En este proyecto se han desarrollado productos innovadores basados en la madera y biomasa de origen local, mediante la incorporación de nuevos procesos tecnológicos que aportan nuevas funciones y usos a la madera y productos derivados y que mejoran sus prestaciones.

Recientemente ha concluido la segunda y última anualidad del proyecto de I+D PROINNOMADERA (Productos innovadores procedentes de plantaciones de madera y orientados a mejorar la competitividad del sector valenciano de la madera y biomasa). Este proyecto ha sido  financiado por el IVACE (Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial). También ha sido cofinanciado al 50% por el Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2014-2020.

Este proyecto ha tenido como objetivo principal determinar y difundir el potencial de las plantaciones de madera y biomasa en la Comunidad Valenciana, así como desarrollar productos innovadores hechos con la madera producida en las plantaciones a fin de mejorar la competitividad del sector de la madera y biomasa, basándose en los requisitos y necesidades de las PYMEs del sector.

Con PROINNOMADERA se busca evitar el declive en la Comunidad Valenciana del sector agrícola, cuya falta de rentabilidad ha producido el abandono en muchas zonas de grandes extensiones óptimas para la producción de madera y biomasa (49.000 hectáreas agrícolas se han abandonado en los 3 últimos años). Estas zonas, tanto de secano como de regadío, se encuentran en territorios que atraviesan actualmente por importantes problemas estructurales y productivos, en algunos casos por falta de inversiones y en otros por falta de competitividad.

Los objetivos específicos del proyecto para la segunda anualidad han sido los siguientes:

• Caracterizar las propiedades de la madera y biomasa procedente de las plantaciones, actualmente poco conocidas en algunos casos.
• Involucrar a numerosas PYMEs valencianas de los sectores de interés a fin de conocer las necesidades de madera de calidad y los procesos tecnológicos existentes para implementar los productos innovadores.
• Proponer y definir productos innovadores para cada tipo de plantación, basándose en los requisitos y necesidades de las empresas, la sostenibilidad y la eficiencia energética.
• Desarrollar prototipos de los productos innovadores.
• Difundir el proyecto y sus resultados. Transferir los productos desarrollados a empresas de los sectores de interés.

A continuación se explican algunos de los resultados obtenidos en la segunda anualidad del proyecto.

1. Análisis de las necesidades de innovación y suministro de materias primas de las PYMEs

Se han determinado las necesidades de innovación y suministro de materiales primas de las PYMEs de los sectores de la madera y la biomasa. Para ello se realizaron acciones de prospección de mercado en el sector forestal y empresas de la cadena de valor de la madera en la Comunidad Valenciana y en el resto del país. Por ejemplo, se preparó y se difundió una encuesta en la que se pregunta a las PYMEs qué madera y biomasa procedente de las especies potenciales resulta de interés para el sector de la madera, mueble y biomasa, así como sus necesidades de innovación. La encuesta está disponible en https://ameencuestas.typeform.com/to/mTs9ar.

Las encuestas se han dirigido a personal técnico, al cual se ha preguntado sobre usos actuales y potencial interés en distintas especies de madera para los próximos años. Entre las variables preguntadas, destaca el volumen de madera consumida anualmente, las especies de madera más demandadas por la industria, los formatos de tablón más habituales (aglomerado, alistonado, encolado, etc.) y las necesidades de innovación actuales.

Según los datos de la encuesta, la industria de la madera destaca por el uso que da principalmente a la madera de pino, chopo y haya en la actualidad. Un segundo grupo de especies más utilizadas se corresponde con maderas nobles (nogal, roble, fresno y cerezo). El tablón (42%) y el tablero aglomerado (39%) son los formatos más utilizados por las empresas.  La industria espera innovaciones en el ámbito de los procesos productivos (63% de las empresas), nuevos materiales (50%) y materias primas (47%), mientras que el interés en la mejora de los acabados es inferior (40%).

La encuesta ha evidenciado que la investigación con especies de madera se asocia principalmente a procesos de innovación en producción y procesos: el 65% de las empresas reconoce necesitar innovación en procesos, el 61% en producto, mientras que en mercadotecnia alcanza el 39% y la innovación organizativa el 32% de las empresas. Los resultados indican que aproximadamente una de cada tres empresas está interesada en la investigación y uso de especies de madera ligeras, como es el caso de la paulownia.

Especies de madera más habituales en la industria madera-mueble. Respuesta múltiple

De manera complementaria, la prospección del mercado se completó con una serie de entrevistas personales a gerentes y directores de producción de varias empresas. Estas entrevistas permitieron profundizar en las necesidades y potencial explotación de las plantaciones de paulownia.

Las plantaciones de esta especie no siempre presentan un marco adecuado (el óptimo es de 6×6 m) y a menudo presentan mayores mermas que otras especies (a cambio el proceso de crecimiento de la paulownia es más rápido). Desde el punto de vista industrial, la paulownia requiere un mayor consumo de material adhesivo. En cuanto a su uso masivo en la industria, preocupa la capacidad de las plantaciones actuales de paulownia para cubrir la demanda de esta especie si se extiende su uso.

Por el momento, el uso de la especie está limitado a productos especiales a nivel industrial, aunque podrían darse aplicaciones concretas para construcción, donde podría competir en el mercado de los productos aligerados (puertas, estanterías, etc.). Normalmente estas soluciones aligeradas presentan menor densidad de madera, la cual es compensada con productos químicos para mantener su funcionalidad. El interés en la paulownia para acabados es más limitado por el momento. Desde el punto de vista del mercado, el interés en la paulownia hay que relativizarlo al introducir la variable precio. La industria muestra interés si el precio de la paulownia se sitúa por debajo del precio de la madera de chopo (un precio objetivo podría ser por debajo de 300 €/m³ el desenrollo). De igual manera, la viabilidad comercial depende de que la especie supere las pruebas técnicas una vez puesta en las líneas de producción. Otro aspecto de interés es que pueda controlarse la cadena de custodia de la paulownia, especialmente si su destino final es el mercado anglosajón.

Se detecta, por último, la presencia de inversores internacionales que están invirtiendo en plantaciones de paulownia en España, Portugal, Francia e Italia.

Asimismo, AIDIMME ha tenido reuniones con viveros, consultores y federaciones de los sectores de interés para averiguar más sobre sus intereses y necesidades de innovación (en procesos productivos, materiales, acabados, etc.). Una de las necesidades expresadas por el sector es la creación, implantación y promoción de una marca de garantía europea para la madera de paulownia. Esta especie se estudió en el primer año del proyecto, y se analizó su viabilidad en las distintas comarcas de la Comunidad Valenciana.

2. Desarrollo y caracterización de productos innovadores de madera

Los principales productos desarrollados fueron:

• Madera técnica de paulownia tratada para que pueda usarse tanto en exterior como en interior.
• Madera técnica de robinia y de almez secada y estabilizada dimensionalmente.
• Biomasa de paulownia (pellets).
• Tableros contrachapados de paulownia.
• Tableros contralaminados de paulownia.

En general, los ensayos mecánicos realizados en madera maciza de paulownia (Paulownia sp.) han dado buenos resultados teniendo en cuenta la baja densidad de la madera. Aunque la densidad es baja, el secado y la estabilidad de la madera seca son óptimos en madera aserrada, lo que permite realizar cualquier tipo de perfil de madera maciza. Por ello, aunque no es una madera que pueda utilizarse en elementos estructurales principales, sí que los resultados de la madera tratada apuntan a que puede usarse en carpintería de exterior e interior, siempre que se le apliquen los acabados pertinentes.

Ensayo de flexión estática de una probeta de madera de robinia

Otras especies como el almez (Celtis sp.) y la robinia (Robinia pseudoacacia), dan resultados mejores en cuanto a resistencia que la paulownia. La madera de robinia posee una densidad elevada  y a su vez una buena resistencia a flexión. Como la madera tiene gran proporción de madera de duramen (madera más densa y durable que la madera joven), puede utilizarse en exterior sin problemas, a diferencia del almez, que es una madera menos densa y carece de duramen.

Para probetas pequeñas de robinia se han obtenido valores medios de resistencia a flexión de 127,4 N/mm2, y de módulo de elasticidad de 11.410 N/mm2. Para probetas pequeñas de almez se han obtenido valores medios de resistencia a flexión de 94,7 N/mm2, y de módulo de elasticidad de 7.020 N/mm2.

Por otro lado, el uso biomásico de la paulownia resulta de interés si pueden utilizarse los residuos de corta y del aserrado, dado que el uso de la madera en rollo de paulownia para trituración no resulta rentable por el momento. Las características de la biomasa no permiten obtener pellets de calidad óptima, pero no puede descartarse su uso como parte de la mezcla utilizada en la producción. Los valores obtenidos en los ensayos clasifican la biomasa de paulownia dentro de los rangos de uso industrial (contenido en cenizas = 0,9% según norma UNE-EN 14775), donde la calidad puede ser algo menor y la biomasa más utilizada son las astillas.

Biocombustibles sólidos (pellets) obtenidos de madera de paulownia en la Planta Piloto de Biomasa de AIDIMME

Una vez analizadas las características de la madera aserrada se realizaron productos a partir de chapa de paulownia. La madera de paulownia presenta muy buenas características para el desenrollo, y permite obtener chapas de muy buenas calidades, similar en aspecto a las de madera tropicales de baja densidad. Por este motivo, la chapa obtenida de madera de paulownia puede sustituir a otras procedentes de talas ilegales o no certificadas, eliminando el problema ambiental que éstas suponen.

Desenrollo de un tronco de paulownia

Con la chapa se realizaron tableros con resultados satisfactorios, ya que desde el punto de vista técnico pueden producirse como otros tableros de especies tradicionales. Los ensayos han demostrado que los tableros tienen buenas características, que han despertado en las empresas del sector cierto interés para aplicaciones concretas. Los tableros son ligeros pero tienen una buena resistencia según la normativa actual (UNE EN 310: Tableros derivados de la madera. Determinación del módulo de elasticidad en flexión y de la resistencia a la flexión). Además el acabado de las chapa hace que no sea necesario rechapar los tableros para un acabado óptimo. Estos tableros pueden destinarse tanto a mobiliario como a construcción, pero serían de mayor interés en la industria del transporte y embalaje, dadas las buenas prestaciones mecánicas que tienen en relación a su bajo peso.

Tablero de chapas de paulownia

Además de los tableros contrachapados, se obtuvieron tableros contralaminados (CTL) a partir de tablones de paulownia, Se ensayaron distintas combinaciones y los resultados avalan la ligereza que puede aportar la paulownia a paredes y revestimientos.

Los distintos tableros han tenido resultados muy interesantes en cuanto a resistencia (UNE EN 789: Estructuras de madera. Métodos de ensayo. Determinación de las propiedades mecánicas de los tableros derivados de la madera) y conductividad térmica (medida según la norma UNE EN 12667:2002: Materiales de construcción. Determinación de la resistencia térmica por el método de la placa caliente guardada y el método del medidor de flujo de calor. Productos de alta y media resistencia térmica). La madera de paulownia en capas interiores de CTL de pino disminuye de forma importante la conductividad térmica del tablero, por lo que se prevé que pueda ser también un sustituto de aislantes sintéticos (como el caucho), sin que haya disminución de la resistencia total, como sí ocurre con los aislantes actuales. Según el responsable y coordinador técnico del proyecto, Miguel Ángel Abián, la paulownia un material idóneo para construcción si se desea un material ligero con alto aislamiento térmico.

Medida de la conductividad térmica de la paulownia según la norma UNE EN 12667:2002

3. Caracterización medioambiental. Análisis medioambiental y sostenibilidad de los productos finales

La caracterización técnica también ha permitido conocer distintos aspectos relacionados con la viabilidad técnica y la sostenibilidad ambiental. Con ello ha quedado demostrado que los productos son técnica y tecnológicamente viables por varias razones. En primer lugar se han podido realizar los distintos productos en las líneas de producción existentes en la actualidad, por lo que los nuevos productos no requieren de inversiones o modificaciones importantes de las líneas de producción de las empresas. Además, los costes de la materia prima que están en el mercado y el rendimiento de la madera en rollo de estas especies (en particular, la paulownia) no suponen un incremento importante de costes para las empresas.

Por otro lado, desde el punto de vista medioambiental, el impacto del uso de la madera procedente de plantaciones también es sostenible en distintos aspectos. Las plantaciones se realizan en terrenos de cultivo actualmente no rentables (por ejemplo, cítricos) y no suponen una pérdida de productividad tras la plantación como ocurre con otras especies de crecimiento rápido. La captación y fijación de CO2 es importante respecto a los cultivos tradicionales por lo que el impacto ambiental de las plantaciones es positivo, dado que la paulownia tiene crecimientos superiores a 20 m3/ha anuales. Además, el transporte, y por tanto, la emisión de CO2 es menor que en el caso de la madera importada.

Por último, con el conocimiento adquirido y las posibles aplicaciones de las distintas especies se prevé que disminuya la importación de maderas tropicales. La disminución de bosque tropical es uno de los problemas de carácter medioambiental de gran importancia en los países de origen. Así, con el uso de madera de paulownia y demás especies se evita la tala ilegal de numerosas especies protegida

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