Nuevo híbrido madera-metal para construccion ligera

Fuentes renovables

Espuma de madera y esponja metálica - ¿se pueden combinar? Esa fue la pregunta que los expertos del Instituto Fraunhofer para la Investigación de la Madera, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI analizaron en un proyecto titulado "Espuma HoMe", con HoMe como acrónimo alemán de madera-metal - junto con científicos del Instituto Fraunhofer para Máquina herramienta y tecnología de conformación IWU y el Instituto Fraunhofer para Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados IFAM. Como resultado, los contratantes materiales se juntan en perfecta armonía. La nueva e innovadora mezcla de materiales cuenta con excelentes propiedades de aislamiento y tiene una baja resistencia al doblez.

© Fraunhofer WKI, Desde un punto de vista ecológico, las espumas de madera son ideales para un amplio rango de aplicaciones 

Hoy en día, la sostenibilidad es un aspecto clave cuando se desarrolla nuevos materiales, donde el enfoque principal es garantizar que los materiales de entrada utilizados provengan de fuentes renovables y que el producto sea reciclable al final de su vida útil. Investigadores del Instituto Fraunhofer para la Investigación de la Madera, WKI están desarrollando espumas de madera hechas completamente de madera. Las propiedades adhesivas naturales de la madera hacen que los adhesivos sintéticos sean superfluos. Desde un punto de vista ecológico, esto hace que las espumas de madera sean ideales para una amplia gama de aplicaciones, por ejemplo, como material central para la construcción liviana y paneles sándwich, como material de empaque, o para aislamiento térmico o sonoro.

© Fraunhofer IWU, Placas de esponja metálica

Para ampliar la gama de aplicaciones de espuma de madera, un grupo de investigadores del Instituto Fraunhofer liderado por el Dr. Frauke Bunzel de Fraunhofer WKI desarrolló un híbrido de espuma de madera-metal que une las propiedades de la espuma de madera y la esponja de metal. En el transcurso del proyecto, elaboraron los principios para la fabricación del compuesto y determinaron sus propiedades claves iniciales, lo que hace posible clasificarlo en relación con otros materiales. En los proyectos de seguimiento, los investigadores adaptarán las propiedades del compuesto a las aplicaciones seleccionadas. "Reforzando la espuma de madera con un esqueleto metálico, por ejemplo, puede mejorar sustancialmente su característica resistencia al doblez".

En el caso de la espuma HoMe, la resistencia al doblez del híbrido es incluso mayor que la de sus dos componentes. "Eso lo convierte en un material de núcleo ideal para paneles tipo sándwich o como material semiacabado liviano autoportante", explica el Dr. Bunzel. Otra ventaja es que, a diferencia de la espuma de madera, la esponja metálica puede conducir la electricidad. Las propiedades sobresalientes de la espuma de madera son sus altos niveles de absorción de sonido y baja conductividad térmica, lo que lo convierte en un excelente material aislante. La combinación de esponja de metal y espuma de madera crea un material híbrido liviano con una funcionalidad más alta, uno que se puede usar para componentes que brindan refuerzo y absorben el sonido. Por lo tanto, el material es adecuado para su uso en la industria automotriz, por ejemplo, como tapetes acústicos de refuerzo en compartimientos de motores o como placas de piso. Otras aplicaciones son concebibles también.

© Fraunhofer IWU, La esponja metálica se fabrica en un proceso de colada

¿Cómo se introduce la espuma de madera en la esponja de metal?

El solo hecho de colocar las espumas de madera y metal en un tazón y mezclarlas no funciona, la razón es que los investigadores de Fraunhofer IWU no espuman la esponja de metal, sino que la fabrican en un proceso de fundición. El resultado es una estructura metálica de celda abierta similar a una esponja con muchas cavidades diminutas. Actualmente, esta esponja de metal se fabrica en placas de 250 mm x 250 mm x 30 mm. La espuma de madera, que tiene una consistencia firme similar a la de las claras de huevo batidas, debe luego insertarse en la placa de esponja de metal.

Originalmente, el equipo intentó usar presión para forzar la espuma de madera dentro de la placa de esponja de metal, pero las fibras de madera se pegaron a la superficie, infiltrándose solo en las cavidades en los márgenes de la esponja. La solución fue una técnica de extracción de líquido, que permitió a los investigadores llenar toda la esponja de metal con espuma de madera.

El grupo de trabajo está buscando actualmente formas de simplificar la cadena del proceso para producir la espuma de madera y simplificar y acelerar el proceso para insertar la espuma de madera dentro de la esponja de metal. El objetivo es llevar la espuma HoMe a la producción a escala industrial pronto.

Fraunhofer-Gesellschaft
Research News
03 Setiembre 2018