Las técnicas innovadoras de construcción con madera sólida dominan cada vez más los espacios urbanos. Los principales materiales usados para la fabricación de los elementos de construcción son las maderas contralaminadas y las maderas laminadas encoladas. Ambos materiales consisten en capas alternas de madera y resina de poliuretano muy diseminada. Las aramidas incorporan fibras de vidrio o carbono en las capas de resina para crear unos segmentos de refuerzo que incrementan aún más la estabilidad de los elementos de construcción.

Durante la realización del proyecto, los investigadores buscaban encontrar unas alternativas biológicas a las resinas y las fibras fabricadas a partir de materias primas de origen fósil utilizadas hasta la fecha. Bajo este objetivo, realizaron ensayos con una serie de poliisocianatos y polioles alifáticos y biógenos basados en aceites vegetales. Los poliuretanos resultantes demostraron tener una baja inflamabilidad y una buena resistencia al desgaste, por lo que no precisaban la incorporación de aditivos especiales para mejorar esas propiedades.

En cuanto al refuerzo, los científicos se decantaron por las fibras de celulosa como las que se extraen de la celulosa regenerada. “Al final de este proceso, obtendremos los primeros materiales de refuerzo para su uso en la construcción de maderas elaboradas con, al menos, un 90% de materias primas renovables”, indicó Paul Heinz de Covestro, coordinador del proyecto de investigación. “De esta forma, podremos elaborar unos materiales de construcción innovadores con maderas contralaminadas y maderas laminadas encoladas incluso más sostenibles”, añadió Heinz.

En materia de fabricación de elementos de construcción, los socios del proyecto han optado por la pultrusión, un proceso de producción industrial continuo para perfiles de composite reforzados con una gran cantidad de fibra. Se están utilizando unas instalaciones piloto gestionadas por el Fraunhofer Institute para la fabricación de perfiles planos para probar y optimizar las herramientas necesarias y los parámetros del proceso.

Durante el proceso, Sortimo producirá un componente modelo estándar del sector que se utilizará para evaluar el potencial técnico, económico y ecológico de los nuevos materiales, así como los procesos de producción para el sector de la construcción. Para la elaboración del componente se empleará madera de haya, ya que este material tendrá una disponibilidad cada vez mayor gracias a la reestructuración forestal.

Los socios que han colaborado con Covestro en el desarrollo de capas de refuerzo de origen biológico son:

• Sortimo International GmbH
• German Institutes of Textile and Fiber Research Denkendorf (DITF)
• Institut für Kunststofftechnik (Institute for Plastics Engineering, IKT) en la Universidad de Stuttgart
• Fraunhofer Institute for Chemical Technology (ICT).