ALIANZA ENTRE UNIVERSIDAD DEL BÍO-BÍO, MASISA Y NANOTEC DA ORIGEN A NUEVO SISTEMA ADHESIVO PARA TABLEROS MDF

  • Publicado por MASISALAB el miércoles 20 de octubre del 2021
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    La investigación finalizó en julio de este año y consistió en crear un nuevo mecanismo de adhesión principalmente para usar en muebles que sean amigables con el medio ambiente, de resistencia mecánica y durabilidad remarcables. Los resultados logrados permitirán mejorar la competitividad de la industria de tableros en base a madera, aumentando las posibilidades de aplicación de los nuevos paneles con un adhesivo reforzado con biomateriales sustentables

    De acuerdo al Dr. William Gacitúa, líder de este proyecto, “el trabajo empresa-academia es fundamental para llevar a cabo en corto tiempo el desarrollo científico y tecnológico de punta al aparato productivo nacional”.

     

    Todo comenzó hace algunos años, cuando el la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) en conjunto con el Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondef) adjudicaron financiamiento a la Universidad del Bío-Bío en el II Concurso Fondef IDeA en dos etapas (año 2015 y 2018), con fondos por $148,7 y $149,7 millones para el equipo liderado por el Dr. William Gacitúa Escobar, profesor titular y PhD del Dpto. de Ingeniería en Maderas de la Universidad del Bío-Bío, con el fin de ejecutar el proyecto titulado “Desarrollo de un nuevo sistema adhesivo de bajas emisiones de formaldehído, alta performance mecánicas y durabilidad para la fabricación de tableros MDF”. 

    El programa Fondef IDeA tiene como objetivo apoyar financieramente proyectos con un fuerte componente científico que, en un horizonte relativamente corto, logren resultados que les permitan convertirse en nuevos productos, procesos o servicios, con una razonable generación positiva de impactos productivos, económicos y sociales. Es ahí cuando el Dr. Gacitúa decide ponerse en contacto con las empresas Nanotec y MASISA para dar forma a este desafío. La investigación finalizó a mediados de este año, dando origen a un nuevo sistema adhesivo para tableros MDF, dirigido principalmente a muebles amigables con el medio ambiente, de resistencia mecánica y durabilidad remarcables.

    “El tablero de fibras de densidad media o MDF es un tipo de sustituto excelente para el panel de madera natural con una amplia aplicación. Es un tablero muy utilizado en campos como el mobiliario, la construcción, la decoración, en molduras y en las carcasas de electrodomésticos. Para su obtención, a materiales tales como madera y fibras de plantas, se les añade generalmente una resina del tipo urea-formaldehído. Uno de los principales problemas que estos tipos de resinas tienen está relacionado con las emisiones de formaldehído”, explica el Dr. Gacitúa, aclarando que éste último es un compuesto químico utilizado para la formulación de los adhesivos utilizados en la fabricación de tableros derivados de la madera.

    “Este compuesto está considerado como un compuesto nocivo e irritante. La producción de MDF en todo el mundo está aumentando debido al desarrollo de nuevas tecnologías de fabricación. Como resultado de esto, los productos de MDF se utilizan cada vez más en aplicaciones de madera tradicionales que requieren resistencia al ataque de hongos e insectos o en condiciones más exigentes. Así, la investigación realizada en estos dos proyectos, financiados en 2 etapas por Fondef, se encargó de investigar el efecto de la incorporación de nanocelulosas en conjunto con nanopartículas de cobre en adhesivos urea formaldehído para la fabricación de tableros MDF a través de validaciones industriales de la nueva nanotecnología desarrollada para adhesivos . Esta iniciativa se centró en resolver un grupo de problemas que presenta este producto que se pretende crear (emisiones de formaldehído – propiedades mecánicas y resistencia al ataque de hongos e insectos) que además es ampliamente y cada vez más utilizado en el mercado de la construcción y mueblería

    ¿Por qué la incorporación de nanocelulosa a los tableros es una gran noticia para la industria?

    La nanocelulosa es una biopolímero de origen natural, por lo que es sustentable y se destaca por ser ligera, rígida, termoestable, tiene un alto coeficiente de resistencia respecto a su peso (es ocho veces más resistente que el acero inoxidable)y es transparente. Hay un gran número de usos potenciales para la nanocelulosa en diferentes industrias, lo que ha despertado un gran interés entre diversos grupos de investigación. Muchos de los trabajos que se desarrollan hoy en día, dicen relación con la búsqueda de aplicaciones para la nanocelulosa, entre ellos: materiales compuestos, electrónica, sensores, construcción, papel y pulpa, filtración, recubrimientos y superficies, modificadores de reología, aerogeles, embalaje, entre otros. Sin embargo, en el área de materiales compuestos, la incorporación de nanocelulosas en matrices poliméricas se presenta como una alternativa de gran interés, debido a su capacidad de refuerzo y por sobre todo por ser amigables con el medio ambiente. Dado que las resinas de urea formaldehído (UF) tienen una fuerte adhesión a la mayoría de materiales que contienen celulosa, las nanocelulosas son muy adecuadas para el refuerzo de este tipo de resinas. 

    Por otro lado, las emisiones de formaldehído (HCHO) en las resinas UF constituyen un factor de bastante interés, debido a los inconvenientes que generan para la salud de las personas y del medio ambiente. En este sentido, es destacable que estas emisiones puedan, al menos reducirse, de manera tal de hacer estas resinas más amigables con el ambiente y las personas. La incorporación de nanocelulosa permite una reducción de HCHO en la formulación de las resinas de baja razón molar Formaldehído/Urea, con propiedades mecánicas acordes a las que el mercado exige actualmente.

    ¿Cuáles diría que fueron los principales aprendizajes y desafíos durante el proceso? 

    El nuevo sistema adhesivo, mejorado con nanotecnología, fue validado industrialmente en una línea continua de producción de tableros MDF perteneciente a MASISA. Se implementó un diseño experimental en planta que permitió investigar en las propiedades físicas, mecánicas, térmicas y durabilidad de los tableros fabricados industrialmente con el nuevo sistema adhesivo, las cuales resultaron positivamente afectadas. En este sentido es destacable mencionar que el nuevo sistema adhesivo puede ser aplicado en líneas normales de producción sin la necesidad de nuevos equipos y/o condiciones en la línea de producción especiales.

    ¿Qué destacaría del trabajo empresa-academia? ¿Por qué son necesarias este tipo de alianzas? ¿Qué aporta cada uno?
    En la academia tendemos a soñar mucho el futuro científico y tecnológico, donde las empresas son nuestro cable a tierra y principal soporte para validar nuestras ideas. El trabajo empresa-academia es fundamental para llevar a cabo en corto tiempo el desarrollo científico y tecnológico de punta al aparato productivo nacional. 

    ¿Cuáles son los próximos pasos?

    A unas semanas de haber finalizado exitosamente el proyecto estamos a la espera de la respuesta de una solicitud de patentamiento nacional e internacional, donde hay buenas proyecciones de protección intelectual en países como Estados Unidos, Brasil, México, Colombia, Perú y Ecuador.