Principia

Desde hace tiempo la ingeniería que se ocupa del estudio de los materiales para la construcción está valorando el uso de materiales biológicos en múltiples funcionalidades. No solo se trata de reducir el impacto de las construcciones sobre el medio ambiente, el uso de microorganismos puede tener distintos fines: mejora de las cualidades mecánicas de los materiales, aumento de la producción del material, así como la sostenibilidad del material que se utiliza para la edificación.

En la revista Matter se ha publicado un artículo en el que se describe un nuevo material biológico diseñado para constituir ladrillos. El material está formado por cianobacterias, microorganismos fotosintéticos del  género Synechococcus, que se mezclan con arena, gelatina y nutrientes.

El grupo de trabajo liderado por científicos de la Universidad de Colorado en Boulder, ha estudiado el comportamiento de las cianobacterias. Estos microorganismos para obtener energía para la supervivencia realizan la fotosíntesis, con bajas concentraciones de dióxido de carbono el proceso de obtención de energía genera depósitos de carbonato cálcico. El cual al unirse a la arena y secarse dar lugar a un material duro y resistente similar al cemento.

Los investigadores han evaluado la supervivencia de las cianobacterias en diferentes condiciones de temperatura y humedad. Del análisis realizado se obtiene que a temperaturas de 20 grados con humedades de 100 %, después de 30 días sobreviven el 14 % de la población inicial, mientras que si la humedad es del 50 % solo sobrevive un 9%, produciéndose durante ese tiempo tres generaciones de microorganismos en los ladrillos que las contienen.

Los investigadores comprobaron la capacidad de regeneración de este material biológico: al dividir una pieza por la mitad y añadir más arena, se obtuvieron dos piezas completas en un tiempo de 6 horas.  Al repetirse el proceso, se podía llegar a obtener 8 ladrillos partiendo de una sola pieza. Además, al medir las concentraciones de carbonato cálcico se comprobó que era mayor su concentración en cada generación de nuevas piezas con respecto a las anteriores. Aunque en cada generación de ladrillos sobrevivían menos microorganismos, las propiedades de resistencia mecánica de las piezas que se generaban mejoraban sustancialmente.

El estudio resalta la mejora que supone el desarrollo de este tipo de material frente a los estudiados hasta ahora, aunque valoran el estudio de otro tipo de microorganismos resistentes a condiciones de baja humedad para su uso en zonas áridas de nuestro planeta.

Referencia: M. Heveran et al. 2020. Biomineralization and successive regeneration of engineered living building materials . Matter.