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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AIDIMA investiga nuevos nanosistemas para la liberación controlada de biocidas de interés en diversos materiales
Incluido dentro de su línea de investigación en las prometedoras nanotecnologías, el proyecto consiste 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 a su uso en exterior en materiales propios del sector del mueble, de la construcción, cerámico y textil, ha generado diversos problemas debido a:
• la baja eficiencia del agente biocida empleado, por lo que no se evita el ataque por organismos biológicos (bacterias, microorganismos, xilófagos, mohos, hongos…)
• la pérdida en el tiempo de la sustancia biocida, aun cuando el producto no haya sido atacado por los organismos biológicos.
• el empleo de sustancias tóxicas que genera, en algunos casos, problemas medioambientales derivados de los lixiviados procedentes de los productos tratados.
• en algunos casos, la protección de la pieza varía el aspecto (color, textura…) de los productos, de manera que no siempre es aceptado este cambio por el usuario final.
Estos problemas tienen como solución el encapsulamiento o la fijación de sustancias biocidas, de manera que se pueda controlar la liberación de las sustancias activas, que al tener un tamaño nanomolecular, tienen probablemente una mayor eficiencia frente a organismos biológicos, sin producirse una contaminación importante por lixiviación, y sin que apenas modifiquen el aspecto exterior de los materiales tratados.
Las principales ventajas que ofrece la encapsulación sobre un proceso de aplicación convencional es el aislamiento de principios activos inestables en contacto con el medio externo y la liberación gradual del mismo. Esta liberación se producirá sólo cuando sea necesario debido a la presencia indeseable de determinados organismos biológicos. Además del encapsulamiento de biocidas, se estudiará el anclaje de los mismos en nanosistemas formados por soportes nanoparticulados.
Los productos resultantes son totalmente novedosos e inexistentes hasta ahora en el mercado. Con ellos 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.
El presente proyecto de I+D en cooperación, subvencionado por el IMPIVA y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional de la Unión Europea, está siendo realizado por AIDIMA, como coordinador, en cooperación con AIDICO, AITEX, ITC, IQMA (UPV) y SUPRAMOL (UV).
Julián Moratalla
Laboratorio de Materiales y Medio Ambiente
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Desarrollo de nuevos materiales superhidrófobos mediante nanotecnologías
El IMPIVA, a través del Programa de I+D para Institutos Tecnológicos, financia el proyecto el desarrollo de nuevos materiales súper hidrófobos para el sector del mueble, mediante la adición de nanocompuestos. Este proyecto, con una duración tres años, tiene por objetivo aportar a ciertos materiales empleados en el sector del mueble de unas propiedades diferenciadoras, concretamente, una alta hidrofobicidad o incluso súper hidrofobicidad y unas propiedades de auto limpieza, mediante el uso de nanocompuestos.
En el sector del mueble, son especialmente importantes estas propiedades ya que, la madera y sus derivados son materiales higroscópicos, y en ocasiones, ésa es una de las principales limitaciones de su uso. Asimismo se hará extensivo el empleo de nanocompuestos para obtener propiedades súper hidrófobas o de auto limpieza a otros materiales como los tapizados. La consecución de estas propiedades generará numerosas aplicaciones para estos nuevos materiales. Estos nuevos productos podrían competir en un mercado global, y aportarían soluciones de negocio a las PYMES de la Comunidad Valenciana.
Desde el punto de vista teórico, lo que caracteriza la hidrofobicidad, es la medida del ángulo de contacto de una gota sobre la superficie del material. Las superficies súper hidrofóbicas se caracterizan por que las gotas de agua no siguen la orografía de los materiales. A este estado se denomina estado Fakir y la superficie está compuesta por bolsas de aire atrapadas. La ecuación de Cassie-Baxter, mostrada a continuación, relaciona la proporción de área de contacto líquido-superficie y el ángulo de contacto resultante.
cos_cb=_(cos_i+1)-1
Razones de superficie, entre la total presentada por el acabado y la superficie de material tratado, mayores a 1,6 presentará un estado Fakir estable permanentemente, para materiales hidrófobos con ángulos intrínsecos alrededor de 120º. De acuerdo con la ecuación Cassie-Baxter, un mueble con un recubrimiento hidrófobo, caracterizado por un ángulo de contacto intrínseco de 122º, y nanorugosidades provocadas por nanopartículas de 50mm equiespaciadas 100mm, pueden desarrollar ángulos de contacto súper hidrofóbicos de 150º o superiores.
En el desarrollo del presente proyecto, se han aplicado alrededor de 16 proyecto, se han aplicado alrededor de 16 productos comerciales en doce materiales distintos: haya, pino, roble, algodón, viscosa, poliéster, barnices de PUR, melanina, vidrio flotado, cerámica, piel y papel. En el mismo se utilizan cinco ensayos diferentes que permiten evaluar su durabilidad, frente a temperatura, lu, ambiente, rozadura y permeabilidad del agua.
Actualmente se están desarrollando completamente los ensayos de envejecimiento ambiental de todos los materiales aplicados. Este ensayo consiste en mantener las muestras orientadas hacia el sur con una inclinación de 45º. Las medidas iniciales de ángulos de contacto agua-superficie se toman inicialmente a la semana y a las dos semanas, pasando a medirse mensualmente para llevar un control de los posibles cambios de la propiedad. Así mismo se lavan parte de las superficies con agua para ver el efecto de la auto limpieza en cada medida.
También se están desarrollando los ensayos de envejecimiento acelerado por efecto de fuentes de irradiación de luz a 65ºC medido por un cuerpo negro sometido a la dicha fuente. Igualmente se miden los ángulos de contacto del agua para ver la benevolencia del recubrimiento.
La súper hidrofobicidad es una propiedad con muchas aplicaciones, desde impedir el manchado de las superficies en muebles y ropas, como impedir el agrietamiento de las maderas por efecto de la humedad o la fatiga térmica de las superficies expuestas al ambiente en caso de construcciones de madera. Además esta propiedad puede preservar muebles que están en ambientes muy húmedos e incluso en condiciones menos higiénicas como es el baño o la cocina. Los tejidos súper hidrófobos en la indumentaria permiten que éstas permanezcan secas en condiciones muy húmedas y a su vez permiten la transpiración del tejido, permitiendo la aireación y por lo tanto la higiene personal. La aplicación de recubrimientos en mamparas de baño permite que resbalen las gotas de agua y jabón sin permitir que estas lleguen a secarse sobre la superficie, evitando por lo tanto la formación de mohos o aspecto de sucio.
Juan Manuel Bellver
Laboratorio Materiales y Medio Ambiente
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Desarrollo de unidades de carga logística para la distribución de mobiliario
La presente actuación surgió al detectar una importante problemática en el sector de mobiliario, como es la distribución de sus productos: gran número de incidencias y devoluciones, así como elevados costes de manipulación interna del fabricante (preparación de pedidos, carga, y descarga de camión)
Tras años de investigación y tratamiento de la casuística en este campo por parte del departamento de Embalaje y Transporte de AIDIMA, se ha concluido que las incidencias en la distribución de mobiliario surgen en gran medida en las operaciones de manipulación y de carga / descarga de los muebles. Esto es debido a que la mayor parte de los muebles se manipulan de manera unitaria (bulto a bulto), y sin medios mecánicos. Por otro lado, la carga de los muebles en los camiones y contendores, se realiza igualmente de forma manual buscando la optimización del espacio de carga disponible. Esta forma de trabajar es la más extendida en el sector y presenta una serie de riesgos como son rozamientos, golpes, aplastamientos, caídas, etc. Además, requiere de un elevado número de horas de mano de obra, que incrementa los costes logísticos totales.
Objetivos
Así pues, el principal objetivo abordado con el presente proyecto ha sido definir, diseñar, obtener, y verificar la idoneidad de una Unidad de Carga logística para el sector de Mobiliario (UCM), que reduzca el actual nivel de incidencias en la distribución y minimice los costes de manipulación interna en fábrica, provocando un impacto en estos dos indicadores, similar al del Europalet en otros sectores.
Fases del proyecto
A lo largo de 2007 se analizó todo el espectro de posibilidades en cuanto a la tipología de muebles fabricados en la Comunidad Valenciana (dimensiones, volumen, geometría, resistencia, fragilidad, etc.), con el objetivo de definir el pliego de requisitos de diseño de la Unidad de Carga.
Todo este trabajo se tradujo en un diseño y posterior fabricación de un primer prototipo de UCM plegable, apilable, manipulable mediante traspaleta o carretilla elevadora, y con unas dimensiones adecuadas al volumen y geometría del mueble.
En 2008, se testó en el Laboratorio de Simulación del Transporte de AIDIMA la idoneidad del prototipo desarrollado (ensayos de impacto horizontal, vibración, caída rotacional, circuito de carretilla, etc.).
Los ensayos realizados dieron lugar a un rediseño del prototipo buscando reducir el peso total de la estructura y solventar aquellos defectos constructivos detectados.
Tras el rediseño se fabricó una serie de nuevos prototipos que volvieron a ser testados en el Laboratorio de Simulación de Transporte de AIDIMA y en algunas empresas del sector.
Resultados obtenidos
La idoneidad de la adopción por parte de las empresas de un modelo de Unidad de Carga igual o similar al desarrollado durante el proyecto, se comprueba al comparar la evolución de los dos indicadores clave antes (con al operativa actual de la mayoría de fabricantes de mobiliario) y después de la utilización de la UCM.
- Incidencias: Tradicionalmente en el sector, las devoluciones suponen un 10% de la facturación. De todas las devoluciones, como promedio tenemos que el 70% se deben a incidencias en la distribución (golpes, rozaduras, etc.) que pueden ser solventados mediante una mejora del binomio producto – embalaje. Por tanto, este tipo de incidencias suponen alrededor del 7% de la facturación de una empresa. Durante los ensayos y pruebas realizados con la Unidad de Carga el porcentaje de productos dañado fue prácticamente nulo. Las incidencias en la distribución quedarán reducidas a accidentes puntuales, suponiendo alrededor del 1 – 2%.
- Manipulaciones internas: Los movimientos y manipulaciones que se realizan durante la preparación de pedidos y carga del camión, se realizan de forma manual y unitaria requiriendo de media unas 9,5 – 11,5 h / hombre. Con el empleo de la UCM estos tiempos se reducen a 5,5 h – 6,5 h / h hombre. Considerando un coste horario de 11,9 € / h hombre ahorramos entre 38 – 60 €/ por viaje de camión.
Lógicamente el empleo de Unidades de Carga logística en el sector Mobiliario penaliza el coste de los portes ya que el porcentaje de llenado del camión con mueble se reduce considerablemente. Sin embargo, una densificación adecuada del llenado de la UCM con muebles hace que este aumento de costes en los portes, se compense sobradamente con los ahorros generados en la manipulación interna y las devoluciones.
Juan del Agua
Dpto. de Embalaje y Transporte de Mercancías.
Proyecto financiado por el IMPIVA mediante el programa de I+D (actuación 1: proyectos de I+D), y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional.
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