Conoce las microalgas aplicadas al concreto, una forma de hacer biocemento

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22 Mayo 2024 Central Interactiva
[Central Interactiva]

Debido a las reacciones químicas involucradas en el proceso, la producción de concreto o cemento es responsable de bombear 11 millones de toneladas de CO₂ a la atmósfera todos los días, lo que representa el 8% de las emisiones anuales en el mundo, sin dejar de mencionar que esta producción también consume el 9% del agua industrial anual del planeta. Como una respuesta a este proceso que afecta al medio ambiente surgió el cemento a base de algas, un tipo de cemento sostenible que aprovecha las capacidades de las microalgas que se encuentran en lagos, ríos, océanos y estanques porque producen carbonato de calcio para la creación natural de conchas y arrecifes de coral. 

¿Qué es el biocemento?

El biocemento, cemento ecológico  o cemento verde es un material que combina la ingeniería civil con la biotecnología, pues, emplea microorganismos, en particular las algas, para endurecer y fortalecer el material. A este proceso se le conoce como biomineralización y se basa en su capacidad natural para precipitar minerales a partir de soluciones acuosas.

Las microalgas y las cianobacterias son los microorganismos más utilizados en la producción de biocemento por su capacidad para absorber dióxido de carbono durante la fotosíntesis, convirtiéndolas en una herramienta eficaz para reducir las emisiones de carbono de la industria. Las cianobacterias, también conocidas como algas azules-verdes, son particularmente eficaces porque secretan calcita, un mineral que endurece el material circundante y cuando se incorporan en el hormigón u otros materiales de construcción pueden fortalecerlos y mejorar su durabilidad con el tiempo. 

El biocemento utiliza dos mecanismos para conseguir y almacenar CO₂: por medio de la fotosíntesis, que es la absorción y almacenamiento de CO₂ durante el crecimiento de las algas y por medio de la mineralización de carbonatos en la que el CO₂ reacciona con un metal para crear un mineral durante el curado. Un dato interesante es que si se empiezan a utilizar este tipo de materiales biológicos en la construcción, por ejemplo en edificios altos, pueden funcionar como árboles, capturando CO₂, purificando el aire y regenerando el medio ambiente.

Las microalgas en la industria del cemento pueden ser empleadas de la siguiente manera:

  • En la elaboración de biocompuestos, materiales reforzados con fibras de origen biológico que se utilizan para la fabricación de elementos estructurales como paneles y vigas, siendo una alternativa sostenible a materiales convencionales como el acero o el cemento.
  • Como componente en la creación de bioplásticos que se emplean en la fabricación de materiales para revestimientos, acabados y elementos no estructurales.
  • Como sistema de filtración y purificación de la edificación, especialmente en el tratamiento de aguas residuales. Gracias a su capacidad para absorber contaminantes y nutrientes no deseados es aprovechada para mejorar la calidad del agua antes de ser liberada al entorno.

Ventajas de usar microalgas aplicadas al concreto 

  • Las microalgas pueden sobrevivir tanto en cuerpos de agua salada como dulce, por lo que se podrían cultivar en casi cualquier parte del mundo.
  • El cemento logra ser más ligero que el tradicional, entre un 15% y un 20%. 
  • Su resistencia a la flexión es de 3 a 4 veces mayor.
  • Reduce la transmisión térmica en un 90% en comparación con el concreto tradicional.
  • Tiene la capacidad de autorrepararse con el tiempo debido a la continua actividad de los microorganismos.
  • Cuenta con propiedades ignífugas.
  • Promete una gran resistencia a procesos de degradación microbiana gracias a la ausencia de proteínas en su estructura.
  • Puede utilizarse en una variedad de aplicaciones, desde la construcción de edificios y carreteras hasta la restauración de estructuras históricas. 

El equipo de la Universidad de Colorado Boulder, liderado por Will Surubar, a quien se le ocurrió que se podrían replicar las estructuras de los arrecifes de coral para producir piedra caliza para el cemento, ha observado en sus investigaciones que la producción de esta nueva fórmula de microalgas aplicadas al concreto podría ayudar a eliminar el 60 % de las emisiones asociadas con la fabricación de este material, por lo que se espera que sea una opción amigable con el medio ambiente que disminuya la contaminación del calor atmosférico atrapado.

Conclusión

La producción de concreto es una gran fuente de emisiones de CO₂ y consumo de agua industrial, pero el biocemento surge como una solución sostenible. Utilizando microalgas y cianobacterias, este material innovador no solo endurece y fortalece estructuras, sino que también reduce significativamente las emisiones de carbono gracias a su capacidad para absorber CO₂ durante la fotosíntesis y la mineralización de carbonatos. Además, el biocemento presenta beneficios adicionales como mayor ligereza, resistencia, capacidad de autorreparación, y propiedades ignífugas, convirtiéndose en una alternativa prometedora para la construcción ecológica y la restauración de estructuras.

 

Referencias

Arquitectura sostenible. (2023, 25 de septiembre). El biocemento y otros usos de las algas como material de construcción. Arquitectura sostenible. https://arquitectura-sostenible.es/biocemento-algas/

Econova Institute of Architecture and Engineering. (s.f.). Biocemento con Algas: Una Innovación Ecológica para la Construcción Sostenible. Econova Institute of Architecture and Engineering. https://econova-institute.com/biocemento-con-algas-una-innovacion-ecologica-para-la-construccion-sostenible/#:~:text=Las%20algas%20son%20uno%20de,la%20industria%20de%20la%20construcci%C3%B3n.

Mora, G. (2023, 26 de octubre). Creado con microalgas y menos emisiones de CO2, así es el nuevo bioladrillo que jubila al hormigón. Arquitectura y diseño. https://www.arquitecturaydiseno.es/pasion-eco/creado-microalgas-y-8-menos-emisiones-co2-asi-es-nuevo-bioladrillo-que-jubila-hormigon_9384

Romero, S. (2022, 20 de julio). Las ciudades del futuro podrían construirse con este cemento hecho con algas. El Confidencial. https://www.elconfidencial.com/medioambiente/empresa/2022-07-20/cemento-construccion-microorganismos-co2_3457313/

Souza, E. (2023, 10 de octubre). ¿Es posible cultivar cemento? Prometheus Materials y la transformación del hormigón. Arch Daily. https://www.archdaily.mx/mx/1007859/es-posible-cultivar-cemento-prometheus-materials-y-la-transformacion-del-hormigon

Vázquez, A. (2022, 18 de julio). Investigadores usan algas para ‘cultivar’ cemento de construcción. INVES Investigación y Desarrollo. https://invdes.com.mx/ciencia-ms/investigadores-usan-algas-para-cultivar-cemento-de-construccion/

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