Investigadores de la Universidad de Colorado Boulder, en EE.UU., han desarrollado una estrategia para diseñar materiales para construir edificios más sostenibles mediante el uso de bacterias vivas. Manteniendo vivas estas bacterias se podrían obtener beneficios como mejorar la eficiencia, la calidad del aire, o autoregenerar las grietas, además de generar una huella de carbono menor.
«Aunque esta tecnología está en sus inicios, mirando hacia el futuro, los materiales de construcción vivos podrían usarse para mejorar la eficiencia y la sostenibilidad de la producción de materiales de construcción y podrían permitir que los materiales perciban e interactúen con su entorno», explica Chelsea Heveran, autora principal del estudio, y asistente de investigación postdoctoral en CU Boulder, ahora en la Universidad Estatal de Montana.
Entre sus ventajas destacan que dichas estructuras podrían eliminar las emisiones de CO2 aumentando la calidad del aire, sanar sus propias grietas, y además son durables y resistentes.
¿Cómo funciona este proceso?
Los investigadores experimentaron con cianobacterias del género Synechococcus. En las condiciones adecuadas, estos microbios absorben gas de dióxido de carbono para crecer y producen 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 de ahí se obtiene un ladrillo.
Además, tales ladrillos en realidad eliminarían el dióxido de carbono del aire, no lo expulsarían hacia afuera. También destacan que son duraderos. En otro estudio, el equipo descubrió que, bajo un rango de condiciones de humedad, tienen aproximadamente la misma resistencia que el mortero que se usa hoy en día.
Reproducción de ladrillos
Los investigadores también descubrieron que podían hacer que estos materiales se reprodujeran. Cortando uno de estos ladrillos por la mitad, cada uno de ellos es capaz de convertirse en un ladrillo nuevo.
Esos nuevos ladrillos son resistentes: según los cálculos del equipo, aproximadamente entre el 9 y el 14% de las colonias bacterianas en los materiales aún estaban vivos después de 30 días y había tres generaciones diferentes en forma de ladrillo. Las bacterias agregadas al cemento para desarrollar materiales de autoregeneración, por el contrario, tienden a tener tasas de supervivencia de menos del 1%.
«Sabemos que las bacterias crecen a un ritmo exponencial. Si podemos cultivar nuestros materiales biológicamente, podemos fabricarlos a una escala exponencial», cuenta Srubar, señalando que hay mucho trabajo por hacer antes de que eso suceda. Las cianobacterias, por ejemplo, necesitan condiciones húmedas para sobrevivir, algo que no es posible en regiones más áridas. Por ahora están trabajando para diseñar microbios que sean más resistentes a la desecación para que permanezcan vivos y funcionales.