Modificación química de la estructura de la madera para el mejoramiento de las propiedades de especies de reforestación en Costa Rica. Código: 1401078 (Documento I)

Proyecto de Investigación (Código: 1401078) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Dirección de Proyectos. Escuela de Ingeniería Forestal. Centro de Investigación en Innovación Forestal (CIF), 2020

Este proyecto cumple con el Objetivo 15: Proteger, restablecer y promover el uso sostenible de los ecosistemas terrestres, gestionar sosteniblemente los bosques, luchar contra la desertificación, detener e invertir la degradación de las tierras y detener la pérdida de la biodiversidad. Meta 2: Para el año 2020, promover la gestión sostenible de todos los tipos de bosques, poner fin a la deforestación, recuperar los bosques degradados e incrementar la forestación y la reforestación a nivel mundial.

La madera es considerada un material sostenible y amigable con el ambiente, utilizada en una amplia variedad de usos estructurales y no estructurales, sin embrago es un material altamente higroscópico, para solventar esta problemática se han incorporado nuevas técnicas como la modificación química que mejore las propiedades de la madera. Dado esto el presente trabajo tiene la finalidad de mejorar la estabilidad dimensional, durabilidad natural y retardación al fuego de la madera de diez especies utilizadas en la industria y construcción de Costa Rica mediante tratamientos modernos de modificación química de la madera, específicamente mineralización, acetilación y furfurilación. En la mineralización los resultados mostraron que el análisis TGA en las maderas con la mayor formación de CaCO3 mostraron una señal más pronunciada a 200 °C en relación con la madera no tratada, siendo más termoestables. La prueba de resistencia al fuego mostró que el tiempo de la llama en los compuestos de CaCO3-madera fue más largo que el de la madera no tratada, la densidad de la madera, la resistencia a la descomposición, MOR y MOE en flexión y MOR en compresión se vieron ligeramente afectados, la absorción de agua aumentó, pero no tuvo ningún efecto negativo sobre la estabilidad dimensional. En la acetilación, se obtuvo que la ganancia porcentual en peso (WPG) de la madera varió de 2.2% a 16.8%, y se observó en general que el tiempo de acetilación más efectivo fue de 2,5 h, para todas las especies. La relación de intensidad (RI) de los espectros FTIR fue mayor en los picos de 1732, 1372 y 1228 cm-1, asociados con la lignina, también que en aquellas especies con un WPG superior al 10% (Vochysia ferruginea, V. guatemalensis, Cordia alliodora y Enterolobium cyclocarpum), la estabilidad térmica, el ángulo de contacto y la resistencia al ataque biológico aumentaron, mientras que la hinchazón, la absorción y la variación del contenido de humedad disminuyeron, en las especies con un WPG inferior al 5% apenas se vieron afectadas las propiedades evaluadas por los diferentes tiempos de tratamiento. Finalmente, se obtuvo que el valor de dureza incrementó en los tratamientos de furfurilación (FA y FA-NPs Ag). El análisis rayos-X FTIR, evidenció la existencia de 4 señales importantes en los tratamientos (FA y FA-NPs Ag) (899, 1562, 1652 y 1711 cm-1), a su vez a través del análisis de microscopía de escaneo de láser confocal se logró observar una mayor cantidad de fluorescencia en la especie de mayor absorción, principalmente alrededor de los vasos de la madera. En conclusión, general se obtuvo que los tratamientos de modificación química fueron eficientes en las diferentes especies estudiadas, pero que estos van a depender mucho de la naturaleza y anatomía de cada una de las especies.