Los materiales de construcción vivos se pueden esculpir en una variedad de formas y tamaños. Crédito:CU Boulder College of Engineering &Applied Science
Los investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder han desarrollado un nuevo enfoque para diseñar edificios más sostenibles con la ayuda de algunos de los contratistas más pequeños que existen.
En un estudio que aparecerá el 15 de enero en la revista Importar , El ingeniero Wil Srubar y sus colegas describen su estrategia para usar bacterias para desarrollar materiales de construcción que vivan y se multipliquen, y que puedan generar una menor huella de carbono. arrancar.
"Ya utilizamos materiales biológicos en nuestros edificios, como la madera, pero esos materiales ya no están vivos ", dijo Srubar, un profesor asistente en el Departamento de Civil, Ingeniería Ambiental y Arquitectónica (CEAE). "Estamos preguntando:¿Por qué no podemos mantenerlos vivos y hacer que la biología haga algo beneficioso? ¿también?"
Todavía no puede comprar estos microorganismos torneados en ladrillos en su Home Depot local. Pero los investigadores dicen que su capacidad para mantener vivas sus bacterias con una alta tasa de éxito muestra que los edificios vivos podrían no estar muy lejos en el futuro.
Tales estructuras podrían, Un día, curar sus propias grietas, Aspire las toxinas peligrosas del aire o incluso brille cuando se lo ordene.
"El cielo es el límite de nuestra creatividad, "Dijo Srubar.
Lo mismo podría no ser cierto para los materiales de construcción más parecidos a cadáveres de hoy, que dijo que puede ser costoso y contaminante de fabricar:hacer el cemento y el concreto solo necesarios para las carreteras, puentes Los rascacielos y otras estructuras generan casi el 6% de las emisiones anuales de dióxido de carbono del mundo.
Solución de Srubar:contratar algunas bacterias.
En particular, él y sus colegas experimentaron con cianobacterias pertenecientes al género Synechococcus. En las condiciones adecuadas, estos microbios verdes absorben dióxido de carbono para ayudarlos a crecer y producir carbonato de calcio, el ingrediente principal de la piedra caliza y, resulta, cemento.
Para comenzar el proceso de fabricación, los investigadores inoculan colonias de cianobacterias en una solución de arena y gelatina. Con los ajustes adecuados, el carbonato de calcio producido por los microbios mineraliza la gelatina que une la arena y, presto, un ladrillo.
"Es muy parecido a preparar golosinas de arroz crujientes en las que se endurece el malvavisco añadiendo pequeños trozos de partículas duras, "Dijo Srubar.
Estos bloques, incorporando bacterias, son resistentes e incluso pueden multiplicarse, similar a los microbios en una placa de Petri. Crédito:CU Boulder College of Engineering &Applied Science
Como bono adicional, tales ladrillos realmente eliminarían el dióxido de carbono del aire, no bombearlo de nuevo.
Son duraderos también. En el nuevo estudio, el equipo descubrió que bajo una variedad de condiciones de humedad, tienen aproximadamente la misma resistencia que el mortero que utilizan los contratistas en la actualidad.
"Puedes pisarlo, y no se romperá " él dijo.
Los investigadores también descubrieron que podían hacer que su material se reprodujera. Corta uno de estos ladrillos por la mitad, y cada una de las mitades es capaz de convertirse en un nuevo ladrillo.
Cianobacterias fotosintéticas verdes que crecen y se mineralizan en el marco de arena-hidrogel. El material vivo tiene una resistencia similar a la del mortero a base de cemento. Crédito:Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Colorado en Boulder
Esos nuevos ladrillos son resistentes:según los cálculos del grupo, aproximadamente el 9-14% de las colonias bacterianas en sus materiales seguían vivas después de 30 días y tres generaciones diferentes en forma de ladrillo. Bacterias agregadas al concreto para desarrollar materiales autocurativos, a diferencia de, tienden a tener tasas de supervivencia inferiores al 1%.
"Sabemos que las bacterias crecen a un ritmo exponencial, "Srubar dijo." Eso es diferente a cómo nosotros, decir, Imprima en 3D un bloque o moldee un ladrillo. Si podemos cultivar biológicamente nuestros materiales, entonces podemos fabricar a una escala exponencial ".
Señala que hay mucho trabajo por hacer antes de que eso suceda. Las cianobacterias del equipo, por ejemplo, necesitan condiciones húmedas para sobrevivir, algo que no es posible en las regiones más áridas del mundo. Así que él y su equipo están trabajando para diseñar microbios que sean más resistentes a la desecación para que permanezcan vivos y funcionales.
Pero las posibilidades son grandes. Srubar imagina un futuro en el que los proveedores podrían enviar por correo sacos llenos de los ingredientes desecados para fabricar materiales de construcción vivos. Solo agrega agua, y las personas en el lugar podrían comenzar a crecer y dar forma a sus propios hogares microbianos.
"La naturaleza ha descubierto cómo hacer muchas cosas de una manera inteligente y eficiente, ", Dijo Srubar." Solo tenemos que prestar más atención ".
