Archivo de la etiqueta: fibra

Nanofibra de bambú más fuerte y liviano que el acero

El desmonte de matorrales de bambú destructivos en todo Japón está impulsando la producción de un material que podría cambiar el proceso de fabricación de productos que van desde pañales hasta automóviles.

Chuetsu Pulp & Paper Co., en colaboración con la Universidad de Kyushu, estableció una técnica que utiliza bambú para crear nanofibras de celulosa (CNF), que son cinco veces más resistentes que el acero, pero solo una quinta parte del peso del metal.

El gran obstáculo es el costo de producción.

Se espera que la compañía comience la producción comercial de CNF en junio en su planta de Sendai en Satsuma-Sendai, prefectura de Kagoshima. Planea producir 100 toneladas de CNF por año.

CNF consiste en pequeñas estructuras reticuladas de fibras de celulosa, que constituyen las paredes celulares de las plantas. Se crea al descomponer la pulpa de madera en pedazos extremadamente pequeños.

El grosor de CNF es de aproximadamente 10 nanómetros, o una diezmilésima parte del grosor de un cabello. (Un nanómetro es una milmillonésima parte de un metro).

Cuando se mezcla con plásticos o caucho, CNF mejora la resistencia de los materiales y evita cambios drásticos en su forma causados ​​por las fluctuaciones de temperatura.

CNF se puede hacer de todo tipo de plantas, pero el CNF derivado de bambú se combina más fácilmente con plásticos y otros tipos de resina que el material creado con otros tipos de árboles.

La producción de CNF también podría ayudar a resolver un problema ambiental.

Los municipios alrededor de Japón están tratando de deshacerse de matorrales de bambú desatendidos que pueden tener un impacto catastrófico en los bosques circundantes de otros árboles.

En la prefectura de Kyoto, los cipreses y cedros japoneses se han marchitado por los daños causados ​​por los matorrales de bambú abandonados.

Nuevos brotes pueden brotar de raíces de bambú que se extienden rápidamente. Los brotes también crecen rápidamente hasta unos 20 metros, bloqueando la luz solar y matando a otras plantas a su alrededor. Como resultado, el suelo se afloja. Esto pudo haber contribuido a un deslizamiento de tierra que ocurrió cerca de un bosquecillo de bambú cuando un tifón golpeó la prefectura de Kagawa.

Kagoshima es la prefectura japonesa con la mayor superficie de bosques de bambú. La ciudad de Satsuma-Sendai en la parte occidental de la prefectura se enfrenta a un problema creciente con los matorrales de bambú abandonados porque sus dueños se están volviendo demasiado viejos para cuidar las plantas.

A pedido de las autoridades locales y otros, Chuetsu Pulp & Paper compró anualmente 20,000 toneladas de bambú en la ciudad desde 1998.

La compañía produjo papel a partir del bambú, pero también comenzó a investigar el CNF elaborado con bambú para utilizar el recurso de manera más efectiva.

Según la Agencia Forestal, Japón tenía 161,000 hectáreas de bosque de bambú a partir de 2012, un 12 por ciento más que en 1981.

El bambú se ha utilizado para carbón, papel, material de pavimentación de carreteras y otros productos, pero la demanda de madera se ha ido reduciendo.

“Para evitar una mayor expansión de matorrales de bambú, no hay más remedio que poner el uso comercial (de bambú) en la pista para el éxito”, dijo Shigeo Suzuki, un profesor de geografía ecológica en la Universidad Rissho.

CNF hecho de plantas que no sean bambú se ha utilizado en productos que ya están en el mercado.

Nippon Paper Industries Co. en octubre de 2015 comenzó a vender un pañal desechable para adultos que tiene una hoja fabricada por CNF en una pieza que no entra en contacto con la piel del usuario. Esto mejora el efecto desodorizante del producto.

Aunque la pulpa, es ecónómica, el proceso de romper la fibra en trozos pequeños requiere mano de obra y dinero. Los gastos de fabricación ascienden a varios miles de yenes (docenas de dólares) por kilogramo.

La Universidad de Kioto está llevando a cabo proyectos de investigación para reducir los costos de producción de CNF y reducir el peso de los automóviles mediante el reemplazo de piezas fabricadas con CNF.

La investigación en toda regla en CNF comenzó alrededor de 2004. Los Estados Unidos, China y los países del norte de Europa han participado activamente en el desarrollo de una fibra fuerte.

(Este artículo fue escrito por Kazuya Goto y Takehito Sato)

Conozca un estudio técnico aquí

Fuentes: Bio Fuel Digets, Asahi.  

Nanofibra de bambú más fuerte y liviano que el acero