Reevaluando los Materiales y Procesos Estructurales Existentes a través de una Perspectiva Moderna

Durante milenios, materiales de construcción como el hormigón han permitido a la humanidad crear obras maestras arquitectónicas duraderas; basta mirar la antigua Roma como ejemplo.  Aunque uno podría pensar que a lo largo de este tiempo habríamos aprendido todo lo que hay que saber sobre dichos materiales de construcción, reevaluarlos a través de una lente moderna ha permitido a las empresas que miran al futuro darles un nuevo propósito y mejorar las recetas ancestrales.

Materiales y Procesos

Como se mencionó, la antigua Roma es el ejemplo perfecto de lo que se puede lograr mediante el uso del hormigón.  Hasta hace poco, los científicos estaban desconcertados por cómo estructuras de más de 2000 años seguían en tan buen estado.  Ahora sabemos que la respuesta estuvo siempre presente: la cal.
Se creía que la presencia de cal en el hormigón romano era siempre el resultado de prácticas de mezcla deficientes o pobres.  Resulta que los fragmentos de cal resultantes tienen un propósito importante que, al incorporarse al hormigón de una manera específica, permiten que el producto final repare automáticamente las grietas; lo que nos lleva a nuestra primera visión moderna de un material de construcción antiguo: el hormigón autorreparable.

Hormigón Autorreparable

El hormigón es simplemente una mezcla de sustratos finos y gruesos combinados y mantenidos unidos por un endurecedor.  La receta para fabricar hormigón ha variado a lo largo del tiempo y en todo el mundo, para adaptarse a diferentes entornos.  Con eso en mente, los científicos han comenzado a investigar y probar nuevas recetas/enfoques para crear una iteración diseñada para el futuro. Un ejemplo proviene de la Universidad de Colorado, donde los científicos han desarrollado un posible sustituto del hormigón al que llaman ‘Materiales de Construcción Vivos (LBMs)’ que se crean utilizando “microorganismos fotosintéticos para biomineralizar andamios inertes de arena y gelatina”.

Prometedoramente, estos LBM han demostrado la capacidad de no solo autorreplicarse y autorrepararse, sino también de fabricarse a partir de materiales de desecho.  Igualmente importante es su capacidad para capturar carbono.  Más allá de la durabilidad y la longevidad, hay una razón principal para el tiempo dedicado a desarrollar nuevas recetas de hormigón futurista: el medio ambiente.

El proceso de producción del hormigón emite una gran cantidad de CO₂.  Como el segundo producto más utilizado en la Tierra, esto genera una emisión masiva (8 % del CO₂ total).  Si podemos crear iteraciones de hormigón que realmente ayuden al medio ambiente en lugar de dañarlo, entonces es una ruta que vale la pena explorar.

https://youtu.be/sXIjX7Jio5A
Más allá de la investigación continua en laboratorios, startups como Biomason ya están ofreciendo productos basados en un enfoque similar que utiliza la biología como medio para minimizar la huella ambiental de la industria del cemento.  Hasta la fecha, esta empresa ha generado aproximadamente $95 M en financiación a través de varias rondas de inversores como Novo Holdings, Celesta Capital y otros.

Varilla de Cáñamo

La varilla de refuerzo (rebar) es un material extremadamente importante al construir con hormigón.  Normalmente fabricada de acero, la varilla proporciona soporte estructural a los edificios de hormigón y aumenta su longevidad.  Como se indicó anteriormente, trabajar con hormigón suele implicar grandes emisiones de CO₂.  ¿Y si existiera una forma de crear varilla que ayude a compensar este problema sin sacrificar las ventajas del acero?  Presentamos la varilla de cáñamo.
La varilla de cáñamo no solo aumenta la longevidad del hormigón, sino que puede ser más barata, más fuerte y más ligera que el acero, además de ser resistente a la corrosión; consideraciones importantes, ya que el colapso de muchos edificios está asociado con varillas de acero pesadas y corroídas.  También se conoce como un biomaterial carbono-negativo, con campos de cultivo que absorben enormes cantidades de CO₂.  Cuando se utiliza en aplicaciones como la fabricación de varilla, el producto a lo largo de su ciclo de vida puede contrarrestar las emisiones de CO₂ asociadas al uso del hormigón.

Ladrillos que Almacenan Energía

El hormigón no es el único material de construcción que está experimentando una renovación futurista.  Se están desarrollando procesos para convertir ladrillos regulares y reciclados en supercondensadores.  Esto significa que, en un futuro cercano, los ladrillos que recubren su hogar o sirven como pasarela podrían funcionar como una solución de almacenamiento de energía.  Simplemente conecte los ladrillos a una fuente de energía (p. ej., paneles solares), y los ladrillos pueden cargarse para proporcionar energía durante las horas nocturnas.  Sin embargo, cabe señalar que la tecnología aún tiene un largo camino antes de que esto sea posible.  Actualmente, los investigadores indican que la capacitancia de aproximadamente 50 ladrillos proporcionaría suficiente energía solo para iluminación de emergencia durante hasta 5 horas.

Para lograr esta hazaña, los investigadores consideraron la estructura inherente de los ladrillos, observando que son bastante porosos.  Para convertirlos en supercondensadores, los ladrillos fueron recubiertos/inyectados con PEDOT (un polímero conductor), lo que esencialmente transforma al ladrillo en una esponja de energía.

Este tipo de soluciones, cuando se combinan con un impulso continuo y concertado hacia la energía sostenible, permitirán a la humanidad revertir el daño que se está causando a la Tierra y asegurar un futuro más verde.

Fabricación Aditiva

Al mirar al futuro de la construcción, hay más que solo los materiales utilizados.  También hay que considerar los procesos.  Con esto en mente, uno de los avances más prometedores y potencialmente revolucionarios que cambiará la forma en que construimos es la fabricación aditiva, también conocida como ‘impresión 3D’.
ICON es una empresa particularmente notable a observar, ya que sus productos/servicios son más que una idea de alto potencial; ya están siendo puestos en práctica.  En un ejemplo, una comunidad de 100 viviendas compuesta por casas impresas en 3D por ICON ya está en marcha en Georgetown, Texas.  En otro, y quizás más emocionante, ICON fue premiada con un premio de $57,2 M de la NASA para desarrollar un ‘sistema de construcción para la superficie lunar’.  Sí, ICON está desarrollando los sistemas que permitirán la habitabilidad de la Luna y más allá en estructuras impresas en 3D.
https://youtu.be/anBl7HEo5pY

La promesa detrás de las casas impresas en 3D es tal que empresas como ICON ya han atraído una financiación sustancial de inversores visionarios.  Tras su última ronda de capital, ICON cuenta ahora con aproximadamente $451,5 M en financiación.

ICON no es la única empresa que imprime casas en 3D.  Otras, como Alquist, están aprovechando el proceso para crear vivienda asequible con el objetivo de “elevar a las comunidades económicamente deprimidas y desatendidas al reducir el costo de la construcción”

Mirando Hacia el Futuro

El año es 2033.  Si todo ha salido según lo planeado, habrá personas que salgan de su casa impresa en 3D, reforzada con varilla de cáñamo y autorreparable, que se alimenta por la noche mediante una pasarela de ladrillos cargada durante el día, y miren al cielo nocturno.  Allí, verán puntos de luz provenientes de vastas constelaciones de satélites, desplegados mediante cohetes reutilizables que también están entregando cargas útiles de material para la primera estructura que se construirá en la Luna.