Un proceso mecano-químico dota a la madera natural de más resistencia que el acero
Un equipo de investigación liderado por la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea (EHU), junto con la Wuhan University y la Chinese Academy of Sciences (China) se ha inspirado en los procesos que naturalmente ocurren para dar lugar a madera fosilizada (conocido como ancient buried wood), para desarrollar madera con altas prestaciones estructurales (denominada madera BioStrong por los autores). Mediante una combinación adecuada de tratamientos mecánicos, químicos y biológicos, ha sido posible modificar la estructura interna de la madera, llegando a obtener resistencias mecánicas que superan las del acero inoxidable.
El equipo investigador ha mostrado que el proceso desarrollado es aplicable a multitud de tipos de madera. De este modo, los resultados obtenidos sientan la base para desarrollar materiales biológicos con muy altas prestaciones que puedan, en un futuro cercano, reemplazar los materiales de origen fósil (resinas termoestables, termoplásticos de altas prestaciones…) que están resultando tan problemáticos en términos ambientales y sociales.
“La madera es uno de los materiales biológicos más accesibles, pero fuera de su uso convencional, apenas está siendo explorada para aplicaciones de altas prestaciones”, señala el profesor del Departamento de Expresión Gráfica y Proyectos de Ingeniería, e investigador del Life Cycle Thinking Group de la EHU Erlantz Lizundia, uno de los autores principales del estudio junto al profesor Chaoji Chen (Wuhan University). “Nuestros resultados demuestran que es posible obtener materiales con prestaciones mecánicas muy altas, y que a su vez sean económicamente viables y ofrezcan capacidades de captura de carbono”.
El equipo utilizó hongos que se alimentan de la madera, combinándolos con tratamientos mecánicos y químicos, y consiguieron reconfigurar la estructura molecular de los componentes que forman la madera y así conferir una alta resistencia mecánica a este material. También se había podido incrementar la resistencia a la humedad, a altas temperaturas, y a choques térmicos extremos (como, por ejemplo, de -196 °C a +120 °C). Y aún más, al analizar la resistencia a la tracción, es decir, cuál es la máxima tensión que un material puede soportar antes de la fractura, comprobaron que era incluso superior a la del acero inoxidable (SAE 304), una aleación que contiene materiales altamente escasos, caros y potencialmente tóxicos (como son el cromo y el níquel).
Otra de las aportaciones del estudio es la implementación de metodologías para cuantificar el impacto ambiental y el coste económico de los materiales desarrollados. Así, no sólo se ha probado la escalabilidad y viabilidad del proceso, sino que además ha sido posible confirmar que la madera BioStrong tiene una alta capacidad como material de captura de carbono.
Aunque se requieren estudios adicionales para poder ampliar los procesos aplicados a otro tipo de materiales de origen natural, este trabajo representa un avance relevante en el desarrollo de materiales circulares y sostenibles que puedan reemplazar a medio plazo los materiales no-renovables y altamente contaminantes en los que se basa nuestra economía.
Información complementaria
Junto a Erlantz Lizundia, profesor del Departamento de Expresión Gráfica y Proyectos de Ingeniería, e investigador del Life Cycle Thinking Group de la EHU, en este trabajo han tomado parte investigadores de la Wuhan University y la Chinese Academy of Sciences
Referencia bibliográfica
Ziyang Lu, Luhe Qi, Junqing Chen, Cai Lu, Jing Huang, Lu Chen, Yuying Wu, Jiahao Feng, Jinyou Lin, Ze Liu, Erlantz Lizundia, Chaoji Chen. A superstrong, decarbonizing structural material enabled by microbe-assisted cell wall engineering via a biomechanochemical process. Science Advances 11, eady0183 (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ady018
