Extrusión de perfiles de madera con PVC y cisco de café

Hace algo más de tres años, Maeco Ltda, un grupo empresarial colombiano del sector de la construcción, se interesó por los compuestos de plástico y fibras naturales (WPC, sigla en inglés para compuestos de plástico y madera) como materiales para diversas aplicaciones. Después de un arduo proceso de pruebas y ensayos, y de contar con el apoyo en investigación sobre esta materia que ya tenían Geon Polímeros Andinos y el Centro de Investigación en Procesamiento de Polímeros de la Universidad de Los Andes (CIPP), la compañía logró crear un material único en el mundo para una aplicación pionera en el país y en la Región. Se trata de la extrusión de perfiles de madera plástica (WPC) a partir de la mezcla de PVC y cisco de café para fabricar viviendas de interés social.

La utilización de fibras naturales como refuerzo y como relleno de polímeros es una tendencia que está tomando cada vez más fuerza en América Latina, y es un producto comercial en crecimiento para el sector de la construcción hace ya varios años en Europa y Estados Unidos. De acuerdo con Tom Brown, director de ventas y mercadeo de la división de extrusión de Milacron (compañía proveedora de maquinaria para producir estos compuestos), el mercado mundial de estos materiales estaba alrededor de las 900.000 toneladas en 2008, de las cuales 77% corresponde a Norteamérica, 12% a Europa y 8% a Asia.  El 3% restante pertenece a América Latina, Medio Oriente y el sur de África, en conjunto.

La excelente resistencia y durabilidad de los compuestos de plástico y fibras naturales los hacen ser un material ideal para la fabricación de innumerables elementos para uso arquitectónico, industrial o decorativo. En este tipo de productos, las fibras vegetales aportan propiedades como mayor rigidez, estabilidad dimensional y reducción de costos, al permitir el uso de una menor cantidad de resinas. 

Las fibras más estudiadas, y por ende las más empleadas, son las de madera. Por esta razón, la utilización del cisco de café para el proyecto de Maeco Ltda. es una innovación de gran impacto tecnológico, que resultó en la creación de un nuevo material.  

De acuerdo con Jorge Medina, director del Centro de Investigación en Procesamiento de Polímeros de la Universidad de Los Andes (CIPP) y asesor técnico del proyecto, la selección de la fibra reforzante se realizó teniendo en cuenta: composición, propiedades mecánicas, nivel de refinamiento requerido, disponibilidad y costos de adquisición. “Fueron evaluadas fibras de caña, cascarilla de arroz, raquis de palma africana, pseudotallo de banano, fique y cisco de café. Una vez ponderadas las características mencionadas se seleccionó el cisco de café. De manera semejante se evaluó la matriz polimérica entre polietileno de alta densidad, polipropileno y PVC. Aquí, además de los aspectos mencionados para las fibras, se tuvo en cuenta el factor de reciclabilidad y su afinidad con el material lignoceluloico”, comentó el especialista.

Sustentabilidad: Social, ambiental y económica
Este nuevo compuesto de PVC y cisco de café, fabricado con un refuerzo de 60% del residuo agrícola, se ha concebido para diseñar productos para la construcción y se convierte en un competidor de materiales tradicionales como la madera, el aluminio y el acero en aplicaciones no estructurales, y del concreto y el ladrillo en sismorresistencia. La posibilidad de incluir PVC reciclado y también de reciclar los productos después de haber cumplido con su ciclo de vida favorece aún más el posicionamiento sustentable de esta nueva madera plástica.

Una de las motivaciones de este desarrollo abarca la concepción de un nuevo material cuya transformación en perfiles permitiera su aplicación para la construcción modular de viviendas sustentables. El concepto de sustentabilidad de esta iniciativa surge de principio a fin, desde el desarrollo de una formulación original diseñada para aprovechar lo que era un residuo de la agroindustria del café, el cisco, con las ventajas que para el sector de la construcción ha demostrado un polímero como el PVC.

Lo que inició como un trabajo académico de investigación para el CIPP y como un proyecto de diversificación empresarial para Maeco Ltda. ha tenido el mérito de ser desarrollado tecnológicamente a escala laboratorio, a escala industrial y en el nivel de aplicación en sistemas constructivos de pisos y paredes modulares. El proyecto dio pie a la fundación de la empresa Woodpecker S.A.S (www.woodpecker.com.co), hermana de Maeco Ltda., especializada en fabricar diversos productos a partir del nuevo compuesto de fibras vegetales de café y polímero, entre ellos los componentes para la construcción de viviendas de interés social. Se trata de un logro sin precedentes en el país y en la Región. Es un caso en el que Colciencias, ente responsable de la investigación en ciencia y tecnología en Colombia, catalizó una interacción entre los sectores académico y empresarial para la aplicación de conocimiento con el logro de impactos tangibles para la tecnología, la sociedad y el ambiente.

Café para viviendas de interés social
El equipo de ingeniería de Woodpecker S.A.S. realizó el diseño conceptual y estructural de viviendas modulares empleando piezas estándar de los perfiles elaborados con Woodpecker WPC para las fachadas y las divisiones internas. El mercado objeto de este desarrollo se dirige a las viviendas de interés social, con el ánimo de dignificar y hacer más asequible una solución de vivienda para familias de escasos recursos. Según la Cámara Colombiana de la Construcción (Camacol), a 2009 el déficit de este tipo de viviendas en Colombia llega a 1.500.000 casas, lo cual hace viable y atractivo este proyecto.

Las primeras soluciones de vivienda diseñadas por la compañía tienen áreas de 24 y 48 metros cuadrados. Para facilitar el proceso de montaje y ensamble de las casas, Woodpecker S.A.S. ofrece una herramienta multimedia en tres dimensiones. De acuerdo con la empresa, las casas pueden ser ensambladas en dos días, entre dos personas.

El bajo peso del material de cada una de las casas (2,5 toneladas para una casa de 48 mts) hace que la energía requerida para el transporte y la construcción se minimice. Es importante mencionar que las casas cuentan con evaluaciones estructurales y de sismorresistencia.

La visión de Woodpecker S.A.S. se inspira en estrategias dirigidas hacia la sustentabilidad. Una de ellas es lograr la certificación LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), promovida por el Green Building Council que se aplica a construcciones integrales. Esta acreditación evalúa seis aspectos fundamentales: Desarrollo de sitios sostenibles; eficiencia en el uso del agua, energía y atmósfera, materiales y recursos; calidad ambiental, innovación y diseño.

Hasta la fecha, el proyecto ha recibido reconocimientos de la Presidencia de la República de Colombia y de la cadena productiva del PVC en el marco del concurso Crea PVC a la Innovación 2009.