Para evitar que la madera envejezca prematuramente, es importante protegerla eficazmente contra la radiación ultravioleta (UV). Al mismo tiempo, la gente quiere conservar el aspecto y la sensación de las superficies de madera natural, pero los revestimientos protectores transparentes que actualmente se encuentran ampliamente disponibles en el mercado a menudo contienen compuestos químicos nocivos.
Para evitar el uso de estas sustancias, el Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Procesos y Embalaje IVV y Naturhaus Naturfarben GmbH están trabajando juntos para desarrollar una fórmula que proporcione protección UV inofensiva, transparente y 100% orgánica para la madera.
La arquitectura abierta con fachadas de vidrio y grandes ventanales que permiten que la luz natural inunde los interiores de las casas es muy popular, al igual que el deseo de vivir una vida verde en armonía con la naturaleza. Sin embargo, hasta ahora ha sido difícil equilibrar estas dos necesidades cuando se trata de proteger superficies de madera en interiores.
Sin un recubrimiento, la luz ultravioleta con una longitud de onda de entre 330 y 380 nanómetros puede interactuar con las superficies de la madera, provocando decoloración y daños mediante un proceso conocido como fotooxidación. Pero los barnices protectores transparentes actualmente disponibles en el mercado contienen aditivos químicos como benzofenonas, benzotriazoles o derivados de feniltriazina, todos ellos perjudiciales para la salud de las personas.
Un punto especialmente crítico es que estas sustancias volátiles pueden entrar al cuerpo directamente a través del sistema respiratorio, por ejemplo durante el proceso de secado. Hasta el momento, todas las alternativas de base biológica para proteger la madera contra el envejecimiento debido a la luz solar han sido coloreadas, por lo que son opacas.
Esto llevó a Fraunhofer IVV y Naturhaus Naturfarben GmbH a la idea de desarrollar una solución para este problema. Con la tarea de encontrar componentes vegetales adecuados para un acabado de madera natural que protegiera el material contra la radiación UV y al mismo tiempo dejara visible la veta, Fraunhofer IVV se puso a trabajar en el proyecto ProTann en 2021.
Los científicos decidieron explorar un campo de investigación completamente nuevo:"Desde hace tiempo, en Fraunhofer IVV utilizamos proteínas con gran éxito para la unión natural en sistemas de revestimiento", explica Melanie Platzer, científica investigadora del departamento de Desarrollo de Procesos de Departamento de Materias Primas Vegetales. "Una cosa que fue nueva para nosotros fue combinar proteínas con materiales secundarios de origen vegetal que sirven como protección UV para un acabado a base de agua".
Uno de los objetivos del proyecto era determinar los enlaces cruzados creados entre las proteínas y los materiales secundarios de origen vegetal en el acabado y, en última instancia, garantizar que las sustancias formaran un vínculo permanente.
El proceso de desarrollo del acabado se desarrolló en varias etapas. Al principio, los investigadores probaron su idea de formulación inicial, que se basó en un proyecto anterior de Fraunhofer IVV que utilizaba múltiples proteínas, como la proteína de guisantes y de soja.
Platzer comenta:"Tuvimos algunas preguntas cruciales durante esta fase. ¿El recubrimiento producido se adhiere a la madera? ¿Se absorbe? ¿Y se puede quitar para poder medir el efecto de bloqueo de los rayos UV en primer lugar?"
A continuación, el equipo del proyecto seleccionó dos proteínas y añadió varias sustancias vegetales secundarias que ofrecen una buena protección contra la radiación ultravioleta. El pH presentó un desafío, ya que los acabados de la madera deben estar dentro de un rango determinado para que no dañen el material.
La adición de los propios extractos de plantas también fue un punto crucial para el equipo de investigación, ya que era difícil prever de antemano qué tan bien se disolverían los distintos extractos, si interactuarían con las proteínas y cómo cambiaría el color del recubrimiento creado con el tiempo. el curso del proceso.
Durante los dos años que duró aproximadamente el proyecto, los científicos probaron muchas combinaciones. También tuvieron mucho éxito trabajando con mezclas de diferentes sustancias secundarias de origen vegetal.
"Al final, teníamos muchos buenos candidatos para posibles combinaciones de proteínas y aditivos para el recubrimiento protector UV, por lo que pudimos concentrarnos en la cuestión de qué formulación tiene más sentido al pensar en la producción, incluso con un atención al abastecimiento local y a la disponibilidad de las materias primas utilizadas", afirma Platzer.
"Siempre que es posible, incluimos residuos de la agricultura y la industria alimentaria en nuestro trabajo de desarrollo. Esto incluye cosas como las cáscaras sobrantes de la elaboración de jugo de manzana o el orujo de la producción de vino".
Todas las opciones identificadas son inofensivas y no presentan efectos nocivos para la salud de personas o animales por el contacto directo o la respiración de vapores.
La fórmula del modelo seleccionado se encuentra actualmente en desarrollo en Naturhaus Naturfarben GmbH. El objetivo es adaptar la composición para que pueda producirse a gran escala y, en última instancia, acceder a un nuevo mercado en el segmento de los conservantes naturales de la madera. Luego, la fórmula a base de agua podría aplicarse en varias capas, con un acabado natural diferente encima como sellador, para brindar una protección duradera a los pisos y muebles de madera.
Para seguir desarrollando los numerosos resultados de la investigación de ProTann y explorar su potencial, Fraunhofer IVV ya ha iniciado un proyecto de seguimiento. Las combinaciones de proteínas y sustancias vegetales que bloquean los rayos UV también podrían usarse para recubrir paquetes o en el cuidado de la piel, por ejemplo.
Proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft
