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Bioingeniería de «autorregeneración» para edificios sostenibles y una conservación inteligente del patrimonio

Los materiales de construcción como el cemento, el hierro y el acero tienen un enrome impacto en el medio ambiente. Mediante bacterias que brindan a los edificios propiedades de autorregeneración, el proyecto GEOHEAL ha encontrado una manera de ayudarnos a mantener y a reutilizar mejor los edificios actuales.

Tecnologías industriales

Con el paso del tiempo, la erosión y la presión cotidiana pueden generar daños y desgastes en los materiales geológicos que se utilizan en la construcción de edificios, lo que puede poner en peligro la seguridad y la integridad estructural de los edificios, así como reducir su atractivo estético. El mantenimiento regular consiste principalmente en aplicar en la superficie revestimientos, los cuales pueden limitar la capacidad de respirar del material y reducir su rendimiento a largo plazo. Asimismo, dichas actividades suelen limitarse a materiales específicos. El proyecto GEOHEAL, financiado con fondos europeos, examinó el potencial de algunos materiales para estimular automáticamente un proceso de regeneración que restaure, o incluso mejore, las características estéticas o estructurales. GEOHEAL, que se inspiró de la investigación sobre la mineralización de bacterias de calcita en el cemento, ha demostrado la mineralización en diferentes tipos de rocas. «Nuestra técnica mejora la durabilidad de los materiales tratados sin que parezca que ponga en peligro la “transpirabilidad” de los materiales, del mismo modo que algunos tratamientos químicos», afirma Mike Harbottle, coordinador y responsable del proyecto en la Universidad de Cardiff. El trabajo ya ha despertado el interés de los medios de comunicación, en particular del canal galés de la BBC, «Forbes», «The Engineer» y «New Civil Engineer». Además, ha permitido la participación en eventos de elaboración de políticas destinadas a la innovación en Gales (HEFCW) y en actividades de comunicación como La Noche Europea de los Investigadores.

Influir en el comportamiento estructural de los materiales de construcción porosos

Actualmente, se están investigando diversas tecnologías de autorregeneración para los materiales. «Utilizamos la mineralización microbiológica, un proceso natural que se presta bien a ser aplicado en la superficie de albañilería nueva o antigua», explica Harbottle. El equipo del proyecto GEOHEAL trabajó con materiales naturales, en particular caliza y arenisca, que son habituales en la construcción de patrimonio nuevo y antiguo. Es más, al ser poroso también puede sustentar una serie de microorganismos activos. El equipo utilizó una bacteria denominada «Sporosarcina ureae» que, además de producir carbonato cálcico (calcita) de protección, sobrevive en condiciones difíciles y largos periodos de tiempo en forma de esporas. La bacteria se mantiene latente en forma de espora hasta que se activa para producir calcita, la cual se mezcla con caliza y une los granos de arena en la arenisca. El mecanismo de activación puede ser tan sencillo como administrarle sus alimentos en el momento adecuado. El tratamiento se podría aplicar mediante pulverizadores, cepillos o cápsulas integradas en los poros, las cuales se rompen cuando la piedra está dañada. La capacidad de la bacteria para cambiar la microestructura de los materiales expuestos a la erosión se demostró en muestras de albañilería tomadas de la abadía de Tintern en Monmouthshire, Gales (Reino Unido). Los tratamientos biológicos no dañaron la estructura ni la afectaron estéticamente. Por ejemplo, el equipo descubrió que no había ninguna alteración de los colores que fuese detectable por el ojo humano. «En estas pruebas de laboratorio también encontramos pruebas de regeneración cíclica, en la que el sistema puede sobrevivir a las severas condiciones climáticas y reactivarse cuando se acciona», añade Magdalini Theodoridou, quien llevó a cabo la investigación con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie.

El uso sostenible de los materiales

El proyecto GEOHEAL ofrece un enfoque más respetuoso con el medio ambiente en cuanto a la construcción y la conservación, dado que no solo podría reducir la carga constante del mantenimiento, sino que también podría reducir la necesidad de nuevas construcciones al permitir la reutilización de las propiedades actuales. Además, se ha demostrado que podría usarse para reparar edificios dañados por proyectiles en zonas de conflicto. A pesar de que existen pruebas pilotos de dichas tecnologías en la etapa de desarrollo que han tenido éxito, aún no se han aplicado de forma generalizada. Sin embargo, dado que la investigadora actualmente está en el Hub for Biotechnology in the Built Environment (HBBE) del Reino Unido y participó en proyectos relacionados — RM4L y el proyecto financiado con fondos europeos SMARTINCS —, el equipo sigue trabajando en aplicaciones para la vida real. Además de las conversaciones con la industria de la construcción, el equipo se ha interesado en organizaciones como Cadw (el organismo galés de conservación del entorno histórico) y Highways England.

Palabras clave

GEOHEAL, materiales geológicos, edificios, construcción, erosión, mineralización de bacterias, calcita, cemento, patrimonio, bacteria, arenisca, caliza

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