Un laboratorio suizo crea algo entre el hormigón y una planta de interior
En un laboratorio de Suiza está creciendo un nuevo tipo de material de construcción que no encaja del todo en ninguna categoría conocida. No es exactamente hormigón, ni tampoco una planta, sino algo fascinante a medio camino entre ambos.
Un equipo de investigadores ha desarrollado un material basado en algas capaz de absorber CO₂ del aire, ganar resistencia con el paso del tiempo y reparar por sí solo los daños menores que sufra. Si esta tecnología logra escalar, los propios edificios podrían convertirse en aliados activos contra el cambio climático.
Material vivo desarrollado en Zúrich
El equipo de la ETH Zúrich creó lo que se denomina un material vivo, donde el verdadero trabajo lo realizan organismos microscópicos: las cianobacterias, comúnmente conocidas como algas. Estos microorganismos de origen antiquísimo aprovechan la luz solar para transformar el CO₂ en oxígeno y sustancias orgánicas.
Los investigadores suizos introdujeron las bacterias en un hidrogel especialmente diseñado para este propósito: una sustancia acuosa y porosa con una textura similar a una gelatina blanda y transparente. Ese gel actúa como base de un bloque constructivo que respira, crece y se petrifica gradualmente.
El material extrae CO₂ del aire, lo convierte en minerales sólidos y, como resultado, se vuelve más resistente en lugar de degradarse.
Según los investigadores, este nuevo tipo de material podría funcionar a largo plazo como revestimiento de fachadas, paneles o elementos decorativos en edificios que absorban CO₂ de forma activa año tras año.
Por qué las cianobacterias son tan prometedoras
Microfábricas con miles de millones de años de historia
Las cianobacterias llevan más de 3.000 millones de años en la Tierra y juegan un papel fundamental en el ciclo natural del carbono. Realizan fotosíntesis: usando luz solar, agua y CO₂ producen oxígeno y azúcares.
En la investigación suiza aparece además un proceso adicional. Parte del CO₂ absorbido no se integra únicamente en la biomasa bacteriana, sino que se transforma en minerales sólidos similares a la piedra caliza. Esto genera dentro del material una especie de esqueleto interno de depósitos calcáreos.
- El CO₂ queda fijado en la biomasa de las bacterias
- Una parte de ese CO₂ se convierte en minerales sólidos
- Esos minerales forman una red rígida y estructural dentro del material
Normalmente, el crecimiento de estos organismos se detiene tras aproximadamente treinta días, y con él también la capacidad temporal de almacenar CO₂. Gracias al paso adicional de mineralización, una parte del gas de efecto invernadero queda atrapada de forma mucho más duradera en estructuras de naturaleza pétrea.
De gel blando a una 'piedra' verde y resistente
Los investigadores hicieron un seguimiento del material durante 400 días consecutivos. A lo largo de ese período, el gel inicialmente blando y transparente fue volviéndose progresivamente más verde y más rígido. Las bacterias permanecieron activas, continuaron realizando fotosíntesis y fueron acumulando minerales de forma gradual.
El material llegó a fijar una media de 26 miligramos de CO₂ por gramo de gel en forma de minerales sólidos. Para un sistema biológico, esa cifra es relativamente elevada y aporta además una ventaja mecánica evidente: el gel se vuelve cada vez más resistente conforme se forman más minerales.
Un gel impreso en 3D como hogar para las algas
Un hidrogel diseñado para captar luz y aire
El núcleo de la innovación es una fórmula de hidrogel imprimible en 3D. La composición y la estructura de este material se han diseñado específicamente para que la luz, el agua y el CO₂ puedan penetrar en profundidad. Esos tres factores determinan cuánta fotosíntesis pueden llevar a cabo las bacterias.
El gel contiene una gran cantidad de agua y cuenta con una red porosa de microcanales que facilitan la circulación de nutrientes y gases. Al mismo tiempo, la estructura es lo suficientemente resistente como para procesarse en forma de láminas, baldosas o paneles.
| Característica | Función en el material |
|---|---|
| Porosidad | Permite que el CO₂ y los nutrientes lleguen hasta las bacterias |
| Alto contenido en agua | Mantiene a los microorganismos vivos y activos |
| Imprimibilidad en 3D | Posibilita formas complejas y estructuras de fachada |
| Formación de minerales | Refuerza el material a largo plazo |
La capacidad de imprimir el gel ofrece una gran libertad creativa. Los arquitectos podrían diseñar fachadas onduladas, paneles perforados o columnas con forma de árbol que absorban CO₂ de manera activa.
Edificios que respiran como árboles
Fachadas que capturan CO₂ del aire
Los investigadores piensan principalmente en aplicaciones para la envolvente exterior de los edificios. Paneles de fachada que capten luz solar mientras dejan circular el aire a través de la capa viva.
En una exposición de arquitectura celebrada en Venecia, los creadores ya presentaron prototipos con forma de troncos de árbol artificiales. Según los cálculos, cada tronco puede absorber hasta 18 kilos de CO₂ al año, una cantidad comparable a lo que elimina un pino de unos veinte años de edad.
Combinando varios de estos elementos, un edificio completo podría extraer una cantidad significativa de CO₂ del aire. No suficiente para compensar de golpe las emisiones de toda una ciudad, pero sí para reducir el impacto del propio sector de la construcción.
Autoreparación mediante crecimiento continuo
Existe además un efecto secundario muy interesante: el material puede rellenar por sí solo pequeñas grietas o daños superficiales. Mientras las bacterias reciban suficiente luz, agua y CO₂, continuarán depositando nuevo mineral, que puede sellar fisuras y restaurar la superficie.
En la práctica, un elemento vivo de este tipo seguirá requiriendo mantenimiento, aunque menos que un material completamente inerte que solo se deteriora. También será necesario vigilar que los organismos no mueran por desecación, contaminación o calor extremo.
Biotecnología para acelerar la captura de CO₂
Los investigadores ya estudian formas de hacer que las algas trabajen con aún mayor eficiencia. Mediante técnicas genéticas, buscan mejorar la fotosíntesis para que cada metro cuadrado de fachada capture más CO₂ del aire.
Esto abre también nuevas preguntas. ¿Cómo se garantiza que las bacterias modificadas no escapen del material? ¿Cómo se asegura la seguridad si los paneles se dañan o se demoler un edificio? Estas cuestiones ya están presentes en otras aplicaciones de microorganismos genéticamente modificados, como en la agricultura o la industria.
Otro desafío práctico es la nutrición. Durante el experimento, los investigadores emplearon soluciones artificiales de agua marina para suministrar minerales y nutrientes. Para su uso en edificios reales, esto tendría que integrarse en el propio material o aportarse a través del agua de lluvia y la materia ambiental.
Bajo consumo energético como gran ventaja
Muchas tecnologías actuales de captura de CO₂ funcionan con grandes instalaciones que bombean continuamente aire a través de filtros o soluciones químicas, lo que consume mucha energía y reduce parte de los beneficios obtenidos.
El material de construcción vivo funciona de manera radicalmente distinta. Su fuente de energía es simplemente la luz solar. No necesita bombas, ventiladores ni calderas para mantenerse en funcionamiento. Mientras la fachada reciba suficiente luz natural y no se seque por completo, las bacterias permanecerán activas.
Esta tecnología funciona con energía solar gratuita y convierte las fachadas en filtros de CO₂ lentos pero constantes.
Según el coautor Mark Tibbitt, el material puede convivir perfectamente con otras medidas climáticas: el almacenamiento tradicional de CO₂ en yacimientos agotados, la renaturalización de las ciudades y la reducción de emisiones industriales.
Lo que esto podría significar para el sector de la construcción
La construcción está bajo presión para reducir tanto las emisiones en la producción de materiales como el impacto de los edificios durante su vida útil. Los materiales que absorben CO₂ en lugar de emitirlo ofrecen a los diseñadores un margen de maniobra adicional muy valioso.
En teoría, un edificio podría volverse más respetuoso con el clima en varios niveles a la vez:
- Uso de materiales con baja huella de carbono, como la madera y el aislamiento de base biológica
- Fachadas y cubiertas que fijen CO₂ mediante materiales vivos
- Paneles solares e instalaciones de eficiencia energética para reducir el consumo
Un edificio de oficinas podría ser al mismo tiempo eficiente energéticamente, parcialmente productor de energía y absorbedor de CO₂. Especialmente en ciudades muy densificadas, donde el espacio para árboles y parques escasea, esto abre oportunidades extraordinarias.
Las preguntas pendientes para los próximos años
Antes de que esta tecnología aparezca a gran escala en barrios residenciales, quedan muchos pasos por dar. Será necesario abordar la certificación, la seguridad contra incendios, pruebas de durabilidad ante heladas, granizo y olas de calor, así como la forma de reciclar el material de manera segura al final de su vida útil.
La estética también entra en juego. Una fachada que se vuelve visiblemente más verde y muestra posibles variaciones de color por su capa viva puede resultar atractiva para unos y problemática para otros. Arquitectos y urbanistas tendrán que reflexionar sobre formas, colores y patrones que encajen en el entorno urbano.
Aun así, esta investigación suiza demuestra cómo la biología y la arquitectura avanzan hacia un punto de encuentro. Donde antes apilábamos hormigón y acero, el sector se desplaza lentamente hacia materiales que responden a su entorno: paneles que generan energía, ventanas que se oscurecen solas y, ahora también, fachadas que purifican el aire y se refuerzan a sí mismas poco a poco.
