Difícil imaginar el mundo tal y como es hoy sin cemento. Y difícil imaginar el mundo del mañana con cemento si sus fabricantes no logran solucionar algunos de sus retos más acuciantes, como reducir las enormes emisiones de CO2 que deja su producción. En la Universidad de Drexel, EEUU, han decidido afrontar otro de sus grandes desafíos: su mantenimiento. Allí un grupo de científicos acaba de crear un aditivo que permite crear hormigón "autorreparable", capaz de actuar de una forma similar a cómo lo hace nuestra piel cuando nos cortamos.
Su nombre: BioFiber.
Retocando la fórmula. Eso es básicamente lo que han hecho el doctorando Mohammad Houshmand y sus colegas de la Universidad de Drexel: replantearse la composición del cemento para que sea capaz de regenerarse a sí mismo, igual que lo hace nuestra piel cuando nos herimos. Para ser más precisos, lo que ha logrado el equipo de Houshmand es desarrollar un novedoso aditivo para hormigón que permite que luego las estructuras fabricadas con este material se "auto reparen" y las grietas se "curen" de forma autónoma. ¿Cómo? Con endosporas.
Mohammad Houshmand, en el laboratorio.
BioFiber al rescate. Los investigadores de la Universidad de Drexel han bautizado la nueva tecnología como BioFiber, una palabra que resume bien su esencia y composición. El aditivo se compone de una fibra central rodeada de una vaina de hidrogel que contiene a su vez "esporas bacterianas latentes" y encerradas en una capa exterior polimérica. Houshmand y su equipo las han diseñado para que actúen como dispositivos listos para salir al rescate de las estructuras.
"Cuando se forma una grieta en el hormigón y se rompe la BioFiber, el agua penetra y hace que el hidrogel se hinche y sus bacterias produzcan carbonato de calcio, que sella la grieta y cura el daño en el hormigón", explica la universidad. Los investigadores han descrito el proceso de forma detalla en un artículo publicado en Construction and Building Materials. En sus páginas aseguran haberse "inspirado en la naturaleza" y describen las tres partes de sus biofibras: un núcle pensado para soportar cargas, una vaina de hidrogel cargada con endosporas y un revestimiento de polímero diseñado para responder a los daños.
Objetivo: regenerarse a sí mismo. Sus autores reivindican que BioFiber otorga al hormigón tres capacidades: "Autocuración, control de crecimiento de grietas y capacidad de respuesta a los daños". Todo para que las estructuras de hormigón resulten más "sostenibles" y eficientes. Al permitir que las columnas, pistas, paredes… se reparen a sí mismos, el nuevo aditivo extiende su vida útil y reduce la necesidad de reparaciones, con el ahorro de costes que eso implica.
En Drexel incluso van más allá y aseguran que esa menor factura llegará acompañada de una menor demanda de materiales, generación de residuos y las emisiones de gases contaminantes que exige movilizar camiones y maquinaria.
Combinando disciplinas. "Explorar la interacción entre la ciencia de los materiales, la microbiología y los procesos de fabricación garantizó el éxito de la tecnología", presume Houshmand. Sobre sus resultados prácticos, el artículo de Construction and Building Materials muestra que, 30 horas después de activarse, cada BioFiber había generado entre 40 y 80 miligramos de carbonato de calcio, el compuesto que utiliza para sellar las fracturas abiertas en el hormigón New Atlas sostiene que el aditivo de Drexel repara grietas en cuestión de uno o dos días
Una carrera ambiciosa. El equipo de Houshmand no es ni mucho menos el primero en perseguir el ambicioso sueño de crear un hormigón con capacidades auto regeneradoras. Una meta parecida se han planteado en DARPA, la agencia de investigación avanzada del Departamento de Defensa de EEUU, la misma a la que debemos en parte el desarrollo de Internet, el GPS o los drones. El organismo tiene un programa llamado BRACE que aspira elaborar un hormigón autorreparable.
Inspirándose en los hongos. Los expertos de DARPA también han decidido emular a los organismos vivos, aunque con un enfoque distinto. La inspiración la han logrado de los sistemas vasculares de los humanos y las vastas redes de hongos filamentosos, que pueden extenderse por amplias superficies. "Podrían aportar una red de transporte para la regeneración en las profundidades del material y reparar grietas antes de que lleguen a la superficie y causen fallos", explica.
Imágenes: Wikipedia (Westxtk), Drexel Engineering (X) y Drexel AIM Lab
En Xataka: C-Crete quiere ser la alternativa sostenible al hormigón. Su estrategia: fabricarlo sin usar cemento
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