MATERIALES INTELIGENTES, una nueva generación de materiales

En términos generales, un tipo de materiales, una nueva generación de materiales derivadas de la nanotecnología, cuyas propiedades pueden ser controladas y cambiadas a petición. Es una de las principales líneas de investigación de la nanociencia con aplicaciones a muchas industrias. Los materiales inteligentes tienen la capacidad de cambiar su color, forma, o propiedades electrónicas en respuesta a cambios o alteraciones del medio o pruebas (luz, sonido, temperatura, voltaje). Estos materiales podrían tener atributos muy potentes como la autoreparación.

También los materiales inteligentes producen respuestas inherentes a señales como temperatura, voltaje, presión, campos magnéticos, luz, etc.. La habilidad de usar un simple aparato para producir una acción mecánica en respuesta a una específica condición o señal puede en gran medida mejorar las posibilidades de dicho aparato. A través de los avances en materiales inteligentes se incrementan un amplio rango de aplicaciones y aportan valor a productos y servicios.

UN MUNDO NANO A NUESTRO ALREDEDOR.

Nanobiotecnologia, nanofabricación, nanoelectronica, nanomateriales, nanocompuestos, etc …

La palabra nanotecnologia es usada para definir las ciencias y tecnicas que se aplican a un nivel de nanoescala, medidas extremadamente pequeñas “nanos”, que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis, nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas.

La revolución nanotecnológica, tiene y tendrá un impacto enorme en nuestras vidas, en las economías, los países y en la sociedad en general en un futuro no lejano. En la actualidad los principales avances prácticos ya se dan en algunos campos, como son las nanopartículas o los nanotubos. Lo que no cabe duda es que la revolución ha comenzado. Entre los efectos, destacan sus potenciales impactos en la medicina, la biología, el medioambiente, la informática, la construcción, las nuevas aplicaciones en los materiales, etc…

En el caso de la madera y del mueble, AIDIMA desarrolla un proyecto que tiene como objetivo el desarrollo de nuevos materiales superhidrófobos mediante nanotecnología, aportando unas propiedades diferenciadoras a ciertos materiales, concretamente una alta superhidrofobicidad y unas propiedades de autolimpieza, mediante el uso de nanocompuestos. En nuestro sector, son especialmente importantes estas propiedades ya que, la madera y sus materiales son materiales higroscópicos, y en ocasiones, esa es una de las principales limitaciones de su uso. Asimismo se hará extensivo el empleo de nanocompuestos para obtener propiedades superhidrófobas o de autolimpieza a otros materiales como los tapizados. La consecución de estas propiedades generará numerosas aplicaciones para estos nuevos materiales. Estos productos podrían competir en un mercado global y aportarían soluciones de negocio a las empresas.

También participa en un proyecto de cooperación sobre recubrimientos fotocatalíticos para la obtención de superficies autolimpiantes sobre distintos sustratos a partir de nanopartículas de dióxido de titanio, que den lugar a superficies capaces de limpiarse por sí mismas. La aplicación de los recubrimientos fotocatalíticos obtenidos sobre productos de madera, cerámica, piedra y morteros especiales, evitará, mediante su efecto de descomposición de la materia orgánica, el deterioro que sufren las superficies de estos materiales debido a la exposición continuada al ambiente exterior.

En el campo de las nanobiocidas, AIDIMA está trabajando en la preparación de nanosistemas para la liberación controlada de biocidas, de manera que se aumente en gran medida la eficiencia de estos productos, pudiendo controlar la liberación de la sustancia activa, una vez se haya producido el ataque de los organismos biológicos. El empleo de sustancias biocidas en los productos destinados al uso exterior en materiales propios del sector del mueble y de la construcción, trae consigo una serie de problemas, y éstos tienen como solución el encapsulamiento o fijación de sustancias biocidas.

Las principales ventajas que ofrece la encapsulación sobre un proceso de aplicación convencional es el aislamiento de los principios activos inestables en contacto con el medio externo y la liberación gradual del mismo. Los productos resultantes son totalmente novedosos e inexistentes en el mercado. Con ello se posibilitará el mayor empleo de maderas y muebles, de morteros, de baldosas y tejas, y de fibras textiles, capaces de ser usados en condiciones de exterior con la protección adecuada y de presentar un mejor aspecto y unas mejores condiciones de seguridad e higiene, pudiendo ampliar considerablemente el mercado de los fabricantes de estos productos.

LA EFICIENCIA ENERGÉTICA

La innovación como protector ecológico.

El coste energético no solo depende del rendimiento y calidad del proceso productivo, sino también de la cantidad de energía que se desgasta o pierde durante la producción. La nueva normativa en vigor refleja los atributos de sostenibilidad que obliga a que futuras viviendas consuman menos energía y produzcan en parte energía para su autoconsumo.

Edificio EcoComercial

Como ejemplo de ecoeficiencia energética, se ha desarrollado el edificio EcoComercial, el primer edificio que se adapta al clima, esta situado en el Centro de Innovación de Noida cerca de nueva Delhi, en India, Ejemplo de una construcción con cero emisiones

“Es mejor adaptar un edificio al clima, que un clima a un edificio”.

Bayer Material Science reunió los mejores materiales, sistemas y tecnologías con el fin de construir un edificio que se  ajusta a las condiciones climáticas dependientes del lugar del planeta en el que se encuentre. El diseño del edificio tiene en cuenta tanto las condiciones climáticas locales como la infrastuctura del edificio, contando con alrededor de 600 m2 de módulos solares sobre el techo, permitiendo así operar en su interior sin suministro eléctrico.

AIDIMA ha realizado varios seminarios informativos sobre Eficiencia Energética para adquirir una visión global de los aspectos energéticos medioambientales y conocer las normativas europeas como el protocolo de Kyoto, así como los objetivos de ahorro comunitarios del año 2020, el plan de eficiencia energética en España, aprender a manejar los indicadores energéticos para mejorar el rendimiento industrial, etc..

LA COGENERACION

Lucha energética para el sector de la madera.

La cogeneración es el proceso mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil. Es decir, se genera energía a partir de la recuperación de otra que se pierde. Esta energía térmica generada puede ser aprovechada tanto en el proceso productivo de la empresa como en su climatización. En el caso de la madera se obtiene a partir de la incineración de los rehechos de la madera que han cumplido su ciclo de vida.

Aprovechando estos deshechos se obtiene también una fuente nueva de ingresos por la venta de la energía generada a la red eléctrica. Además, como energía renovable, la utilización de la madera como fuente de energía ayudará a los países a alcanzar sus objetivos de reducción de emisiones de carbono, influyendo positivamente en la reducción de las emisiones de CO₂ del protocolo de Kyoto.

AIDIMA ha puesto de manifiesto la rentabilidad de instalar sistemas de cogeneración en las empresas del sector de la madera y el mueble.

Según la Comisión económica de Naciones Unidas para Europa, el mercado de la energía de madera está sobreviviendo a la crisis económica mejor que otros sectores. El de tipo de biomasa leñosa, utilizada como combustible para esta modalidad de energía, creció un 20% en 2008 y debería doblarse hasta el 2012. Europa es el mayor productor de este tipo de biomasa leñosa, y Canadá, es el primer exportador mundial de este producto.

LA SOSTENIBILIDAD

“Si encendiste, apaga, si consumiste, recicla”

Como todos vemos día a día, algo esta cambiando en nuestra sociedad. Encontramos sostenibilidad en todas partes. Nuevos materiales, productos, procesos mas ecológicos, actividades, etc… que nos ofrecen la oportunidad de realizar el cambio y conseguir un mundo mas verde. Para poder conseguirlo dos conceptos como son La creatividad y la innovación deben movilizarse para potenciar un desarrollo sostenible y una sociedad que se preocupe por ello.

La sostenibilidad es un concepto que debe formar parte de la vida del ser humano y ser considerado como una oportunidad de poder conseguir una situación mejor para todos, realmente alcanzable, para el desarrollo de nuevos negocios. Un ejemplo claro de sostenibilidad es la del sector de la madera, que tiene una idea muy importante en comun: Los bosques son una fuente critica de recursos. Por ello la obtención de certificados forestales acreditando que la madera empleada para la fabricación procede de bosque que son repoblados y en los que no existe tala ilegal ni explotación laboral, es un tema de plena actualidad

Garantizar la sostenibilidad de los productos, es uno de los retos que la industria afronta en la actualidad, tanto en la fabricación, como en el movimiento de mercancías y su logística, considerando la totalidad de los procesos y de los agentes económicos incluidos en la cadena de valor. Es lo que ha pasado a denominarse: “El diseño verde o ECODISEÑO” convirtiéndose en el común denominador de los desarrollos de diseño de producto.

Siguiendo las directrices de la Política Integrada de Producto de la Unión Europea, AIDIMA está trabajando en dar servicios de Ecodiseño a las empresas, para integrar aspectos medioambientales en el proceso de desarrollo de nuevos productos, tratando de minimizar  los principales impactos medioambientales en todo el ciclo de vida.

Para analizar los impactos de los cambios globales en el sector forestal y cómo minimizar las consecuencias de los mismos, también AIDIMA está trabajando en un proyecto europeo, junto a 38 organizaciones de 21 países. Un macroproyecto que ofrecerá metodologías y herramientas que sirvan para integrar el impacto de la sostenibilidad en la cadena de procesos de la madera, midiendo el funcionamiento de dicha cadena, por medio de indicadores basados en los tres pilares de la sostenibilidad: el medioambiental, el económico y el social.

Proyecto IMPIVA de desarrollo de sistemas constructivos mixtos de madera laminada y vidrio para estructuras ligeras de cubierta

El proyecto tiene como objetivo general el desarrollo de un sistema constructivo integral mixto de madera laminada encolada y vidrio laminado con chapa de madera para ser utilizado en estructuras ligeras de cubierta, lo cual potenciará la construcción sostenible en base a madera en la Comunitat Valenciana.

Para alcanzar este objetivo general, el proyecto persigue los siguientes objetivos operativos:

1. Desarrollar elementos estructurales de madera laminada encolada de primer y segundo orden
2. Desarrollar sistemas de cerramiento en base a laminados de vidrio y chapa de madera, optimizando la combinación de ambos materiales para obtener la máxima funcionalidad de aislamiento y estética
3. Desarrollar soluciones integrales tipo en construcciones sencillas
4. Analizar la estabilidad dimensional y la durabilidad de los prefabricados de madera laminada y de los cerramientos mixtos de vidrio y chapa de madera
5. Desarrollar tratamientos preventivos adecuados en los prefabricados de madera laminada y en cerramientos mixtos de vidrio y chapa de madera
6. Implementar la nueva tecnología constructiva, definiendo un sistema completo de prefabricación, desarrollando prototipos estructurales y diseñando y calculando soluciones integrales de entramados de madera laminada, vidrio y chapa de madera en un edificio singular

El producto final del proyecto será una gama de prototipos de sistemas de estructura ligera en base a la combinación de entramados de madera laminada encolada con cerramientos de vidrio laminado con chapa de madera, para poder ser demostrado técnicamente a las empresas valencianas.

Además, los resultados intermedios y finales del proyecto van orientados a ofrecer los siguientes productos y servicios a las empresas valencianas del sector de la madera y de la construcción en madera:

1. Diseños estructurales de soluciones integrales de entramados de madera laminada, vidrio y chapa de madera
2. Ensayos de estabilidad dimensional y de durabilidad de los prefabricados de madera laminada, vidrio y chapa, así como orientación a tratamientos preventivos y planes de mantenimiento
3. Ensayos de aislamiento térmico y acústico en este tipo de soluciones estructurales
4. Asesoría técnica en proyectos industriales de prefabricación de estructuras ligeras de madera laminada y vidrio.

Existen infinidad de aplicaciones que justifican el esfuerzo investigador dirigido hacia la obtención de sistemas constructivos en los que la madera y el vidrio trabajen conjuntamente. Vidrio y madera tienen características opuestas que, si se consiguen equilibrar, aportan la posibilidad de lograr un balance interesante en el que estos materiales se compensen y complementen entre sí:

El vidrio es un material inerte que tiene un excelente comportamiento a la intemperie, con una durabilidad excepcional y, con los nuevos productos laminares adjuntables, capacidad para filtrar radiaciones, resistir altas temperaturas, poder de autolimpieza, etc. El vidrio es frágil y pesado, con coeficientes notables de deformación por dilatocontracción.

La madera es un material natural que tiene unas características excelentes para el uso estructural. El factor de resistencia en relación a su peso es superior a los materiales convencionales, como el acero y demás metales. Es un material elastorígido que sin embargo es despreciablemente afectado por las deformaciones relativas al fenómeno de dilatocontracción. Su comportamiento en caso de incendio es seguro y predecible, y mejora las garantías que puede ofrecer cualquier metal en igualdad de condiciones.

El proyecto está coordinado por José Vicente Oliver y dirigido técnicamente por Miguel Ángel Abián. En él participan dos empresas valencianas, una fabricante e instaladora de madera laminada encolada y la otra de vidrio. Durante la feria internacional FIMMA-MADERALIA 2009 se contactó con dos empresas extranjeras interesadas en el proyecto: la empresa italiana Rotho Blaas y la empresa finlandesa Wood Estudio. Posteriormente, mediante los contactos obtenidos en esa feria se contactó con el investigador finlandés Matti Kairi, profesor en la Universidad de Tecnología de Helsinki y coinventor del tablero microlaminado Kerto®. A la finalización del proyecto, los resultados se difundirán entre las empresas valencianas mediante publicaciones, jornadas y seminarios.

Si desea que los técnicos de AIDIMA amplíen información sobre este o cualquier otro tema relacionado con Símbolo Calidad no dude en contactarnos.

Proyecto IMPIVA de desarrollo de estructuras portantes basadas en productos de madera técnica y vidrio laminado

El proyecto tiene como objetivo general el desarrollo de estructuras portantes de embellecimiento y aislamiento de edificios, bloques de edificios y áreas, basadas en la utilización de madera técnica junto a vidrio laminado. Estas estructuras se denominarán telones de ahora en adelante. Para alcanzar ese objetivo general, el proyecto persigue los siguientes objetivos operativos:

a)    Desarrollar soluciones estructurales de productos de madera técnica para telones.
b)    Desarrollar sistemas de cerramiento para los telones en base a laminados de vidrio, optimizando la combinación de ambos materiales (madera técnica y vidrio) para obtener la máxima funcionalidad de aislamiento y estética.
c)    Desarrollar soluciones integrales de telones con productos de madera técnica y laminados de vidrio.
d)    Implementar la nueva tecnología constructiva de telones, definiendo un sistema completo de prefabricación y desarrollando prototipos.

El resultado final del proyecto es un telón de embellecimiento y aislamiento basado en la combinación de entramados de productos de madera técnica con cerramientos de vidrio laminado, para poder ser demostrado técnicamente a las empresas valencianas.

Además, los resultados intermedios y finales del proyecto van orientados a ofrecer los siguientes productos y servicios a las empresas valencianas del sector de la madera y de la construcción en madera:

a)    Diseños estructurales de soluciones integrales para telones formados mediante entramados de madera técnica y vidrio.
b)    Asesoría técnica en proyectos industriales de telones de madera técnica y vidrio.
c)    Orientación en cuanto a tratamientos preventivos de los telones y planes de mantenimiento.
d)    Asesoría técnica sobre la inclusión, en edificios y estructuras, de entramados de madera técnica con cerramientos de vidrio laminado (por ejemplo, como techumbres, cubiertas o muros).

El proyecto está coordinado por José Vicente Oliver y dirigido técnicamente por Miguel Ángel Abián. En él participan dos empresas valencianas y un arquitecto de la Comunidad Valenciana. A la finalización del proyecto, los resultados se difundirán entre las empresas valencianas mediante publicaciones, jornadas y seminarios.

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Central de Alarma de Insectos Xilófagos, sensores inalámbricos

El vídeo muestra el funcionamiento de CADIX (Central de Alarma de Insectos Xilófagos), y fue emitido el 18 de junio en el Ayuntamiento de Viena, durante la ceremonia de entrega de los premios Schweighofer 2009.

El vídeo muestra resumidamente el funcionamiento de CADIX (Central de Alarma de Insectos Xilófagos). CADIX se basa en un innovador sistema de sensores inalámbricos conectados a una red de alarma que detecta la presencia de insectos xilófagos como termitas. Su objetivo es detectar precozmente la biodegradación de la madera y evitar así la aplicación de costosos tratamientos químicos contra termitas, o costosas obras de rehabilitación en las que hay que sustituir la madera degradada.

En el vídeo se puede ver cómo se instaló CADIX en al Archivo de la Catedral de Valencia. Este sistema es aplicable en cualquier vivienda o edificio donde se desee conocer y controlar en todo momento las condiciones de la madera, lo cual permite detectar su biodegradación por hongos o insectos de forma temprana. Hasta ahora no existe en el mercado ningún dispositivo que sea capaz de detectar todo tipo de agentes xilófagos –insectos y hongos– dentro de la madera y de avisar cuando las condiciones de la madera favorezcan la aparición de éstos. Su pequeño tamaño y su rápida instalación lo hacen idóneo para usarse con una mínima intervención en la vivienda o edificio.

CADIX consta de un módulo electrónico de control, programado con unos algoritmos adaptativos y conectado a sensores de detección de insectos y de las condiciones de humedad y temperatura de la madera. La presencia de insectos o unas condiciones inadecuadas disparan la alarma. Este sistema realiza las mediciones del estado de la madera de manera ininterrumpida y envía la información inalámbricamente a una central de alarmas situada en AIDIMA. Ante la presencia de insectos xilófagos o de condiciones de temperatura o humedad inadecuadas, la información es enseguida enviada a la central de alarmas, como puede verse en los últimos segundos del vídeo.

CADIX es parte de una línea de investigación en el campo de las tecnologías no destructivas para el control de calidad de la madera en la que los investigadores José Vicente Oliver y Miguel Ángel Abián llevan décadas trabajando. Por esta línea de investigación recibieron el premio Schweighofer 2009 a la mejor investigación aplicada. Han sido los primeros españoles galardonados con este premio, al que optaron 87 candidatos.

Este vídeo fue proyectado durante la ceremonia de entrega de los premios en el Ayuntamiento de Viena. La ceremonia contó con la presencia del canciller de la República Austriaca, el Ministro de Agricultura y Montes y el Alcalde de Viena, el Director General de Investigación de la Comisión Europea y otras personalidades, así como los máximos representantes de la industria procedentes de más de 50 países, de la Plataforma Tecnológica Forestal Europea y de la CEI-Bois, la Confederación Europea de las Industrias de la Madera.

El premio Schweighofer tiene carácter bienal y está considerado el “Nobel” en el sector europeo de base forestal, al igual que por ejemplo la medalla Fields en el campo de la Matemática.

El buscador semántico para el sector del mueble desarrollado en AIDIMA, premiado por la UV

La Universidad de Valencia concedió el pasado mes de diciembre un premio como mejor Proyecto Final de Carrera al proyecto “Desarrollo de una ontología y de un sistema de recuperación de la información para el sector del mueble y afines” presentado por la ahora ingeniera informática Mouna Ziouziou. Este proyecto ha sido dirigido por Miguel Ángel Abián y María José Núñez (AIDIMA) y por José Javier Samper (LISITT, Instituto de Robótica de la Universidad de Valencia), y se desarrolló en AIDIMA entre 2008 y 2009.

El proyecto busca dar una solución a un problema común de muchos buscadores actuales, como Google o Yahoo! A saber, su dependencia de las palabras clave. Es decir, el usuario introduce en ellos las palabras relevantes de su búsqueda (“Albert Einstein” y “Nobel”, p. ej.), y la aplicación devuelve todos los documentos que contienen esas palabras. Las dos desventajas más importantes de estos buscadores son los siguientes:
a) Escasa precisión o relevancia en los resultados (se devuelven muchos documentos poco relevantes para la búsqueda: la presencia de una palabra clave en un documento no implica necesariamente que éste sea relevante).
b) Excesiva sensibilidad al vocabulario empleado en las búsquedas (y, por tanto, imposibilidad de obtener a la primera todos los resultados relevantes disponibles: muchos documentos de interés pueden no incluir las palabras clave, pero sí sinónimos, hipónimos o hiperónimos de ellas).

La popularidad de los buscadores basados en palabras clave no tiene mucho que ver con su precisión, sino con la paciencia de los usuarios. Google nos ha malacostumbrado a pensar en los buscadores como máquinas tragaperras: se introducen unas palabras y se tira de la palanca a ver qué sale. Pero los cierto es que los buscadores deberían ser mucho más que eso: deberían parecerse a bibliotecarios especializados.

Una búsqueda semántica, opuesta a una búsqueda basada en palabras clave, es una consulta en la que se tiene en cuenta el contexto, y por tanto el significado, de aquello por lo que se pregunta (y no solamente las palabras de la consulta), con el objetivo de evitar la ambigüedades tanto de las consultas como del texto de los documentos donde se busca.

Por ejemplo, una búsqueda semántica con las palabras “descubridor” y “penicilina” devolvería documentos sobre Alexander Fleming, aunque en ellos no aparecieran esos dos términos, porque identificaría los conceptos que estructuran la búsqueda (la penicilina es un producto del cual se desea averiguar su descubridor). El fin último de las búsquedas semánticas radica en que los usuarios puedan formular búsquedas más precisas y expresivas, que originen resultados relevantes para el usuario con su mínima intervención.

En el proyecto mencionado se desarrolló el primer buscador semántico específico para el sector del mueble y afines, capaz de contestar búsquedas avanzadas y de evitar la aparición de resultados irrelevantes. Por ejemplo, es capaz de reconocer que un conjunto de muebles pertenecen a una misma composición y que comparten unas propiedades comunes en cuanto a diseño, geometría y acabado. Asimismo, cuando el usuario selecciona un tipo de mueble, el buscador limita las búsquedas posibles a las que son coherentes con las propiedades del mueble elegido. Por caso, no es posible seleccionar una silla de visitante y luego buscar modelos que tengan regulación de la altura del asiento o de la la inclinación del respaldo.

Miguel Ángel Abián
Dpto. de Biotecnología y Tecnología de la Madera

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Del producto a la orientación al usuario: la interpretación de las necesidades del consumidor

Destacamos hoy la ponencia con que Vicente Sales, analista del Departamento de Análisis de Mercados y Estrategia de AIDIMA, disertó sobre la orientación del producto hacia el consumidor en el marco de la pasada edición de COSMU, celebrada durante el pasado mes de noviembre.

Licenciado en Ciencias Económicas por la Universidad de Valencia en 1999, Vicente Sales desarrolla actualmente su actividad como analista de mercados en AIDIMA, participando en la línea de investigación sobre tendencias sociales, de consumo y de mercado en el medi oy largo plazo, anticipando su repercusión para los sectores del hábitat y trabajando para introducir en el sector una cultura de orientación al usuario. He aquí su visión, desde este prisma, aplicando sus conclusiones en el contexto actual del sector.

¿Es posible dinamizar la compra de muebles? La respuesta: evolucionar hacia un modelo de negocio orientado al usuario “homo consummator”, rey indiscutible de la selva – mercado
Los tiempos cambian y sus signos (más allá de la crisis) son implacables. Desde la producción en masa de los años cincuenta hasta nuestros días ha llovido mucho y los consumidores hemos dejado de ser una especie pasiva y acomodaticia. Más bien al contrario, la evolución nos ha traído una sociedad de abundancia donde la necesidad ha dado paso al deseo y ha inaugurado una nueva era: la del homo consummator, rey indiscutible de la selva – mercado.

Pero, ¿qué hay de cierto en todo esto cuando hablamos del sector del mueble? El modelo basado en el producto y sus atributos ha cedido ante las presiones de otros sectores que han acabado siendo más atractivos para el consumidor: la compra de mobiliario no es una prioridad para los hogares, el amueblamiento está demasiado vinculado a las necesidades básicas y retener al consumidor es una quimera para el sector hoy en día. Ante esto, es necesario plantearse algunas cuestiones: ¿Podemos reconquistar al consumidor? ¿Atraer gente a las tiendas? ¿Es posible dinamizar la compra de muebles? La respuesta: evolucionar hacia el modelo de negocio orientado al usuario.

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