El cemento vivo proporciona una base sólida a la construcción sostenible
La urbanización, el envejecimiento de las infraestructuras y la creciente frecuencia de fenómenos como los terremotos, la erosión del suelo y los deslizamientos de tierra están impulsando la creciente necesidad de servicios de estabilización del terreno. Eso suele implicar mejorar la durabilidad y la resistencia al agua de los suelos inestables mediante la adición de ligantes químicos o el uso de maquinaria pesada para compactar el suelo. Estas soluciones distan mucho de ser ideales. Además, se requieren enormes cantidades de energía «in situ» para generar las altas presiones necesarias para inyectar agentes estabilizadores en el suelo. Además, las soluciones existentes a base de cenizas volantes, cal y cemento pueden causar daños irreversibles a las aguas subterráneas y a los ecosistemas del subsuelo.
Reparaciones de infraestructuras respetuosas con el medio ambiente
El proyecto CEBREWA(se abrirá en una nueva ventana), financiado por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana) (CEI), tenía como objetivo abordar una necesidad industrial clave: soluciones innovadoras de estabilización del suelo de origen biológico, listas para su comercialización, que sean eficaces y menos perjudiciales para el medio ambiente. El proyecto se basó en los avances revolucionarios logrados en otro proyecto financiado por el CEI denominado BIOGEOS, que patentó novedosas tecnologías de biocementación para obras civiles, geotécnicas y geoambientales. En lugar de agentes químicos, estas soluciones utilizan microorganismos para solidificar suelos sueltos y reparar materiales de construcción. «Lo que hacemos es aprovechar la formación de calcita mediada por organismos vivos para permitir que los suelos creen sus propios enlaces minerales, en vez de recurrir a ligantes sintéticos convencionales», explica la coordinadora del proyecto CEBREWA, Lyesse Laloui, directora del Laboratorio de Mecánica del Suelo(se abrirá en una nueva ventana) de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL). El proceso consiste en inyectar microorganismos seleccionados (o sus enzimas) en el suelo, donde producen carbonato cálcico a través de su actividad metabólica. Estos cristales de piedra caliza actúan como un cemento biológico, aglutinando el material circundante. El proyecto CEBREWA tenía como objetivo demostrar la validez de esta tecnología y acelerar la comercialización de soluciones listas para su aplicación industrial. «Evaluamos la tecnología desde la escala de los poros hasta la escala de campo», explica Laloui. «Para ello, utilizamos técnicas avanzadas de imagen, ensayos de laboratorio y modelización numérica. También utilizamos biorreactores a gran escala para producir microorganismos y llevamos a cabo ensayos de estabilización de taludes a escala real».
Eficacia del tratamiento y mejoras en la resistencia
El proyecto, de dieciocho meses de duración, demostró con éxito que la biocementación puede pasar de los estudios de laboratorio a aplicaciones relevantes para la ingeniería. Es más, los ensayos de campo revelaron que se puede lograr una mayor eficacia en el tratamiento y mejoras significativas en la resistencia. «El proyecto también proporcionó herramientas de diseño y seguimiento que facilitan la implantación de esta tecnología en aplicaciones como el control de la erosión, la mejora de la capacidad portante, la estabilización de taludes y el refuerzo de carreteras», añade Laloui. Los próximos pasos incluyen acelerar la implantación industrial mediante validaciones adicionales sobre el terreno, la certificación internacional (ISO y CE), la normalización y los procedimientos de control de calidad. «La tecnología ya se está transfiriendo a través de patentes y de la empresa derivada de la EPFL Medusoil(se abrirá en una nueva ventana) », señala Laloui. «El trabajo en curso se centra en ampliar los sistemas de producción, ampliar las aplicaciones e integrar la biocementación en las prácticas geotécnicas habituales».
Estabilización de suelos mediante biotecnología lista para el mercado
Laloui y su equipo creen que el mercado de esta solución biotecnológica de estabilización de suelos no hará más que crecer. Es probable que los fenómenos meteorológicos extremos aceleren la necesidad de reparar carreteras, vías férreas, terraplenes, embalses y presas. La creciente escasez de terrenos aptos para el desarrollo y la necesidad de ampliar las infraestructuras existentes para dar cabida a la creciente población en las zonas urbanas también exigen una mayor estabilización del terreno. «Nuestra ambición es conseguir que la mejora del terreno sea significativamente más baja en emisiones de carbono, menos invasiva y más respetuosa con el medio ambiente, sin comprometer el rendimiento técnico», concluye Laloui. «Los propietarios de infraestructuras, los contratistas, los organismos públicos y las comunidades expuestas a riesgos geológicos se beneficiarán de una nueva generación de tecnologías sostenibles de estabilización del terreno».