Reducir el impacto climático de la construcción con ladrillos de algas

El cemento, el ingrediente aglutinante esencial del hormigón, los ladrillos y el mortero, es una pesadilla climática. Para hacerlo, calienta piedra caliza y arcilla a temperaturas extremadamente altas utilizando combustibles fósiles que contaminan el carbono. Eso desencadena un proceso químico, que también libera enormes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera. El proceso es tan intensivo en carbono y el cemento se usa tanto que representa alrededor del 8% de las emisiones globales de CO2. Dado que se prevé que el stock de edificios del mundo se duplique para 2060, los defensores del clima están desesperados por que los materiales alternativos lleguen al mercado rápidamente.

Una fábrica en Longmont, Colorado, puede tener la respuesta. A fines de este año, comenzará a producir ladrillos de concreto hechos no de cemento, sino de algas. Prometheus Materials, que se formó en 2021 a partir de un proyecto de investigación en la Universidad de Colorado, toma microalgas que normalmente se encuentran en lagos o estanques y las cultiva en biorreactores. Añaden aire, para que las algas puedan alimentarse del dióxido de carbono que contiene, así como del agua de mar y la luz de las lámparas LED. Eso permite que las algas produzcan una sustancia similar al cemento capaz de unir arena con grava o piedra para hacer concreto. El método imita el proceso natural a través del cual los organismos forman arrecifes de coral duro y conchas marinas.

Está previsto que los ladrillos a base de algas estén disponibles comercialmente en 2023. Fueron diseñados en asociación y parcialmente financiados por la firma de arquitectura estadounidense Skidmore, Owings & Merrill (SOM), conocida por crear el Burj Khalifa en Dubái y Nueva York. Un World Trade Center.

La fabricación de ladrillos actualmente emite una décima parte del CO2 de la producción convencional de bloques de hormigón, según el director ejecutivo de Prometheus Materials, Loren Burnett. Cuando la empresa termine de instalar paneles solares para alimentar su planta de fabricación, ese proceso será neutro en carbono y, en tres años, negativo en carbono, según Burnett. "Prácticamente no se emite CO2 durante el proceso y en realidad secuestramos CO2", dice. "Porque las algas lo absorben a través de la fotosíntesis, y luego incrustamos esas algas en nuestros materiales de construcción".

El cronograma de producción de Prometheus lo coloca cerca de la vanguardia de un movimiento para reemplazar los materiales de construcción convencionales intensivos en carbono, como el acero y el hormigón, con materiales derivados de plantas y otros organismos. El sector de los llamados materiales de "base biológica" todavía está en pañales. Pero los partidarios dicen que tiene el potencial de transformar la industria de la construcción de uno de los mayores emisores del mundo, responsable del 11% de las emisiones de CO2, a un absorbente de carbono. Es decir, de villano climático, a parte de la solución.

Usar la naturaleza en la construcción no es nada nuevo. La gente ha estado tomando las plantas y la materia orgánica que crece a su alrededor y convirtiéndola en estructuras durante miles de años. Desde Sudáfrica hasta Inglaterra y Afganistán, la paja se ha mezclado durante mucho tiempo con tierra y agua para hacer mazorca. El bambú fuerte y de rápido crecimiento es un elemento clave de gran parte de la arquitectura tradicional en el este de Asia. Y la madera ha conservado su popularidad histórica en muchos países, con el 90 % de las casas nuevas en los EE. UU. aún construidas con estructuras de madera. En las últimas décadas, los activistas ambientales han presionado para que esos materiales absorbentes de carbono se conviertan en la norma en los hogares y la construcción a pequeña escala.

Pero construir a gran escala con materiales naturales ha resultado difícil (aunque algunos rascacielos de madera de alto perfil están apareciendo en algunas ciudades). Por lo tanto, los científicos están desarrollando una nueva generación de materiales de origen orgánico lo suficientemente fuertes y versátiles para reemplazar el acero y el hormigón con alto contenido de carbono. Para estimular esos esfuerzos, en junio, el Departamento de Energía de EE. UU. anunció $39 millones en subvenciones para 18 proyectos que trabajan en "tecnologías que pueden transformar edificios en estructuras netas de almacenamiento de carbono". El equipo de la Universidad de Colorado detrás de los ladrillos de algas es uno de los destinatarios. Otro beneficiario está trabajando en un material de aislamiento a base de hongos que se puede usar para reacondicionar casas. Un tercero quiere agregar microbios a la madera para crear un material "vivo" "con la fuerza del acero".

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Solo un puñado de nuevos materiales de base biológica han llegado al mercado ya: bioMason, una empresa con sede en Durham, Carolina del Norte, que alimenta bacterias con calcio y CO2 para generar un biocemento, actualmente vende baldosas en EE. UU. y Europa. Mientras tanto, la empresa biotecnológica holandesa Basilisk vende hormigón que contiene bacterias productoras de piedra caliza, así como una mezcla que se puede aplicar a los edificios existentes, lo que permite que el hormigón se recupere por sí mismo de las grietas, lo que reduce la necesidad de demoliciones y reconstrucciones innecesarias.

La mayoría de las empresas que desarrollan materiales de base biológica se enfrentan a los mismos desafíos que otras tecnologías respetuosas con el medio ambiente: todavía luchan por ampliar los éxitos de laboratorio a una escala comercial, a costos que pueden competir con las alternativas que contaminan con carbono. Algunos también necesitan descubrir cómo obtener grandes volúmenes de la materia orgánica que eligieron sin competir por la tierra con la industria agrícola, los proyectos de restauración de la naturaleza y las energías renovables.

Pero Brant Coletta, socio de SOM, que trabajó con Prometheus para diseñar sus ladrillos, afirma que la "fácil escalabilidad" de la tecnología fue el principal atractivo para la firma de arquitectura. Inicialmente, Prometheus cultivará sus algas, que pueden duplicar su volumen cada cuatro a seis horas, en su planta de Colorado, para producir su material similar al cemento, convertirlo en ladrillos y enviarlos a los clientes. Dentro de 18 meses, comenzarán a enviar una versión seca y liviana del biocemento, para que los clientes puedan convertirlo en ladrillos, sin equipos costosos ni personal altamente capacitado.

Para convencer a Coletta de ese último punto, uno de los cofundadores de Prometheus le envió algunos ladrillos por correo junto con fotos de sus hijos pequeños haciéndolos en su patio trasero. "El control de calidad probablemente no fue el más fuerte en eso, pero demuestra cómo este es un producto que puede abrirse camino en el mercado global", dice Coletta.

La certificación de seguridad de los ladrillos de algas de Prometheus, por parte de la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales, debería estar completa para fin de año, junto con la construcción de la planta de fabricación, según Burnett. Él dice que la planta comenzará inmediatamente a producir "decenas de miles" de ladrillos y aumentará rápidamente a una cantidad "significativa", aunque no revelará los volúmenes proyectados, citando razones comerciales. Burnett también se negó a compartir el precio final de los ladrillos antes de que comience la producción y la empresa pueda estar segura de sus costos. "Nuestro objetivo es que nuestros bloques no reciban ninguna prima verde", dice.

Incluso si el costo de los ladrillos resulta ser comparable a los bloques de hormigón convencionales, puede tomar algunos años a los arquitectos y desarrolladores confiar en que "se desempeñarán y tendrán un impacto de costo limitado o nulo en los proyectos", dice Coletta. No hay muchos datos sobre la prevalencia de los materiales de origen orgánico en la industria de la construcción. Incluso en los Países Bajos, que se ha convertido en un centro de prácticas de construcción sostenible en los últimos años, los expertos dicen que alrededor del 3% de los materiales utilizados son de base biológica.

Pero SOM, que se presenta a sí misma como líder en arquitectura ecológica y desea brindar a los clientes opciones bajas en carbono, agregará los ladrillos a su lista de materiales tan pronto como se complete la certificación de seguridad. "Hemos tenido clientes que vienen y nos ven trabajando en esto y dicen que lo quieren en su proyecto de inmediato", dice Coletta. "Es difícil para mí hacer retroceder a mis equipos de diseño".

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