La passió per la construcció amb materials sostenibles i naturals com la fusta ens porta avui a explorar un avenç científic publicat aquest mes de març de 2025 que podria canviar la manera com concebem la construcció de cases: La fusta autodensificada.
Imagineu tenir a casa vostra una estructura de fusta tan forta com el metall, però amb totes les virtuts de la natura: lleugera, renovable, sostenible, fixador de CO₂ i amb un impacte ambiental molt menor. En aquest article intentaré explicar, de manera senzilla, com els científics xinesos han aconseguit desenvolupar un tipus de fusta “auto-densificada” amb unes propietats mecàniques excepcionals, i com aquest descobriment pot millorar la construcció de cases de fusta.
Què és la fusta densificada i què vol dir “fusta auto-densificada” ?
La fusta, com ja sabeu, ha estat utilitzada des de fa mil·lennis per construir tota mena d’estructures. Però, com tot, té límits. La fusta natural té unes propietats mecàniques que, per molt bones que siguin, no arriben a competir amb materials moderns com l’acer o els aliatges lleugers quan es necessita una gran resistència.
Per millorar les propietats de resistència de la fusta, la indústria, ha impulsat diversos estudis que han aconseguit aportar millores en la resistència estructural de la fusta, mitjançant mecanismes de dosificació. En aquest sentit, des de ja fa molts anys s’han anat succeint processos que milloren la resistència de la fusta:
- Fusta comprimida infiltrada amb polímers (PICW) que va començar a investigar-se el 1965
- Fusta comprimida termomecànicament (TMCW) que va començar a investigar-se el 2008
- Fusta comprimida delignificada (DCW) que va començar a investigar-se el 2018
- Fusta comprimida delignificada i amb dissolució parcial de la superfície de la fibra (D&PSDCW) que va començar a investigar-se el 2019.
- Fusta comprimida delignificada infiltrada amb resina (DRICW) que va començar a investigar-se el 2020
Però ara, científics xinesos acaben de publicar un nou estudi al Journal of Bioresources and Bioproducts que millora substancialment els resultats assolits amb un sistema de densificació que han anomenat auto-densificat.
Intentem esbrinar una mica que és i quines millores aporta la “auto-densificació”.
La clau està en la microestructura
Els investigadors han descobert que, mitjançant un tractament especial, es pot reorganitzar la microestructura de la fusta. Aquesta tècnica consisteix en dos passos fonamentals:
- Delignificació parcial: Es retira part del que anomenem “lignina” – una substància natural que manté unides les fibres de fusta – per permetre que les fibres de cel·lulosa es moguin amb més llibertat.
- Procés de reordenació: Un cop les fibres es deslliguen parcialment, s’aplica una solució (a base de LiCl i DMAc) que fa que aquestes fibres es moguin cap a l’interior del tronc de la fusta. Un cop es produeix aquest moviment, l’aire sec es fa càrrec del procés, deixant que la fusta s’assequi i “s’auto-densifiqui” de manera uniforme en tota la seva secció transversal.
Aquest mètode permet obtenir una fusta amb una densitat gairebé tres vegades superior que la fusta natural, mantenint la seva forma original en la direcció de creixement. Això es tradueix en una fusta amb una resistència extraordinària, tant en tracció com en flexió, i amb unes propietats d’impacte i compressió que fins ara semblaven inabastables per a materials naturals.
Imatge 1.
Esquema comparatiu entre fusta natural, fusta densificada per compressió i fusta auto-densificada.
(Procediment i resultats inspirats en l’estudi “Self-Densified Super-Strong Wood”)
Per què és important aquest descobriment per a la construcció de cases de fusta?
Aquest seria el resum en llenguatge planer de l’estudi, però en aquest article del blog de la construcció sostenible ens preguntem: “Com pot aquest descobriment transformar la manera de construir una casa de fusta?” La resposta és senzilla i alhora emocionant.
1. Resistència inigualable
Amb la nova fusta auto-densificada, s’obté un material amb una resistència en tensió que pot arribar fins als 496 MPa, una resistència nou vegades superior a la fusta convencional. Això significa que, en una estructura com una casa de fusta, cada peça d’aquest material aportaria una resistència que pot competir amb els materials metàl·lics, però sense renunciar a la bellesa natural i a les propietats ecològiques pròpies de la fusta.
2. Uniformitat i estètica
Una de les limitacions dels mètodes tradicionals de densificació per compressió és que sovint produeixen una fusta amb propietats anisotropies, és a dir, amb diferències de resistència segons la direcció de la càrrega. En canvi, la tècnica d’auto-densificació produeix un material amb una microestructura uniforme. Això es tradueix en una estructura que respon de manera equilibrada en totes les direccions, fent-la perfecta per a aplicacions on es requereix tanta robustesa com bellesa.
3. Sostenibilitat i impacte mediambiental
Utilitzar aquesta fusta transformada és una aposta clara per la sostenibilitat. El fet de poder millorar les propietats mecàniques sense necessitat d’afegir materials sintètics o processos energètics intensius, ajuda a reduir la petjada de carboni en la construcció. A més, la fusta és un recurs renovable i, en aquest cas, es converteix en un material que podria substituir estructures metàl·liques i altres materials d’alt impacte ambiental. Això és fonamental cuidar el medi ambient i mitigar el canvi climàtic, com també per complir amb estàndards com el Passivhaus, com és el nostre compromís a Papik Cases Passives.
Imatge 2.
Fotografia SEM (Microscopi Electrònic de Barrat) que mostra la diferència en l’estructura microcel·lular entre fusta natural i fusta auto-densificada.
(Extracte de les imatges de l’estudi que il·lustren la transició del material)
4. Aplicacions pràctiques en la construcció
A Papik Cases Passives sabem que el futur de la construcció passa per l’ús de materials naturals, eficients i que minimitzin l’impacte ambiental. La fusta auto-densificada pot convertir-se en la peça clau per a estructures innovadores.
Aquest descobriment obre noves possibilitats per a la construcció de casa de fusta que no només és atractiva visualment, sinó que també és capaç de resistir condicions mecàniques extremes. Per exemple, els experiments amb claus de fusta elaborades amb aquest material han demostrat que poden suportar càrregues superiors a les dels claus metàl·lics, cosa que pot transformar les pràctiques tradicionals en la fixació i l’assemblatge de les estructures.
El procés de transformació: una mirada sense tecnicismes
Imagineu que teniu un tronc de fusta que, a primera vista, sembla bastant “ordinari”. Però, si poguéssim obrir aquest tronc i observar-ne les fibres, veuríem un munt de filaments alineats. Aquests filaments es troben units per un adhesiu natural (la lignina) que, tot i ser essencial per a la vida de l’arbre, limita la flexibilitat i la capacitat de reordenar-se de les fibres.
Amb un tractament especial (una mena de “rentat” amb solucions suaus), podem retirar part d’aquest adhesiu. Així, les fibres es deslliguen i poden moure’s. És com si donéssim una petita empenta als cossos d’un puzle perquè es pogessin reorganitzar de manera més compacta. A continuació, amb una solució que ajuda a que aquestes fibres es moguin cap a l’interior, acabem de deixar que l’aigua s’evapori de manera natural, fent que les fibres s’ajuntin més. El resultat és una fusta molt més densa, amb un munt de “punts d’enllaç” addicionals que la fan molt més forta i uniforme.
Aquest procés no requereix maquinària complexa ni tractaments energètics intensius, cosa que el converteix en una opció molt atractiva des del punt de vista ambiental i econòmic. Imagineu la possibilitat de transformar la fusta de manera natural per a obtenir materials amb les millors propietats tant per a estructures d’alta resistència com per a detalls estètics en una casa.
Què significa això per a nosaltres, que apostem per les cases sostenibles?
A Papik Cases Passives, el nostre compromís és construir cases que combinen l’eficiència energètica, el respecte pel medi ambient i la creació d’entorns plens de benestar i confort. Amb aquesta nova tècnica de densificació, es presenten moltes d’oportunitats per al futur:
- Esltalvi material i econòmic: La possibilitat d’utilitzar una fusta que, tot i ser lleugera, té unes propietats mecàniques comparables o fins i tot superiors a alguns metalls, ens permet dissenyar cases amb una seguretat estructural millorada, reduint la quantitat de fusta necessària i, per tant, podria suposar una reducció en la quantitat de material necessària per assolir la resistència estructural necessària. Això podria simplificar les estructures i reduir-ne el cost tant en material com en mà d’obra.
- Resistència i durabilitat: Actualment, les cases de fusta, ja compleixen la resistència que obliga el Codi Tècnic, garantint estructures segures i duradores. La fusta auto-densificada, pot aportar canvis en els càlculs estructurals, cosa que permet major resistència amb menor material o fins i tot substituir la necessitat de reforços en casos excepcionals. Per tant, es podria arribar a construir edificis de més alçada amb menor quantitat i més lleugeresa o estructures que fins ara estaven relegades a certs materials com el metall.
- Innovació respecte al medi ambient: Aquesta tècnica redueix la necessitat d’utilitzar materials sintètics o processos industrials agressius. Cada pas en la seva producció està pensat per minimitzar l’impacte ambiental, el que s’alinea perfectament amb els valors de sostenibilitat que defensem en cada projecte. Si aquesta innovació permet substituir materials que per fabricar-los generen molt CO₂, substituint-los per materials que fixen més CO₂ del que emeten en el seu procés de fabricació, estaríem fent un pas endavant cap a la descarbonització del planeta.
Imatge 3.
Exemple d’una clau de fusta fabricada amb el nou material densificat, demostrant la seva capacitat de suportar càrregues elevades sense necessitat de preforats.
(Extracte de les proves mecàniques presentades en l’estudi)
El que queda per investigar
L’estudi aporta un avenç interessant, però com tot avenç, en la ciència, s’obren nous interrogants i s’obren noves vies a investigar. Des del nostre punt de vista, com a constructors de cases sostenibles, que tenim molta cura en el confort i el benestar interior, hem de remarcar que l’estudi es basa en la utilització de dues substàncies per al procés intern, El clorur de liti, la N,N-dimetilacetamida i dues substàncies per a la neteja externa mitjançant hidròxid de sodi i sulfit de sodi.
Cal que ens preguntem quin impacte per al medi ambient i en la salut tenen aquestes substàncies i si suposen un risc que no compensi els avantatges que aporta per les característiques que suposa la autodensificació de la fusta. En aquest sentit, podem dividir les substàncies en dos grups, les que s’utilitzen per a l’eliminació de la lignina: NaOH (Hidròxid de sodi) i Na₂SO₃ (Sulfit de sodi), aquestes substàncies amb un ús correcte no suposen un risc per al medi ambient i els seus efectes no perduren en la fusta, per tant, l’impacte per la salut és inexistent o molt baix. Per altra banda, per al procés d’autodensificació es fa servir LiCl (Clorur de liti) i DMAc (N,N-Dimetilacetamida). Aquests dos materials, en canvi, sí que presenten toxicitat i no desapareixen fàcilment.
| Producte químic | Toxicitat per a la salut | Impacte ambiental | Sostenibilitat | Temps de degradació o desaparició |
|---|---|---|---|---|
| NaOH (Hidròxid de sodi) | ⚠️ Corrosiu però manejable | ⚠️ Pot alterar el pH de l’aigua | 🟢 Relativament segur si es neutralitza | Es neutralitza ràpidament en aigua i sòl (hores a dies) |
| Na₂SO₃ (Sulfit de sodi) | ⚠️ Irritant respiratori | ⚠️ Pot afectar ecosistemes aquàtics | 🟢 Moderadament sostenible si es tracta bé | Degrada en pocs dies en contacte amb aigua o aire (converteix en sulfat, menys problemàtic) |
| LiCl (Clorur de liti) | 🔴 Pot ser tòxic en exposició prolongada | 🔴 Pot contaminar aigua i sòl | ❌ No biodegradable | No desapareix fàcilment, s’acumula en sòl i aigua durant anys |
| DMAc (N,N-Dimetilacetamida) | 🔴 Tòxic per reproducció i sistema nerviós | 🔴 Contamina aire i aigua | ❌ No biodegradable, risc alt | Triga setmanes a mesos a degradar-se, però pot persistir més temps en materials porosos (com la fusta) |
Per tant, en aquest aspecte crec que les investigacions haurien d’explorar com minimitzar aquests riscos, trobant mecanismes o materials alternatius que permetin aconseguir els mateixos beneficis sense els perjudicis associats. En aquest aspecte, la indústria encara té molt de marge de millora per aconseguir solucions útils que puguin transformar-se en productes reals en el sector de la construcció sostenible.
Tot i que com hem vist encara queden alguns interrogants per tancar, aquest avenç obre la porta a una nova era en la construcció de cases de fusta, on el que abans era una limitació tècnica es pot transformar en un avantatge competitiu. Si la indústria és capaç de transformar aquest descobriment en productes adaptats a les necessitats de construir una casa de fusta. La nostra passió per la sostenibilitat i la innovació ens obliga a estar atents a aquestes novetats, oferint sempre les millors solucions disponibles al mercat.
Aquesta nova tècnica demostra que la construcció de casa de fusta no és només una moda, sinó el resultat d’investigacions avançades que combinen ciència i tradició. A poc a poc, la fusta s’ha convertit en un material capaç de substituir elements tradicionals en el sector de la construcció, aportant solucions més naturals i sostenibles. El canvi ha estat gradual i aquests descobriments es troben encara en l’àmbit dels laboratoris i han de passar molts altres descobriments fins que veiem aplicacions reals, però aquestes notícies ens demostren que encara hi ha molt camí per recórrer i que nosaltres estem seguint el camí adequat, trencant amb antics mites i falsedats sobre les cases de fusta.
En resum, la tècnica de densificació auto aplicada a la fusta representa un avanç significatiu que podria transformar la construcció de casa de fusta. Aquest mètode permet obtenir un material amb una resistència, durabilitat i uniformitat que supera la fusta tradicional, tot mantenint les seves propietats naturals i sostenibles.
Espero que aquest petit article apropant-vos a les novetats del sector, encara que siguin molt incipients i encara no s’hagin materialitzat en solucions comercials, us hagi agradat i us hagi aportat un coneixement realment interessant en aquest batibull d’informacions que dominen l’internet avui en dia, si voleu estar al dia de que anem publicant, podeu seguir-nos a les nostres xarxes socials i i a través del RSS del nostre blog on trobareu sempre notícies, descobriments i idees que us ajudaran a veure la construcció sostenible amb altres ulls.
