El nuevo material desarrollado por los investigadores, basado en serrín mineralizado, es un excelente retardante de fuego. (Foto Dan Vivas Glaser/Kürsteiner R et al. Chem Circularity 2026, CC BY 4.0)
Cada vez que se corta un tronco de árbol, se genera aserrín. Millones de toneladas de aserrín se producen anualmente en todo el mundo, y la mayor parte se quema para generar energía.
Esto libera a la atmósfera el dióxido de carbono almacenado en la madera, lo cual no es ideal desde una perspectiva medioambiental.
Un equipo de investigadores de la Cátedra de Ciencia de Materiales de Madera de la ETH Zúrich y de Empa ha desarrollado un proceso que permite convertir el serrín en un compuesto reciclable y ecológico utilizando estruvita, un fosfato de magnesio y amonio cristalino e incoloro. Esto, a su vez, prolonga la vida útil del serrín dentro del ciclo de materiales.
La estruvita es conocida desde hace mucho tiempo por sus fascinantes propiedades ignífugas. Sin embargo, anteriormente había resultado difícil combinar este mineral con partículas de serrín debido a su comportamiento de cristalización.
Ahora, investigadores de la ETH utilizan una enzima extraída de semillas de sandía para controlar la cristalización de estruvita a partir de una suspensión acuosa del precursor mineral newberyita. Este proceso crea cristales grandes que rellenan los huecos entre las partículas de serrín y las unen firmemente. El material, que se prensa durante dos días, se retira del molde y se seca a temperatura ambiente.
Protegiéndose
“El material es más resistente a la compresión perpendicular a la veta que la madera de abeto original”, explica Ronny Kürsteiner, quien desarrolló el proceso como parte de su tesis doctoral.
Las propiedades mecánicas y la excelente resistencia al fuego del nuevo material lo hacen especialmente adecuado para instalaciones interiores. Esto se debe a que la estruvita no solo es incombustible, sino que también contribuye activamente a aumentar la resistencia al fuego.
Al calentarse, el mineral se descompone, liberando vapor de agua y amoníaco. Este proceso absorbe el calor del entorno, produciendo un efecto de enfriamiento. Los gases no combustibles liberados también desplazan el aire, impidiendo que el fuego se propague y haciendo que el material se carbonice más rápidamente.
El equipo de la ETH colaboró con investigadores de la Universidad Politécnica de Turín, quienes probaron el material en un calorímetro de cono, una prueba estandarizada que simula el comportamiento de un material al exponerse a una fuente de calor externa. Mientras que el abeto sin tratar se incendia en aproximadamente 15 segundos, el compuesto de aserrín de estruvita tarda más del triple. Una vez encendido, se forma rápidamente una capa protectora de material inorgánico y carbono, que protege el material de una mayor propagación del fuego.
“Los paneles de serrín de estruvita se protegen prácticamente solos”, afirma Kürsteiner.
Las estimaciones iniciales han demostrado que el material podría alcanzar la misma clase de protección contra incendios que los tableros de partículas convencionales unidos con cemento, aunque todavía se requieren pruebas de resistencia a la llama a mayor escala para confirmarlo.
Los tableros de partículas aglomeradas con cemento se utilizan actualmente de forma generalizada en revestimientos interiores para aplicaciones de protección contra incendios. Contienen entre un 60 y un 70 % de cemento en peso, lo que los hace pesados y genera una huella de carbono elevada debido al alto consumo energético de su producción.
Por otro lado, el tablero de serrín de estruvita contiene solo un 40% de aglutinante, lo que lo hace significativamente más ligero.
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Fácil de reciclar
Otra ventaja de este innovador material compuesto, en comparación con otros materiales de construcción compuestos, es que, a diferencia de los tableros de partículas unidos con cemento, por ejemplo, no se convierte en residuo tras la demolición.
Una vez retirado, el tablero de aserrín de estruvita se puede descomponer en sus componentes individuales triturándolo mecánicamente en una amoladora y calentándolo a poco más de 100 °C (212 °F). Esto libera el amoníaco y permite separar el aserrín mediante tamizado. Tras la disolución del material recuperado, el precursor newberyita precipita de nuevo en estado sólido.
La newberyita se puede mezclar nuevamente con aserrín para formar compuestos de estruvita. Este nuevo material podría, por lo tanto, contribuir significativamente a la economía circular en el futuro. También puede utilizarse como fertilizante natural, lo que tiene interesantes implicaciones para la agricultura, ya que libera el fósforo ligado que las plantas necesitan para su crecimiento de forma lenta y controlada.
A continuación, los investigadores pretenden seguir optimizando y ampliando el proceso de producción. Según Kürsteiner, la aceptación del material en el sector de la construcción dependerá principalmente del coste del aglutinante.
La estruvita es relativamente cara en comparación con los aglutinantes poliméricos o el cemento. Sin embargo, esto podría cambiar si se pudiera aprovechar otro ciclo: la estruvita se acumula en grandes cantidades en las plantas de tratamiento de aguas residuales, donde obstruye las tuberías.
“Podríamos utilizar estos depósitos como materia prima para nuestros materiales de construcción”, afirma Kürsteiner.
La investigación aparece publicada en Chem Circularity .
Fuente: ETH Zúrich
Estudio original DOI: 10.1016/j.checir.2025.100004
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