Este año se ha hecho esperar, pero la llegada del frío invernal a España ya es una realidad y vuelve a poner en tela de juicio el nivel de eficiencia energética de los edificios. A pesar de las mejoras continuas en los materiales y en las técnicas para favorecer una temperatura estable, lo que implica un gran ahorro en climatización, sigue habiendo numerosas viviendas y oficinas en las que la factura del gas se dispara por culpa de un aislamiento insuficiente.

Uno de los métodos más habituales para mejorar la calidad de vida en un edificio y favorecer que sea cálido en invierno y fresco en verano, manteniendo un gasto de energía mínimo, es la instalación de paneles aislantes, tanto en las paredes como en el suelo y el techo. El problema es que, a menudo, estos están fabricados con derivados del plástico o con elementos como la lana de roca o la fibra de vidrio, cuya producción es muy contaminante y dañina para el medioambiente.

Para paliar la emisión de gases de efecto invernadero y favorecer nuevos usos, especialistas en la disciplina apuestan cada vez más por materiales naturales, reciclados y con un gran rendimiento. Es el caso de un equipo formado por investigadores de la Universidad Moulay-Ismaïl de Meknes y la Universidad de Rabat, en Marruecos, que ha estudiado la eficacia de paneles fabricados con cartón reutilizado y deshechos de palmera datilera. Además, en el proceso han eliminando la necesidad de productos químicos o aditivos adicionales, con resultados sorprendentes.

Materiales reciclados

La palmera datilera forma parte de la cultura marroquí desde hace siglos, y la producción y venta de dátiles es una palanca de desarrollo socioeconómico para el país norteafricano. Sólo en la provincia de Errachidia hay más de 1,5 millones de árboles de esta especie, equivalente al 25% del patrimonio nacional. A pesar de su relevancia y de las casi 70.000 hectáreas que ocupa su cultivo en todo Marruecos, los residuos que genera este recurso están infrautilizados. Al menos hasta ahora, ya que la intención de los investigadores es precisamente aprovechar diversos elementos, como los racimos, los troncos, los peciolos y las fibras de la madera de palmera.

En el caso del cartón, el desperdicio también es a todas luces excesivo. Entre los más de 30 millones de toneladas de residuos que acumula Marruecos cada año, uno de los elementos más destacados es precisamente el de este material. Y la tasa de reciclaje del país en este caso es de sólo el 25%, muy inferior a la media de los países de la Unión Europea, donde llega al 70%.

Palmeras datileras en Marruecos Monique Pouzet / iStock Omicrono

Para el estudio, que se acaba de publicar en la revista científica Journal of Cleaner Production, los ingenieros Abderrahim Benallel, Amine Tilioua y Mohammed Garoum decidieron recuperar la biomasa residual de las palmeras datileras procedentes de Errachidia. Para obtener mejores resultados, la mezclaron con celulosa procedente de residuos de cartón, con el objetivo de obtener en última instancia paneles de aislamiento térmico y acústico de alto rendimiento y usando agua como único aglomerante.

Mezclas y pruebas

Para encontrar las mejores proporciones de cada elemento, los científicos realizaron cinco mezclas distintas, cada una de ellas con cuatro grosores diferentes, y pusieron a prueba sus propiedades en varios experimentos de laboratorio. Así evaluaron la conductividad y la difusividad térmica, la pérdida de transmisión, el coeficiente de absorción acústica o las tasas de absorción de agua, para conocer al detalle su viabilidad como producto final. Para ello, usaron técnicas como el análisis del flash láser, el método del avión caliente o el tubo de impedancia acústica.

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Para conocer mejor sus propiedades estructurales, también emplearon microscopía electrónica de barrido (SEM), lo que les permitió observar y analizar la microestructura de estos innovadores materiales compuestos. Los resultados fueron "muy prometedores" según Benallel, autor principal del estudio.

Los distintos compuestos, con una densidad de entre 226,6 y 312,8 kg/m3, lograron una conductividad térmica que variaba entre 0,074 y 0,081 W/mK. En cuanto a las pruebas acústicas, su coeficiente de pérdida de transmisión de sonido fue superior a 5 dB en un rango de frecuencia de 500 a 1400 Hz. La absorción de sonido, por su parte, alcanzó más de 0,4 en un rango de frecuencia de 200 a 1400 Hz. Son números similares o incluso levemente mejores que los obtenidos por los paneles de alto rendimiento fabricados con materiales no reciclados.

Diagrama del estudio sobre paneles aislantes con fibra de palmera y cartón Universidad Moulay-Ismaïl Omicrono

Para medir la densidad de cada uno de los compuestos, utilizaron un horno para secarlos a una temperatura uniforme de 50°C. Así descubrieron que esa característica varía desde los 226,6 hasta los 312,8 kg/m3, mientras la capacidad de absorción de agua capilar ascendió al 203% tras seis horas de inmersión en agua. Eso implica que resisten bien frente a la humedad, y que no pierden sus propiedades térmicas ni acústicas en esos casos. Las pruebas también permitieron definir el espesor óptimo de las láminas aislantes, con modelos entre los 20 y los 80 mm. 

Una vez realizadas todas las pruebas, que también tuvieron en cuenta el ciclo de vida y la durabilidad de cada compuesto, los investigadores lograron "desarrollar y caracterizar nuevos materiales de aislamiento térmico y acústico utilizando una mezcla de residuos de cartón y fibras extraídas de la madera de palmera datilera", según explican en el estudio.

El más efectivo, teniendo en cuenta todos los datos, fue el fabricado con un 60% de fibras de palmera datilera y un 40% de cartón, lo que permitirá en un futuro diseñar paneles elaborados con estos materiales que, además de beneficiosos para el medioambiente, serán más asequibles y ofrezcan un mejor aislamiento tanto térmico como acústico.

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