Los científicos desarrollan paneles de madera sostenibles utilizando técnicas tradicionales de fabricación de tejas
Las tejas de madera tradicionales, ya que se han utilizado en los Alpes durante siglos: su técnica de fabricación inspira nuevos materiales a base de madera que ahorran recursos. Crédito: Laboratorios federales suizos para ciencia y tecnología de materiales
Las tejas de madera caracterizan la apariencia de techos y fachadas en la región alpina y han sido hechas a mano por generaciones. Esta artesanía de centenarios inspiró a los investigadores de EMPA y ETH Zurich a utilizar este método de separación de madera muy eficiente para producir nuevos tipos de materiales a base de madera. El trabajo se publica en la revista Rilem Technical Letters.
“En vista del creciente impacto del cambio climático en nuestros bosques y el sector de la construcción, la producción de paneles a partir de palos divididos es una opción obvia. Esto significa que pueden producirse a partir de madera de calidad variable y de especies de madera dura, generar menos pérdida de material y deberían acercarse a productos de madera sólida en términos de fuerza”, dice Ingo Burgert, profesor de Eth Zurich y líder de un equipo de investigación en EMPA.
En Europa Central, Spruce en particular, está bajo una presión cada vez mayor debido a períodos más largos de sequía. Por lo tanto, las especies de árboles caducifolios resistentes a la sequía desempeñará un papel más importante en el futuro. Al mismo tiempo, la mayoría de la madera dura en este país se quema actualmente para generar energía, a pesar del hecho de que cada vez más edificios se están construyendo con madera, sobre todo porque, como recurso renovable, une a CO2 en el material de construcción durante períodos más largos.
División para el rendimiento máximo de material
Tradicionalmente, las tejas se dividen a mano de segmentos de registro, mientras que los procesos industriales dependen de las herramientas de división neumática. “La producción de tejas nos muestra cómo se puede procesar la madera de una manera de eficiencia energética y de eficiencia material”, explica Burgert. “La madera se puede dividir paralela a las fibras con energía mínima y casi sin pérdidas”. Este procesamiento de madera sin chips aumenta considerablemente el rendimiento de la madera aserrada, que, en alrededor del 60%, es significativamente más bajo en los aserraderos suizos.
Sin embargo, en la producción de tejas tradicional, solo se usa solo madera blanda de alta calidad seleccionada. Para adaptar el proceso para especies de madera dura de menor calidad y dividir palos más largos, los investigadores confían en un proceso de división de dos etapas. Primero, los elementos planos se separan, que luego se procesan aún más en palitos de madera de las dimensiones deseadas.
A escala de laboratorio, los investigadores adaptaron un aparato para dividir la leña para este propósito. Gracias a un cabezal de división múltiple, se pueden producir varios tableros o palos al mismo tiempo durante un proceso de división.
Selección gracias a la ai
El proceso de división produce palos de madera en la dirección del grano sin cortar las fibras rígidas y fuertes. Sin embargo, la forma irregular de los palos plantea un desafío. Para superar esto, Burgert y su equipo dependen de la inteligencia artificial (IA). Un sistema de cámara automatizado captura imágenes de alta resolución de cada barra de madera, que se alimentan a una red neuronal.
La madera se puede dividir paralela a las fibras con energía mínima y casi sin pérdidas. Crédito: Empa
“Con IA, podemos determinar importantes propiedades de la madera, como la rigidez para cada palo, independientemente de la forma, el tamaño o el tipo de madera”, explica el investigador de Empa Mark Schubert. “Si usamos diferentes tipos de madera de diferentes cualidades en el futuro, la clasificación de madera desempeñará un papel crucial. Con nuestros algoritmos de aprendizaje automático, por lo tanto, generamos tantos datos como sea posible sobre cada pieza de madera individual para usarlo de manera óptima para materiales a base de madera con propiedades definidas”.
El equipo ha presionado los primeros paneles sin clasificar los palos de madera de antemano. Aun así, el potencial de los manifestantes fabricados ya es evidente: los paneles se pueden producir de una manera altamente eficiente en recursos y tienen propiedades mecánicas que los hacen ideales para componentes de carga en el futuro.
A pesar de los desafíos en términos de procesos de producción, vinculación, escalabilidad y la previsibilidad de las propiedades del material, Burgert es optimista: “Nuestro proceso tiene el potencial de ofrecer una alternativa sostenible para el uso de madera en tiempos de aceleración del cambio climático”.
Más información: Ingo Burgert et al, varillas de madera divididas para nuevas tablas a base de madera en el sector de la construcción, Rilem Technical Letters (2024). Doi: 10.21809/rilemtechlett.2024.193
Proporcionado por Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology
Cita: Artesanía Alpine: los científicos desarrollan paneles de madera sostenibles que utilizan técnicas tradicionales de fabricación de tejas (2025, 10 de abril) Recuperado el 10 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-alpine-cientists-scientists-sustable-wood.html
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