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Creatividad para el sector del hábitat

Innovar en materiales: el futuro de las empresas de la mano de Cenfim y FiMat

24 de febrero de 2012

Si tradicionalmente hemos designado las diferentes épocas de la Humanidad haciendo referencia al principal material utilizado (Edad de Piedra, Edad de Bronce…), hoy vivimos indiscutiblemente en la Era de los Nuevos Materiales. ¿Por qué? Porque no podemos hablar de un solo material sino de multitud de ellos.
Rubén Alonso Sánchez, técnico de Materiales en Cenfim y responsable de su materialoteca, FiMat
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Los asistentes a Fimma-Maderalia 2011 pudieron observar de cerca innovadores materiales para el sector del hábitat.

Los nuevos materiales surgieron a partir de proyectos de investigación y desarrollo del sector aeroespacial, de defensa o militar. Sin embargo, actualmente representan una porción importante del mercado que engloba muchos sectores. Además, estos materiales tienden a cobrar mayor importancia al diversificar sus aplicaciones y ofrecer precios más competitivos frente a los tradicionales. Por este motivo, las industrias de los diferentes sectores deberán entrar en un proceso de transformación y reconversión hacia el uso de materiales compuestos, si desean conservar sus cuotas de mercado frente a sus competidores.

Se calcula que actualmente el número de materiales disponibles está entre 40.000 y 80.000. Nunca ha existido una época en la cual la evolución de los materiales fuese tan rápida y el rango de sus propiedades tan variado. Las necesidades del entorno en el sector fabricación de mobiliario y elementos de carpintería obligan a las empresas al desarrollo continuo de nuevos productos con el objeto de mantener y mejorar su posición competitiva. Las directrices básicas de innovación en los productos están encaminadas fundamentalmente a alcanzar nuevas funcionalidades o a mejorar la estética, generando un mayor valor añadido.

Las industrias deberán entrar en un proceso de transformación y reconversión hacia el uso de materiales compuestos, si desean conservar sus cuotas de mercado frente a sus competidores

Sin embargo, para alcanzar estos objetivos es necesario realizar una continua investigación de las tendencias en los mercados, no sólo en lo que se refiere a producto acabado sino también en lo relativo a la disponibilidad de materiales y maquinaria. En este sentido, a diferencia de otros sectores que se han caracterizado por una investigación intensiva para el desarrollo de nuevos materiales por parte de las empresas, en el sector hábitat esta investigación no se ha llevado a cabo. Se han ido incorporando materiales procedentes de otros sectores que cumplían los requisitos necesarios para ser utilizados, pero que no habían sido desarrollados a medida para ello. Es el caso del Corian, material desarrollado por Dupont para la industria aeroespacial, y que actualmente se utiliza en infinidad de aplicaciones para el sector del hábitat.

Hoy en día las empresas de este sector están empezando a concienciarse de la importancia en la innovación de materiales como herramienta para conseguir desarrollar productos con mejores propiedades, nuevas aplicaciones y un mayor carácter diferenciador. Un ejemplo de producto diseñado para el sector es el Krion, desarrollado por la empresa Systempool para aplicarlo de manera específica en el hábitat.

Actualmente, los ejes de desarrollo de nuevos productos para el sector que incorporan materiales innovadores se dirigen, principalmente, a la mejora de tres aspectos básicos:

  • El cuidado y respeto por el medio ambiente
  • Un proceso de diversificación en la que nuevos materiales entran a configurar el producto acabado para poder acceder a nuevos nichos de mercado o nuevos canales
  • La tecnificación de los mismos (no sólo en cuanto a sus prestaciones sino en la facilidad de automatizar su uso), teniendo en cuenta siempre las tendencias y gustos de los consumidores.

Nuevos materiales para el sector del hábitat

En una sociedad como la nuestra, en búsqueda continua de nuevos puntos de referencia, la innovación para el hábitat trata de suscitar nuevas emociones. El diseño juega un papel decisivo que poco a poco se va acompañando por una inquietud y mayor interés en la búsqueda de nuevos materiales que va surgiendo entre los fabricantes.

Nuevas formulaciones, nuevos compuestos, utilización renovada de materiales conocidos desde decenios, utilización de materiales poco comunes, materiales sensibles al calor, materiales con memoria de forma, nuevas técnicas de serigrafía, y personalización de productos, se encuentran entre las múltiples opciones.

Veamos dónde nos llevan las nuevas tendencias en materiales para el sector del hábitat:

Madera

La madera sigue siendo un material muy utilizado en el hábitat, con la novedad de que ahora se unen a los requisitos habituales los criterios de ecocertificación, bien porque la madera provenga de un bosque ecogestionado o bien porque la madera haya sido reutilizada o reciclada para dar lugar a un nuevo producto.

Actualmente se desarrollan nuevos materiales que combinan la madera o fibras de madera con materiales metálicos, plásticos o cerámicos que dan lugar a compuestos con una combinación de propiedades de gran interés para aplicaciones determinadas. Un ejemplo puede ser la combinación de maderas con policarbonatos que crean materiales de diseño con mucha luminosidad, o la combinación de fibra de madera y plásticos que da lugar a los WPC (Wood Plastic Composites). Por otro lado, la madera se está empleando en procesos biotecnológicos con la intención de crear polímeros biodegradables con propiedades muy interesantes, como que sean ignífugos o hidrófugos.

La madera se está empleando en procesos biotecnológicos con la intención de crear polímeros biodegradables con propiedades muy interesantes, como que sean ignífugos o hidrófugos
Materiales cerámicos y vidrios

Los materiales cerámicos y vidrios han evolucionado para el sector combinándose con otras sustancias al igual que con las maderas. Es el caso de materiales que son combinaciones de partículas cerámicas aglutinadas mediante un polímero que crean materiales muy resistentes y con una apariencia cerámica, pero que se caracterizan por una mayor calidez y una mejor resistencia al impacto. El vidrio sigue teniendo un papel importante en el diseño de mobiliario, aportando sus principales características de transparencia, reflexión y profundidad, lo cual proporciona al ambiente mayor luminosidad y amplitud. Este material también está avanzando en criterios de sostenibilidad, desarrollándose a partir de material reciclado y siendo coloreado con compuestos menos agresivos para el medioambiente.

Plásticos

Los plásticos son materiales que tienen un carácter innovador, ya que nos hacen posible multitud de modificaciones en sus características mecánicas, en la variación de colores, de acabados, en la manera de ser procesados… Son materiales muy versátiles que nos permiten diseñarlos para la aplicación concreta que se les quiera dar.

La evolución de estos materiales para el sector del hábitat ha dado lugar a su refuerzo buscando mejores propiedades mecánicas. En cuanto a la mejora de la sostenibilidad, la combinación de dos de sus mayores inconvenientes, su baja durabilidad y su alto impacto medioambiental, está dando lugar al desarrollo de plásticos biodegradables por la acción del agua y del sol, lo cual minimiza su impacto negativo en el ecosistema. También están comenzando a producirse plásticos a partir de recursos renovables, como pueden ser aceites vegetales, celulosa y otros compuestos orgánicos. Este tipo de plásticos se denominan biopolímeros o bioplásticos.

Textiles

La evolución de los textiles actualmente tiene dos vertientes principales: los textiles técnicos y los textiles inteligentes. Para el sector del hábitat los textiles técnicos han evolucionado gracias al empleo de nuevos hilos o tejidos que nos permiten conseguir textiles ignífugos, hidrófugos, tridimensionales, antiolores, antibacterias…, obteniendo productos con características físicas nuevas o mejoradas.

En cuanto a los textiles inteligentes nos han permitido desarrollar mobiliario con nuevas aplicaciones como pueden ser la integración de circuitos, mobiliario que cambia de color en función de la temperatura o incluso muebles con iluminación propia.

Composites

Los materiales composites, también llamados “materiales compuestos avanzados”, se están introduciendo cada vez más en el sector del hábitat. Las características más conocidas de estos materiales son la ligereza, la gran resistencia a la tracción, buen aislamiento térmico y acústico, estabilidad y gran precisión dimensional, alta resistencia al choque y la fatiga, mantenimiento casi nulo, etc.

Hoy día, con el nivel de desarrollo tecnológico del siglo XXI, se puede fabricar una gran variedad de materiales compuestos, con muy distintas características mecánicas finales. La complejidad de su aplicación radica en escoger la composición óptima para una aplicación concreta. Un buen ejemplo de composites son los nuevos barnices con nanopartículas que nos permiten obtener superficies biocidas, autolimpiables o con mejores resistencias mecánicas.

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Rubén Alonso en la sede de Cenfim, en Tarragona.

¿Qué aporta la innovación en materiales?

Para las empresas del sector, la innovación es una herramienta muy adecuada para hacer frente a los cambios imperativos que sufre el mercado. Algunos innovan poniendo en el mercado nuevos productos, mientras que otros lo hacen desarrollando nuevos procedimientos que les permiten mejorar su producto o incluso abaratarlo. Esto es posible en muchos casos gracias al desarrollo de nuevos materiales.

La búsqueda de nuevos materiales ha sido siempre un área de gran interés científico y tecnológico desde el punto de vista de la investigación en ciencias básicas e ingeniería. Además, actualmente la investigación de materiales para aplicaciones concretas en la industria tiene un papel muy importante en la estrategia de muchas empresas. Aquellas que han decidido incorporar o desarrollar nuevos materiales están ampliando su cuota de mercado y obteniendo beneficios en esta época tan complicada.

Algunos de los beneficios que aporta la innovación en materiales a las empresas son:

  • Crear un producto diferente de la competencia, más competitivo y más atractivo para el consumidor
  • Cubrir una necesidad de mercado hasta el momento no resuelta
  • Disminuir el impacto en el medio ambiente con una solución 'green friendly'
  • Integrar avances tecnológicos colocando la empresa como líder y adaptándose a los cambios del entorno
  • Diversificar riesgos por ampliación en la gama de productos, en los canales de venta, clientes objetivo, etc., entrando en nuevos mercados y sectores no previstos inicialmente
  • Desarrollar 'know-how' propio de la empresa que la posiciona en una situación más ventajosa frente a sus competidores.

Las empresas que innovan de forma efectiva a través de nuevos materiales crecen de forma más sostenida en sus ventas, disponen de clientes más leales aumentando la cuota de negocio con ellos, consiguen un precio superior en el mercado gracias a la diferenciación que proporciona la innovación y generan un mayor cash-flow, lo que impulsa la innovación (es un círculo virtuoso). Pero no sólo la empresa se aprovecha, los clientes también se benefician de la innovación porque obtienen mayor satisfacción a sus necesidades y encuentran una oferta más atractiva, de mayor valor.

Todos estos beneficios permiten a la empresa conseguir lo más importante: tener control sobre su futuro gracias a su capacidad para modificar las reglas competitivas y crear nuevos mercados mediante el desarrollo de nuevos productos impulsados por la innovación en nuevos materiales.

Métodos disponibles en la selección de materiales

La selección de un material puede llegar a convertirse en una tarea bastante complicada debido a diferentes motivos: gran número de materiales disponibles; selección de criterios y parámetros para la búsqueda; evaluación de costes… Por ello existen diferentes herramientas que nos facilitan esta tarea.

La mayoría de los métodos parten de una amplia gama de materiales disponibles, los cuales se han de identificar primero y después entrar a analizar sus características concretas para refinar la búsqueda del material más adecuado. En general, el refinamiento se hace de acuerdo con las propiedades exigidas por el componente a diseñar y sustentado con criterios como: disponibilidad, facilidad de obtención, vida de servicio, factores ambientales y costos, entre otros. De esta forma, se llega a la selección de un único tipo de material, el cual debe resultar el más apropiado para el fin pretendido.

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La materialoteca FiMat engloba 8 familias de materiales: Maderas, Polímeros, Metales, Composites, Materiales Activos, Papel y Cartón, Cerámica y Vidrio, y Textiles.

Métodos más habituales en la selección de materiales:

a) Método tradicional. Con este método el ingeniero de materiales escoge el material que cree más adecuado en función a la experiencia de componentes que tienen un funcionamiento similar y que han mostrado buenos resultados. Este método es también conocido como “materiales de ingeniería de partes similares”. Sin embargo, el uso de este método conduce en ocasiones a serios problemas ya que no se hace un estudio real del comportamiento del componente para la aplicación y esto puede conducir a fallos del material debido a que no se han tenido en cuenta todos los factores.

b) Método gráfico. Este método se apoya en gráficas (como los diagramas de Ashby, figura 1), en las que se relacionan por pares ciertas propiedades de los materiales. En estos mapas se puede hacer una aproximación del material más adecuado (perteneciente a una determinada familia de materiales), en función de las propiedades más importantes que debe poseer el componente. En los mapas se relacionan, entre otras, propiedades como resistencia, módulo de elasticidad, densidad, tenacidad, conductividad térmica y costos.

c) Método con ayuda de bases de datos. Existe una amplia gama de bases de datos sobre materiales que son el resultado de investigaciones en ensayos de los mismos. La selección de materiales con ayuda de estas bases de datos parte del conocimiento de las principales propiedades que se deben tener para un fin específico. El programa pide entonces los requisitos o propiedades que debe tener el componente y lista uno o varios materiales que pueden cumplir dichas especificaciones.

d) Asesoramiento de expertos. Existe un gran número de expertos en materiales para los diferentes sectores industriales. La contratación de este tipo de expertos tiene un cierto coste, pero con esta ayuda se ahorra tiempo y esfuerzo a la hora de seleccionar un material. Además, hoy en día están apareciendo diferentes bibliotecas de materiales innovadores que bien pueden ser multisectoriales o bien específicas para un sector determinado.

En Cenfim hemos creado FiMat, la biblioteca de materiales innovadores para el hábitat. En este espacio las empresas del sector podrán encontrar soluciones para la incorporación de materiales innovadores en sus productos.

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Figura 1. Gráfica que relaciona la resistencia frente a la densidad del material, para varias familias de materiales.

La biblioteca de materiales de Cenfim

Con el objetivo de facilitar a las empresas la incorporación de materiales innovadores, Cenfim creó la biblioteca de materiales innovadores FiMat. Se trata de una recopilación de materiales innovadores de diferentes sectores: aeroespacial, automovilístico, construcción...

Lo más interesante de estos materiales es que pueden tener múltiples aplicaciones novedosas en el sector del hábitat y que también se incluyen algunos materiales desarrollados específicamente para el sector.

FiMat engloba 8 familias de materiales: maderas, polímeros, metales, composites, materiales activos, papel y cartón, cerámica y vidrio, y textiles.

Cenfim cuenta con diferentes herramientas para que las empresas puedan incorporar materiales innovadores a sus productos. Las herramientas son:

  • Acceso a dos bases de datos internacionales y multisectoriales, como son Mater y matériO, que cuentan con más de 4.000 materiales. Cenfim tiene un convenio de colaboración con Mater Fad para el intercambio de información y la realización de proyectos de manera conjunta.
  • Una materialoteca física, con unas 300 muestras expuestas en estantería. En esta ubicación los interesados en incorporar nuevos materiales tienen un lugar al que acudir en búsqueda de nuevos materiales e ideas, ya que en la elección de un nuevo material es necesario tocarlo y verlo in situ.
  • Un laboratorio de materia prima y otro de producto acabado, para poder evaluar la incorporación de los nuevos materiales en cada etapa de dicho proceso.
  • Un software para hacer análisis de ciclo de vida simplificados y expertos capacitados para poder llevar a cabo dicha tarea.
  • Técnicos cualificados que trabajan en las áreas de materiales, diseño industrial, producto y procesos, marketing e investigación de mercados, aportando una visión y know-how multidisciplinar para optimizar la incorporación de estos materiales.
  • La materialoteca es una herramienta ideal para diseñadores, interioristas, arquitectos, prescriptores de contract, fabricantes de muebles y otros productos del hábitat y, en general, para cualquier empresa relacionada con este sector.
  • Con esta herramienta fabricantes de mobiliario pueden encontrar materiales que sustituyan a otros consiguiendo desarrollar un producto más competitivo, de mayor valor e incluso confiriéndole nuevas propiedades o aplicaciones.
  • Empresas que trabajen para el contract pueden encontrar materiales innovadores que ofrezcan nuevos diseños, mejores características y nuevas funcionalidades a sus clientes, con una respuesta rápida y eficiente, factor a tener muy en cuenta en este tipo de canal.
  • Esta biblioteca abre una nueva posibilidad a interioristas y diseñadores en la aplicación de materiales con nuevos diseños, nuevas texturas, nuevas geometrías, combinación de materiales, etc.

Este espacio cuenta con una gran cantidad de materiales con criterios de innovación y especialmente de sostenibilidad, facilitando su utilización por los profesionales del sector que pueden ahorrar mucho tiempo y esfuerzo obteniendo directa y rápidamente la información necesaria para el desarrollo de su trabajo.

Cenfim

El Centre de Difusió Tecnològica de la Fusta i Moble de Catalunya (Cenfim) fue constituido en el año 2005 como una fundación privada sin ánimo de lucro con proporción mayoritaria de empresas del sector madera y mueble en su patronato. Son miembros fundadores las asociaciones de empresarios de la madera y el mueble de las 4 provincias catalanas, la Confederació Catalana de la Fusta, l’Ajuntament de la Sénia (ciudad al sur de la provincia de Tarragona donde tiene su sede Cenfim), la Universitat Rovira i Virgili y el Cidem (Centre d’Innovació i Desenvolupament Empresarial, del Departament d’Innovació, Universitat i Empresa de la Generalitat de Catalunya).

FiMat

Cenfim asistió a Fimma-Maderalia 2011 con una selección de 20 materiales innovadores para el hábitat extraída de su nueva biblioteca de materiales FiMat. La biblioteca de materiales o materialoteca FiMat (Materiales Innovadores para el sector de la Madera y Mueble) es una recopilación de materiales innovadores de diferentes sectores —aeroespacial, automovilístico, construcción....

FiMat engloba 8 familias de materiales: Maderas, Polímeros, Metales, Composites, Materiales Activos, Papel y Cartón, Cerámica y Vidrio, y Textiles. La presencia de FiMat en la feria tuvo por objetivo mostrar a las empresas del sector del hábitat cómo esta materialoteca puede contribuir a la innovación de sus productos usando nuevos materiales.

Empresas o entidades relacionadas

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