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Tecnología verde en materiales de construcción con bacterias para edificios más sostenibles

  • Bacterias pueden ser utilizadas para diseñar materiales de construcción que vivan y se multipliquen y originen una huella de carbono más baja y edificios más sostenibles.

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"Ya usamos materiales biológicos en nuestros edificios, como la madera, pero esos materiales ya no están vivos" -apunta en un comunicado el ingeniero Wil Srubar, profesor asistente el Departamento de Ingeniería Civil, Ambiental y Arquitectónica en la Universidad de Colorado Boulder-.

"Nos preguntábamos por qué no podemos mantenerlos vivos y hacer que la biología haga algo beneficioso también".

Tecnología verde en materiales de construcción con bacterias para edificios más sostenibles

Estos microorganismos convertidos en ladrillos aun no están a la venta, pero los investigadores dicen que su capacidad para mantener sus bacterias vivas con una alta tasa de éxito muestra que los edificios vivos podrían no estar muy lejos en el futuro.

Dichas estructuras podrían, un día, sanar sus propias grietas, absorber toxinas peligrosas del aire o incluso brillar al mando. "El cielo es el límite para nuestra creatividad", destaca Srubar, cuyo estudio se publica en la revista Matter.

No ocurre lo mismo con los materiales de construcción actuales, más parecidos a los cadáveres de hoy, según el ingeniero, que son costosos y contaminantes de fabricar: elaborar solo el cemento y el hormigón necesarios para carreteras, puentes, rascacielos y otras estructuras genera casi el 6% de la producción anual de emisiones de dióxido de carbono en todo el mundo.

La solución de Srubar es "contratar" algunas bacterias. En particular, él y sus colegas experimentaron con cianobacterias pertenecientes al género 'Synechococcus'.

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En las condiciones adecuadas, estos microbios verdes absorben gas de dióxido de carbono para ayudarse a crecer y producir carbonato de calcio, el ingrediente principal de la piedra caliza y, por lo tanto, del cemento.

Para comenzar el proceso de fabricación, los investigadores inoculan colonias de cianobacterias en una solución de arena y gelatina. Con los ajustes correctos, el carbonato de calcio producido por los microbios mineraliza la gelatina que une la arena y da lugar a un ladrillo.

Como una ventaja adicional, tales ladrillos en realidad eliminarían el dióxido de carbono del aire, no lo bombearían hacia afuera, y también son duraderos.

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En el nuevo estudio, el equipo descubrió que, bajo un rango de condiciones de humedad, tienen aproximadamente la misma resistencia que el mortero que usan los contratistas en la actualidad. "Puedes pisarlo y no se romperá", asegura.

Los investigadores también descubrieron que podían hacer que su material se reproduzca. Cortando uno de estos ladrillos por la mitad, y cada uno de ellos es capaz de convertirse en un ladrillo nuevo.

Esos nuevos ladrillos son resistentes: según los cálculos del grupo, aproximadamente el 9-14% de las colonias bacterianas en sus materiales aún estaban vivos después de 30 días y tres generaciones diferentes en forma de ladrillo. Las bacterias agregadas al concreto para desarrollar materiales de autocuración, en contraste, tienden a tener tasas de supervivencia de menos del 1%.

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"Sabemos que las bacterias crecen a un ritmo exponencial -apunta Srubar-. Eso es diferente de cómo, por ejemplo, imprimimos en 3D un bloque o moldeamos un ladrillo. Si podemos cultivar nuestros materiales biológicamente, podemos fabricar a una escala exponencial".

No obstante, admite que aun hay mucho trabajo por hacer antes de que eso suceda. Las cianobacterias del equipo, por ejemplo, necesitan condiciones húmedas para sobrevivir, algo que no es posible en las regiones más áridas del mundo.

Por ello, están trabajando para diseñar microbios que sean más resistentes a la desecación para que permanezcan vivos y funcionales.

Pero las posibilidades son grandes. Srubar imagina un futuro en el que los proveedores podrían enviar sacos llenos de los ingredientes desecados para hacer materiales de construcción vivos. Simplemente agregando agua pueden comenzar a crecer y dar forma a construir hogares microbianos.

"La naturaleza ha descubierto cómo hacer muchas cosas de una manera inteligente y eficiente. Solo tenemos que prestar más atención", concluye.

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