El hogar de los gusanos marinos inspira una construcción sostenible basada en biopolímeros

La arquitectura es un invento de la naturaleza. Basta pensar en los nidos de las cigüeñas, los panales de abeja o los termiteros. En el mundo submarino también hay estructuras como los arrecifes que crecen hasta alcanzar el tamaño de verdaderas ciudades. Una de las estructuras más desconocidas en ese sentido son las colonias de Phragmatopoma califórnica, comúnmente denominado gusano de tubo. Estas criaturas gregarias fabrican pequeños tubos con granos de arenas y trozos de conchas que, de forma colectiva, pueden ocupar el tamaño de una mesa de salón. Ahora unos investigadores se han inspirado en esas “urbanizaciones” submarinas para crear un nuevo material de construcción con una baja huella de carbono y basado en biopolímeros.    

¿Qué es un biopolímero?

Antes de proseguir, ¿en qué consisten exactamente los biopolímeros? Un biopolímero es una sustancia natural que forma largas cadenas o estructuras en la vida orgánica, como en los seres vivos. Está constituido de unidades más pequeñas llamadas monómeros, que se unen para crear estas cadenas. Un ejemplo común de un biopolímero es el ADN. La celulosa, las proteínas y la quitina serían otras de sus modalidades más comunes. Los biopolímeros son importantes en la biología y la química porque desempeñan un papel fundamental en muchas funciones vitales de los organismos.

En los últimos años se está estudiando el potencial de los biopolímeros con diversas aplicaciones. Estas son algunas de las más prometedoras:

• Materiales de construcción sostenible, incluyendo paneles y materiales estructurales.
• Adhesivos y selladores para la construcción y reparaciones.
• Aislamientos térmicos y acústicos que mejoran la eficiencia energética.
• Recubrimientos biodegradables para fachadas de edificios.
• Componentes de construcción como tuberías y perfiles.

Biopolímeros para una construcción más sostenible

En la naturaleza el Phragmatopoma califórnica utiliza un biopolímero para fabricar tubos de hasta quince centímetros que serán su hogar para el resto de su vida. Estos gusanos recurren a granos de arena y trozos de conchas que aglutinan por medio de una secreción que les confiere una gran resistencia. Precisamente ese componente es el que han estudiado los investigadores de la Academia de las Ciencias de China para crear un biopolímero sostenible.

El equipo de científicos, que ha publicado sus hallazgos en la revista Matter, constató que el gusano de tubo emplea una sustancia basada en proteínas catiónicas y aniónicas lo que le permite crear estructuras de gran solidez. Naturalmente, claro está, ese es uno de los requisitos fundamentales de la construcción. Hasta ahora el hormigón era imbatible en ese sentido, pero producir cemento es un proceso intensivo en términos de consumo de energía. A su vez, los materiales de construcción fabricados con biopolímeros y procesos de biomineralización suelen ser más frágiles. ¿Cómo salir de este atolladero?

Los investigadores han creado un biopolímero con carga positiva y negativa de manera similar al composite de los gusanos marinos. Técnicamente, esto significa que se puede aglutinar los materiales más dispares, incluyendo arena, guijarros, residuos minerales  y otros similares para producir un material de construcción a baja temperatura y con la presión atmosférica normal.

Como materia prima han utilizado quitina y alginato, componentes renovables presentes en crustáceos y algas, respectivamente. El proceso de solidificación se completó en el plazo de cuarenta y ocho horas, con una resistencia similar al hormigón tradicional no reforzado. Otra de las ventajas del material es su fácil reciclaje, ya que basta molerlo e hidratarlo para crear un nuevo mortero.  Según los investigadores, todo esto redunda en que el uso de este biopolímero ofrezca una huella de carbono muy reducida y contribuya a una construcción más sostenible.

Si, aparte de estos biopolímeros, quieres saber más sobre materiales de construcción sostenibles, te recomendamos que eches un vistazo a este artículo sobre hormigón reforzado con residuos de zanahoria y remolacha. Otro de los frentes en los que se están haciendo avances de interés es la producción de hormigón autorreparable. Por último, la biomimética está abriendo la puerta a estructuras con mayor eficiencia energética o ventilación optimizada, como es el caso de este material inspirado en los termiteros del que hablamos recientemente.

Fuentes:

• TechXplore
• Matter