Propuesta de un nuevo producto consolidante a partir de polímeros naturales de lignina y chitosan para la intervención del soporte lígneo

Abstract

[ES] El presente Trabajo Final de Máster se centra en determinar las posibles propiedades consolidantes de dos polímeros naturales, la lignina y el quitosano, para el empleo en tratamientos de soporte lígneo. Además, y aunque no es objeto principal de este estudio, ambos compuestos tienen características biocidas, por lo que se pretende determinar la viabilidad de ambas sustancias para el tratamiento de maderas degradadas por hongos e insectos xilófagos, como alternativa a las resinas sintéticas en base disolvente empleadas habitualmente.

Estos polímeros son, la lignina, compuesto principal de las plantas leñosas, siendo desecho proveniente de los procesos de la industria papelera y el quitosano, presente en los exoesqueletos de los crustáceos y residuo de la industria alimentaria. Estas sustancias se preparan a diferentes concentraciones y aplicadas mediante inyección e impregnación, de forma individual y mediante mezclas entre sí en muestras de madera debidamente ejecutadas, siguiendo normas establecidas y que presentan diferente grado de ataque por insectos xilófagos.

Para evaluar las propiedades se han realizado una serie de ensayos que determinan la idoneidad de las sustancias, mediante la comparación de los datos obtenidos antes y después de aplicar los productos. Las pruebas ejecutadas se basan en ensayos mecánicos mediante durómetro, ensayos ópticos de brillo y color con espectómetros, estudio morfológico con microscopio estereoscópico a bajos aumentos y estudio micromorfológico mediante Microscopía Electrónica de Barrido de Emisión de Campo (FESEM). Además, se ha estimado el grado de penetración de las sustancias en el material empleando Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR).

Mediante la recopilación de los datos obtenidos y su discusión, se determinan las propiedades de estos materiales para el empleo en procesos de intervención del soporte lígneo. Estas investigaciones en el ámbito de la Conservación y Restauración posibilitan la evolución hacia tratamientos menos tóxicos para el restaurador, mediante la búsqueda de productos más sostenibles y ecológicos que ayuden a minimizar su impacto en el medioambiente.

[EN] The present master's thesis is focused on determining the possible consolidating properties of two natural polymers, lignin and chitosan, for use in wood support treatments. In addition, and although it is not the main object of this study, both compounds have biocidal characteristics, so it is intended to determine the feasibility of both substances for the treatment of wood degraded by fungi and xylophagous insects, as an alternative to the solvent-based synthetic resins commonly used.

These polymers are lignin, the main compound of woody plants, being waste from paper industry processes, and chitosan, present in the exoskeletons of crustaceans and waste from the food industry. These substances are prepared at different concentrations and applied by injection and impregnation, individually and in mixtures with each other on wood samples duly executed, following established standards and showing different degrees of attack by xylophagous insects.

To evaluate the properties, a series of tests have been carried out to determine the suitability of the substances, by comparing the data obtained before and after applying the products. The tests performed are based on mechanical tests by durometer, optical tests of gloss and color with spectrometers, morphological study with stereoscopic microscopy at low magnification and Electronic Emission Field Scanning Microscopy (FESEM). In addition, the degree of penetration of the substances in the material has been estimated using Infrared Spectroscopy by Fourier Transformation (FTIR).

Through the compilation of the data obtained and their discussion, the properties of these materials for use in wood support intervention processes are determined. These investigations in the field of Conservation and Restoration make possible the evolution towards less toxic treatments for the restorer, through the search for more sustainable and ecological products that help to minimize their impact on the environment.