La urgente necesidad de reducir la huella de carbono en nuestras edificaciones y construcciones se ha convertido en un imperativo global en la lucha contra el cambio climático.
El sector de la construcción es responsable de aproximadamente el 40% de las emisiones de carbono a nivel mundial, lo que lo convierte en un área crítica para la implementación de soluciones ecointeligentes.
En este contexto, surge el concepto de material de construcción viviente (Living Building Material o LBM, por sus siglas en inglés) como una propuesta revolucionaria que promete transformar la manera en que concebimos y construimos nuestros espacios habitables.
El material de construcción viviente representa un paradigma completamente nuevo en la industria de la construcción, tratándose de un material que incorpora organismos vivos, generalmente microorganismos como bacterias o algas, en su composición.
Estos organismos no sólo forman parte integral del material, sino que también desempeñan funciones activas que contribuyen a su rendimiento y durabilidad. El LBM se basa en la idea de que los edificios pueden ser más que estructuras inertes, llegando a ser sistemas vivos que interactúan con su entorno y evolucionan con el tiempo.
Este concepto innovador de los materiales vivos está profundamente arraigado en los principios del diseño sostenible, especialmente en lo que se refiere a la biomímesis o biomimetismo. La biomímesis es un enfoque que busca emular las estrategias y soluciones que la naturaleza ha desarrollado a lo largo de millones de años de evolución para resolver problemas de diseño e ingeniería.
En el caso del LBM, se inspira en cómo los organismos vivos construyen y mantienen sus estructuras, como los arrecifes de coral o los nidos de termitas, que son ejemplos sobresalientes de arquitectura natural sostenible y adaptativa.
Los orígenes del material de construcción viviente se remontan a la intersección de varias disciplinas, incluyendo la biología sintética, la ingeniería de materiales y la arquitectura sostenible, comenzando a tomar forma el concepto a principios de la década de 2010, cuando investigadores de diversas instituciones comenzaron a explorar la posibilidad de integrar organismos vivos en materiales de construcción tradicionales como el hormigón.
Uno de los pioneros en este campo es el Dr. Wil Srubar, de la Universidad de Colorado Boulder (EEUU), quien junto con su equipo ha desarrollado un hormigón vivo utilizando cianobacterias.
Estas bacterias fotosintéticas se mezclan con arena y un gel que les proporciona nutrientes, y cuando se exponen a la luz y al dióxido de carbono, las bacterias producen carbonato de calcio, el mismo compuesto que se encuentra en las conchas marinas y que actúa como un aglutinante natural, fortaleciendo la estructura del material.
Otro ejemplo en este sentido es el desarrollo de materiales autorreparables como el trabajo desarrollado por investigadores de la Universidad de Delft (Países Bajos) han creado un hormigón que contiene bacterias capaces de reparar grietas.
Cuando se forma una grieta en el hormigón, las bacterias se activan al entrar en contacto con el agua y el oxígeno, produciendo carbonato de calcio que sella la grieta. Esta capacidad de autoreparación no sólo prolonga la vida útil de las estructuras, sino que también reduce la necesidad de mantenimiento y reparaciones, disminuyendo así el consumo de recursos y la generación de residuos.
La evolución del LBM ha sido rápida y prometedora, pues desde los primeros experimentos con bacterias productoras de carbonato, el campo se ha expandido para incluir una variedad de organismos y aplicaciones.
Por ejemplo, investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han desarrollado un material vivo utilizando la bacteria E. coli genéticamente modificada, pudiendo este material detectar toxinas en el ambiente y cambiar de color para alertar a los ocupantes del edificio.
Las aplicaciones del material de construcción viviente son diversas y en constante expansión. Se están desarrollando LBM capaces de absorber contaminantes del aire, mejorando la calidad del aire interior y exterior. Por ejemplo, investigadores de la Universidad de Toronto (Canadá) han creado un revestimiento vivo para edificios que utiliza algas para capturar dióxido de carbono y producir oxígeno, funcionando esencialmente como un pulmón verde para las ciudades.
En el ámbito de la eficiencia energética, los LBM están mostrando un potencial significativo, desarrollándose materiales que pueden regular la temperatura de los edificios de manera pasiva, inspirados en cómo ciertos organismos mantienen su temperatura corporal. Estos materiales podrían reducir drásticamente la necesidad de sistemas de climatización, grandes consumidores de energía en los edificios.
La integración de LBM en la construcción también está abriendo nuevas posibilidades en términos de diseño sostenible, Los arquitectos están explorando cómo estos materiales vivos pueden cambiar la forma y la función de los edificios a lo largo del tiempo como es el caso de fachadas que crecen y se adaptan a las condiciones climáticas cambiantes, o estructuras que evolucionan para satisfacer la evolución de las necesidades de sus ocupantes.
Un ejemplo fascinante de la aplicación del LBM en la arquitectura es el proyecto Growing Pavilion presentado en la Dutch Design Week en 2019. Esta estructura temporal fue construida utilizando materiales de base biológica, incluyendo paneles hechos de micelio (la red de raíces de los hongos), demostrándose tanto la viabilidad de utilizar materiales vivos en la construcción como servir como un poderoso símbolo de la arquitectura sostenible del futuro.
Así, la contribución del material de construcción viviente a la descarbonización del sector de la construcción se puede dar de distintas formas. En primer lugar, muchos LBMs tienen la capacidad de secuestrar carbono activamente durante su vida útil. Las bacterias y algas incorporadas en estos materiales pueden absorber CO2 del aire y convertirlo en biomasa o carbonato de calcio, efectivamente transformando los edificios en sumideros de carbono.
Además, la producción de LBM generalmente requiere menos energía y genera menos emisiones que los materiales de construcción tradicionales como el cemento y el acero. Por ejemplo, la producción de cemento es responsable de aproximadamente el 8% de las emisiones globales de CO2. En contraste, los LBM pueden producirse a temperatura ambiente utilizando procesos biológicos de bajo impacto.
La durabilidad y la capacidad de autoreparación de muchos LBM también contribuyen a la reducción de emisiones a largo plazo. Al prolongar la vida útil de las estructuras y reducir la necesidad de mantenimiento y reemplazo, estos materiales disminuyen la demanda de nuevos materiales de construcción y las emisiones asociadas con su producción y transporte.
Sin embargo, el camino hacia la implementación generalizada de los LBM no está exento de desafíos. Uno de los principales obstáculos es la escalabilidad.
Mientras que los experimentos de laboratorio han demostrado resultados prometedores, la producción de LBM a escala industrial aún presenta dificultades técnicas y logísticas. Además, la integración de organismos vivos en los materiales de construcción plantea preguntas sobre la estabilidad a largo plazo y la seguridad biológica que deben abordarse.
Otro desafío importante es la regulación, pues los códigos de construcción y las normas de seguridad actuales no están diseñados para materiales vivos y en evolución, por lo que será necesario desarrollar nuevos marcos regulatorios que puedan evaluar y certificar la seguridad y el rendimiento de los LBM.
A pesar de estos desafíos, el potencial de los materiales de construcción vivientes para revolucionar la industria de la construcción y contribuir significativamente a la descarbonización del sector es innegable, y a medida que la tecnología avance y se superen los obstáculos iniciales, es probable que veamos una adopción cada vez mayor de estos materiales innovadores.
El futuro de la construcción sostenible con LBM es fascinante y lleno de posibilidades. Imagina ciudades donde los edificios no sólo proporcionen refugio, sino que también limpien el aire, generen energía y se adapten a las necesidades cambiantes de sus habitantes. Edificios que, en lugar de ser consumidores pasivos de recursos, sean participantes activos en los ecosistemas urbanos.
La investigación en curso está explorando nuevas fronteras en el campo de los LBM. Por ejemplo, se están desarrollando materiales que pueden cambiar de forma en respuesta a estímulos ambientales, inspirados en las plantas que se mueven hacia la luz solar. Estos materiales podrían permitir la creación de edificios que se ajustan automáticamente para maximizar la eficiencia energética o protegerse contra condiciones climáticas extremas.
Otra área prometedora es la integración de LBM con tecnologías habilitadoras digitales (THD), como la inteligencia artificial (IA). Esto podría dar lugar a edificios inteligentes (smart buildings) en un sentido completamente nuevo, capaces de monitorizar y responder a su entorno de manera autónoma, optimizando continuamente su rendimiento y sostenibilidad.
En conclusión, el material de construcción viviente representa un salto sustancial en nuestra forma de pensar sobre la arquitectura y la construcción, ya que, al fusionar la biología con la ingeniería y el diseño sostenible, los LBM ofrecen una vía prometedora para crear edificios que no sólo minimizan su impacto ambiental, sino que activamente contribuyen a la salud de nuestro Planeta.
La transición hacia una industria de la construcción basada en LBM requerirá una colaboración sin precedentes entre biólogos, ingenieros, arquitectos, urbanistas y legisladores. También exigirá un cambio en nuestra percepción de lo que un edificio puede y debe ser. Sin embargo, a medida que enfrentamos los desafíos urgentes del cambio climático y la degradación ambiental, esta transformación no solo es deseable, sino necesaria.
El material de construcción viviente nos invita a reimaginar nuestras ciudades no como colecciones de estructuras inertes, sino como ecosistemas vivos que respiran, desafiándonos a ver los edificios no como productos terminados, sino como entidades en evolución que crecen, se adaptan y contribuyen positivamente a su entorno. En última instancia, los LBM nos ofrecen la posibilidad de construir un futuro donde nuestras creaciones estén en armonía con la naturaleza, en lugar de en oposición a ella.
A medida que avanzamos hacia este futuro, es crucial mantener una mentalidad abierta y un enfoque interdisciplinario. La innovación en el campo de los LBM a menudo surge de conexiones inesperadas entre disciplinas aparentemente dispares. Por lo tanto, fomentar la colaboración entre campos diversos y apoyar la investigación fundamental será clave para desbloquear todo el potencial de estos materiales revolucionarios.
En última instancia, el éxito de los materiales de construcción vivientes dependerá no solo de los avances tecnológicos, sino también de nuestra voluntad colectiva de adoptar nuevas formas de construir y habitar nuestro mundo. A medida que nos enfrentamos a los desafíos ambientales del siglo XXI, los LBM nos ofrecen una herramienta poderosa para reimaginar nuestra relación con el entorno construido y crear un futuro más sostenible y resiliente para las generaciones venideras.
