El sector de la construcción es el segundo mayor sector en consumo de plástico y es responsable de más de un tercio de las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con la energía en todo el mundo.
por Frontier
Los procesos de fabricación de materiales de construcción contaminan el aire, la tierra y el agua. En este sentido, los materiales de construcción elaborados a partir de residuos agroindustriales se vuelven cada vez más atractivos por su menor impacto ambiental.
Para contribuir a una nueva generación de materiales fabricados a partir de lo que a menudo se considera desechos, investigadores en Panamá han desarrollado un material aislante a base de cáscara de arroz y han evaluado sus propiedades térmicas y mecánicas . Han publicado sus resultados en Frontiers in Built Environment .
«Aquí demostramos que es posible crear material aislante alternativo a partir de periódico reciclado y cáscara de arroz», dijo el Dr. Nacarí Marín Calvo, investigador de la Universidad Tecnológica de Panamá, Centro Regional de Azuero y primer autor del artículo. «El material desarrollado tiene una conductividad térmica competitiva en comparación con muchos materiales aislantes naturales y reciclados».
Una receta de cuatro ingredientes
En las zonas rurales de Panamá, donde se realizó el estudio, la cáscara de arroz se considera un residuo agrícola y normalmente se elimina en vertederos o se incinera, lo que la convierte en una preocupación ambiental importante. Para producir la mezcla, se trituraron las cáscaras. Luego se añadió celulosa, obtenida a partir de periódicos reciclados y triturados, y luego bórax, que hizo que la mezcla fuera resistente a los hongos y le otorgara propiedades ignífugas. Todos los componentes fueron unidos con pegamento.
Los investigadores probaron diferentes composiciones de materiales para verificar 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. En las otras dos composiciones se aumentó la cantidad de cáscara de arroz , mientras q
Que se disminuyó la cantidad de periódico. Las cantidades de bórax y cola se mantuvieron sin cambios. «Encontramos que los resultados eran similares en las tres composiciones en valores k, tensiones máximas y valores de resistencia a la compresión», afirma Marín Calvo.
Cara a cara con otros materiales naturales
La conductividad térmica, también llamada valor k, describe la capacidad de un material para conducir calor. Un valor más bajo significa que el material es más adecuado 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 aislantes naturales y reciclados tienen valores k que oscilan entre 0,027 y 0,1 W/m/K.
La resistencia a la tracción es la tensión máxima que un material puede soportar mientras se estira o se tira antes de romperse. Las pruebas mostraron que la tensión máxima en tensión promedio osciló entre 1,31 y 1,76 megapascales (MPa) para las tres composiciones. 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 .
Los valores de resistencia a la compresión obtenidos estuvieron entre 20,19 y 21,23 MPa. La resistencia a la compresión describe la capacidad de un material para resistir ser empujado. Los valores obtenidos permitieron a los investigadores verificar la posibilidad de utilizar el material desarrollado en aplicaciones de construcción.
Más allá de la construcción
Los investigadores señalaron que en el futuro se necesitarán más estudios para confirmar las propiedades aislantes del material y cómo soporta climas diferentes a la alta humedad de Panamá. «Como parte de futuras investigaciones, estamos evaluando la degradación del material desarrollado en condiciones ambientales controladas», dijo Marín Calvo.
Investigaciones futuras también podrían incluir otras configuraciones, como la adición de fibras largas apuntando en una dirección para reforzar el comportamiento del material en tensión. «Podemos concluir que el material también podría utilizarse en diversos ámbitos de la ingeniería, incluida la producción de componentes ligeros, paneles de construcción y embalajes sostenibles», concluye Marín Calvo.
Más información: Material aislante térmico producido a partir de materiales reciclados para aplicaciones de construcción: material a base de celulosa y cáscara de arroz, Fronteras en el entorno construido (2023). DOI: 10.3389/fbuil.2023.1271317
