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Madera transparente para ventanas y placas solares
Tomando como base un material tan excelente, sostenible, y barato como es lamadera, unos investigadores del Royal Institute of Technology (KTH) de Estocolmo han desarrollado un método con el que es posible la producción a gran escala de una especie de madera transparente.
La madera ópticamente transparente ya se había conseguido en laboratorio, en determinadas muestras microscópicas durante el estudio de su anatomía, pero lo que se ha logrado ahora permite su fabricación a una escala mayor.
Según el profesor Lars Berglund:
La madera transparente es un buen material para las células solares, ya que tiene un bajo coste y proviene de recursos renovables. Esto es particularmente importante en la cobertura de grandes superficies con placas solares.”
Pero los paneles realizados con este tipo de madera también podrían ser utilizados en la fabricación de ventanas y fachadas semitransparentes,… en realidad para cualquier superficie en la que se quiera dejar pasar la luz, y mantener la privacidad.
Los científicos consiguieron este material híbrido eliminando químicamente la lignina, un componente de las paredes celulares, de muestras de madera de balsa. Al hacer esto, la madera se vuelve muy blanca, pero para conseguir su transparencia se trabajó a nanoescala, impregnando el sustrato poroso blanco con un polímero transparente como el polimetilmetacrilato.
Por ahora el material no es completamente transparente (debido a las fibras de la madera tratada), pero resulta idóneo para la fabricación de células solares más económicas. El material también destaca por sus capacidades mecánicas, siendo el doble de resistente que el plexiglás, además de por su baja densidad y baja conductividad térmica.
El equipo ahora está volcado en mejorar su transparencia, así como la ampliación del proceso de fabricación, sin dejar de lado la producción de otros tipos de madera.
Tiene un tallo macizo de 2 a 5 metros de altura con 5 ó 6 cm. de diámetro. El tallo acumula un jugo que contiene 16% a 20% de azúcares, 10% a 14% de fibra y 65% a 75 % de agua, que al ser extraído y cristalizado forma el azúcar.
En su parte superior encontramos la panocha, que mide unos 30 cm de largo.
Se reproduce por trozos de tallo conocidos como caña semilla. La siembra se realiza aproximadamente cada 5 años. La recolección o zafra se lleva a cabo entre los once y los dieciséis meses de plantación según la zona, y rinde de 60 a 150 toneladas por hectárea.
Sus tallos gruesos y de gran altura son cortados con cuchillas especiales y transportados a la fábrica por tractomulas, dumpers o vagones tirados por un tractor.
Labores agrícolas del cultivo de caña de azúcar:
Descepado (retiro de las raíces viejas, cada cinco años)
Drenajes subterráneos (evitan la salinización del terreno)
1. Cosecha:
La caña requiere de abundante agua y suelos adecuados para crecer bien; no soporta temperaturas inferiores a 0 ºC, aunque alguna vez puede llegar a soportar hasta -1 ºC, dependiendo de la duración de la helada.
Su periodo de crecimiento varía entre 11 y 17 meses, dependiendo de la variedad de caña y de la zona.
Es un cultivo plurianual y se corta cada 12 meses, y la plantación dura aproximadamente 5 años, aunque este período puede ser muy variable.
La caña tiene una riqueza de sacarosa del 14% aproximadamente, aunque varía a lo largo de toda la recolección. El rendimiento del proceso de caña de azúcar llega hasta un 11 % de extracción en promedio.
La caña se puede cosechar a mano o a máquina: * La cosecha mecánica se hace con cosechadoras que cortan la mata y separan los tallos de las hojas con ventiladores. Una máquina puede cosechar 30 toneladas por hora. * La cosecha manual se hace con machete o rulas que cortan los tallos y los organizan en chorras para su transporte. En la actualidad este tipo de cosecha tiende a aplicarse cada vez menos, y solamente en las zonas donde no pueden ingresar las cosechadoras por razones diversas (piedras, pendiente excesiva, etc).
El uso de uno o varios sistemas de cosecha en una región va a depender de una serie de factores como la topografía y condiciones del terreno, características climáticas, nivel tecnológico, disponibilidad económica y contexto social, entre otros
Una vez cortada la caña debe transportarse rápidamente al ingenio para no perder contenido de sacarosa.
2. De la tierra a la fábrica:
Toda caña que llega a la fábrica se pesa en balanzas y luego se prepara para iniciar el proceso.
Grúas especiales la trasladan hacia las bandas transportadoras y de allí hacia los molinos, que es donde se comienza a extraer la sacarosa.
3. Molienda:
En los molinos se exprime la caña para extraer la sacarosa. Esto se lleva a cabo agregándole agua caliente, para que sea más fácil de moler y la extracción sea la máxima posible.
Se realiza haciendo circular la caña desmenuzada, entre los filtros y mazas de seis molinos consecutivos, a los cuales se los llama TRAPICHES.
De este proceso obtenemos un primer subproducto: el BAGAZO o fibra de caña, que usa como combustible en las calderas para generar vapor y energía o como materia prima en la elaboración de papel.
4. Clarificación:
Se elimina la mayor cantidad de impurezas presentes en el jugo mixto (barros, bagacillo, sales, coloides, y material en suspensión), conservando la mayor cantidad de sacarosa y entregando el jugo a la etapa de evaporación en condiciones optimas de ph, turbidez, color y temperatura.
El jugo de la caña se mezcla con hidróxido de calcio y ácido fosfórico. Este proceso se llama encalado, que precipita sales insolubles y fosfato de calcio. Además se logra el PH deseado evitando pérdidas de sacarosa por inversión.
La forma más apropiada de conseguir estos objetivos es por calentamiento, con posterior decantación y filtración de los barros.
El barro decantado, llamado CACHAZA constituye un segundo subproducto que se filtra para recuperar el jugo que aún pueda contener y se envía por canales al campo como abono.
5. Evaporación:
Cuando el jugo ya se encuentra limpio, a través de máquinas especializadas se evapora hasta que el 80 % del líquido desaparece. Esto lo hace más concentrado, como si fuese una especie de jarabe.
Este proceso se realiza en 3 etapas para lograr economía de vapor. En la primera etapa se quema bagazo para lograr el vapor en la caldera. El vapor remanente del jugo de la primera etapa será el que caliente al jugo en la segunda etapa. Lo mismo sucede con la tercera etapa de evaporación.
6. Cristalización:
La cristalización se produce en los tachos de cocimiento.
Aplicando una combinación determinada de presión y temperatura, se transforma el jarabe en cristales. Una vez formados los mismos, es necesario separarlos de la solución madre que los contiene. Esta separación se realiza mediante una serie de centrifugas de alta velocidad.
7. Centrifugación:
Se separan los cristales del azúcar crudo de la MELAZA, tercer subproducto que se procesa para obtener alcohol mediante fermentación del azúcar remanente. La fuerza centrífuga hace que la masa cocida suba por la pared exterior de la canasta y, mientras que de la maquinaria una malla o filtro retiene los cristales al azúcar, expulsa el licor madre.
8. Secado:
Se secan y se tamizan los cristales, separando aquellos del tamaño adecuado.
9. Envasado:
Antes de ser empacada se realizan análisis de laboratorio para garantizar la calidad. Luego, el azúcar se fracciona en las distintas presentaciones que llegan a los clientes (paquetes de 1 kilo y sobrecitos de 6,25 grs para consumo masivo, bolsas de 25 y 50 kg y grandes contenedores de 1 tonelada para uso industrial).
10. Almacenamiento:
Los productos se almacenan en depósitos especialmente acondicionados para su conservación y posterior despacho.
11. Transporte:
Los productos se cargan en camiones o trenes para ser enviados a los clientes industriales o de consumo masivo.
