El sector de la construcción es el mayor contribuyente a las emisiones de gases de efecto invernadero (representa el 40% de las emisiones globales) y un gran consumidor de plásticos, con procesos de fabricación que pueden contaminar el aire, la tierra y el agua. En busca de soluciones, un equipo de investigadores ha creado un material aislante a base de cáscara de arroz.
Los materiales aislantes tradicionales utilizados en aplicaciones de construcción, como la fibra de vidrio y la lana de roca, se obtienen en su mayoría de fuentes petroquímicas. En los últimos años, los investigadores han considerado los residuos agroindustriales como una alternativa más sostenible, utilizando por ejemplo fibras de caña, cáscaras de café, periódicos reciclados, fibras textiles y lana de oveja.
La Dra. Nacarí Marín Calvo, investigadora de la Universidad Tecnológica de Panamá, y sus colegas trabajaron en un nuevo material aislante a base de cáscara de arroz y evaluaron sus propiedades térmicas y mecánicas. “Tiene una conductividad térmica competitiva en comparación con muchos materiales aislantes naturales y reciclados”, dijo Calvo en un comunicado de prensa.
Una receta de cuatro ingredientes
El estudio se realizó en las zonas rurales de Panamá, donde las cáscaras de arroz se consideran desechos agrícolas y normalmente se eliminan en vertederos o se incineran. Para producir la mezcla, los investigadores trituraron las cáscaras y luego agregaron celulosa, obtenida de periódicos reciclados y triturados. Finalmente agregaron bórax, lo que hizo que la mezcla fuera resistente a los hongos y retardante del fuego.
Todos los componentes fueron unidos con pegamento. Los investigadores probaron diferentes composiciones de materiales para determinar el comportamiento del material cuando se usaba más o menos cáscara de arroz. La primera mezcla se hizo con un 14% de periódico, un 9% de cáscara de arroz, un 15% de bórax y un 62% de pegamento. Probaron dos composiciones adicionales con más cáscara de arroz y menos periódico.
“Encontramos que los resultados fueron similares en las tres composiciones en valores k (conductividad térmica, la capacidad de un material para conducir calor), tensiones máximas y valores de resistencia a la compresión”, dijo Marín Calvo en un comunicado de prensa.
Un valor k más bajo significa que el material es mejor para el aislamiento. Para las composiciones probadas, el valor k osciló entre 0,0409 y 0,04607 vatios por metro Kelvin (W/mK). Otros materiales naturales tienen valores k que oscilan entre 0,027 y 0,1 W/m/K.
Los investigadores también probaron la resistencia a la tracción, que es la tensión máxima que un material puede soportar mientras se estira o se tira antes de romperse. Para las composiciones probadas, la tensión promedio osciló entre 1,31 y 1,76 megapascales (MPa). Pascal es la unidad utilizada para medir la fuerza aplicada en un ángulo de 90° sobre la superficie de un objeto. Los materiales a base de cartón, cemento y arena tienen valores de resistencia a la tracción similares.
Si bien los resultados son alentadores, los investigadores dijeron que se necesitarán más estudios para confirmar las propiedades aislantes del material y cómo soporta climas diferentes a la alta humedad de Panamá. “Estamos evaluando la degradación del material desarrollado en condiciones ambientales controladas”, afirmó Marín Calvo.
También pidieron más investigación sobre otras configuraciones, como agregar fibras largas apuntando en una dirección para reforzar el comportamiento del material en tensión. “El material también podría utilizarse en diversos ámbitos de la ingeniería, incluida la producción de componentes ligeros, paneles de construcción y embalajes sostenibles”, afirmó Marín Calvo.
El estudio fue publicado en la revista Frontiers in Built Environment.
Fuente: ZME Science.
