Desarrollan una espuma a partir de serrín que podría sustituir al poliestireno en envases y aplicaciones de construcción

El nuevo material, elaborado con residuos de madera, aglutinantes de celulosa y un recubrimiento de cera de abeja, ofrece propiedades mecánicas comparables a las de las espumas plásticas de origen fósil.

Un equipo de investigadores ha desarrollado una espuma biobasada fabricada a partir de serrín residual que podría convertirse en una alternativa sostenible al poliestireno expandido (EPS), uno de los materiales más utilizados en embalajes protectores y aislamiento. El nuevo material aprovecha residuos procedentes de aserraderos y combina aglutinantes derivados de la celulosa con otros compuestos de origen vegetal para obtener espumas rígidas o flexibles con prestaciones similares a las de los materiales convencionales.

El trabajo, publicado en la revista ACS Applied Polymer Materials, se enmarca en la búsqueda de soluciones que permitan sustituir materiales de origen fósil por alternativas renovables y, al mismo tiempo, valorizar residuos de la industria maderera.

Para fabricar las espumas, los investigadores emplearon serrín tanto procesado como sin procesar, recogido directamente de aserraderos. Este material se mezcló con distintos tipos de aglutinantes de celulosa y agentes de reticulación antes de ser moldeado, congelado y sometido a un proceso de liofilización para eliminar la humedad. Posteriormente, las muestras fueron secadas para estabilizar su estructura.

Los ensayos mostraron que el tipo de aglutinante utilizado permite modificar las propiedades mecánicas del material. Las formulaciones con carboximetilcelulosa dieron lugar a espumas más rígidas que el poliestireno convencional, mientras que las elaboradas con hidroxipropilcelulosa presentaron un comportamiento más flexible.

Además, el equipo comprobó que el uso de serrín sin procesar ofrecía resultados muy similares a los obtenidos con polvo de madera tratado, lo que amplía las posibilidades de utilizar directamente residuos industriales sin necesidad de tratamientos previos.

Mayor resistencia al impacto

Los investigadores también evaluaron el comportamiento del nuevo material frente a la humedad y a distintos disolventes. Las espumas que incorporaban agentes de reticulación absorbían y liberaban agua sin degradarse y mostraban una mayor resistencia química que el poliestireno frente a la acetona.

Con el objetivo de mejorar aún más su comportamiento en ambientes húmedos, algunas muestras se recubrieron con una fina capa de cera de abeja. Este tratamiento incrementó la resistencia al agua sin alterar las propiedades mecánicas del material, lo que podría favorecer su utilización en aplicaciones logísticas y de almacenamiento.

En las pruebas de impacto, realizadas dejando caer un peso de 4,5 kilogramos sobre las muestras, las espumas fabricadas con serrín absorbieron la energía de forma más eficiente que el poliestireno de espesor equivalente. El rebote registrado fue un 21% inferior, un resultado que apunta a una mayor capacidad de amortiguación frente a golpes.

Potencial para envases y materiales de construcción

Aunque los investigadores señalan que todavía es necesario estudiar la durabilidad del material a largo plazo, los resultados iniciales indican que estas espumas podrían emplearse como alternativa al poliestireno en aplicaciones de embalaje protector, especialmente en el transporte de mercancías y productos electrónicos.

Asimismo, el equipo considera que el material podría encontrar aplicaciones en el sector de la construcción, donde la demanda de soluciones ligeras y de menor impacto ambiental continúa creciendo.

«El motivo inicial de este trabajo fueron las espumas de embalaje, que se utilizan en gran cantidad para proteger los materiales durante el transporte», afirma Todd Emrick, investigador de la Universidad de Massachusetts y uno de los autores del trabajo. «Dado que nuestra evaluación inicial de las propiedades mecánicas parece prometedora, estas espumas a base de serrín podrían estudiarse más a fondo en todo tipo de aplicaciones, incluidos los materiales de construcción y los embalajes de alta gama para productos electrónicos de consumo, donde es esencial contar con embalajes ligeros y protectores».