Desarrollan un hormigón biológico para construir fachadas "vivas" con líquenes, musgos y otros microorganismos

Los investigadores de la Universidad Politécnica de Catalula (UPC) Sandra Manso, Ignacio Segura y Antonio Aguado han desarrollado un tipo de hormigón biológico con capacidad para que crezcan organismos pigmentados de manera natural y acelerada. El material, que está ideado para fachadas de edificios u otras construcciones en climas mediterráneos, ofrece ventajas medioambientales, térmicas y ornamentales respecto a otras soluciones de construcción similares.

Los investigadores del Grupo de Tecnología de Estructuras estudian el nuevo tipo de hormigón biológico a partir de dos materiales a base de cemento. El primero de ellos es el hormigón convencional carbonatado (basado en cemento Portland), con el cual obtienen un material de un pH del entorno de 8. El segundo material está fabricado con un cemento de fosfato de magnesio (MPC, del inglés Magnesium-Phosphate Cement), conglomerante hidráulico que no requiere ningún tratamiento para reducir el pH, puesto que este es ligeramente ácido.

El cemento de fosfato de magnesio se ha utilizado anteriormente como material de reparación por su propiedad de rápido fraguado. Además, también se ha empleado como biocemento en el ámbito de la medicina y la odontología, lo cual indica que no tiene un impacto medioambiental adicional.

La innovación de este novedoso hormigón (multicapa vertical) es que se comporta como un soporte biológico natural para el crecimiento y desarrollo de determinados organismos biológicos, concretamente ciertas familias de microalgas, hongos, líquenes y musgos. Una vez patentada la idea, el equipo investiga la mejor manera para favorecer el crecimiento acelerado de este tipo de organismos en el hormigón. El objetivo de la investigación es conseguir acelerar el proceso natural de colonización, obteniendo un aspecto atractivo en no más de un año.

La idea es también que las fachadas construidas con el nuevo material muestren una evolución temporal mediante cambios de coloración en función de la época del año, así como de las familias de organismos predominantes. En este tipo de construcción se evita la aparición de otros tipos de vegetación para impedir que sus raíces echen a perder el elemento constructivo.

Tres capas de material
Para obtener el hormigón biológico se han modificado, además del pH, otros parámetros que influyen en la bioreceptividad del material, como por ejemplo la porosidad y la rugosidad superficial. El resultado obtenido es un elemento multicapa, es decir, un panel que, además de una capa estructural, consta de otras tres capas más: la primera de ellas es una capa de impermeabilización situada sobre la anterior, la cual sirve de protección ante el paso del agua hacia la capa estructural para evitar que pueda deteriorarse.

La siguiente es la capa biológica, la cual permitirá la colonización y permitirá la acumulación de agua a su interior. Actúa como microestructura interna, favorece la retención y dirige la expulsión de la humedad; puesto que tiene capacidad para captar y almacenar el agua de la lluvia, esta capa facilita el desarrollo de los organismos biológicos.

Finalmente, la última se basa en una capa de revestimiento, la cual será discontinua y hará la función de impermeabilización inversa. Esta capa permitirá la entrada del agua de la lluvia y evitará su pérdida; de este modo, se redirigirá la salida del agua allá donde interesa obtener crecimiento biológico.

Reducción de CO2
El nuevo material, que tiene aplicaciones diversas, ofrece ventajas de tipo medioambientales, térmicos y estéticos, según el equipo investigador. Desde el punto de vista medioambiental, permite absorber y, por lo tanto, reducir el CO2 de la atmósfera, gracias al recubrimiento biológico.

A la vez, tiene capacidad para captar la radiación solar, lo cual permite regular la conductividad térmica en el interior de los edificios en función de la temperatura lograda. El hormigón biológico funciona no solo como material aislante y regulador térmico, sino también como alternativa ornamental, de forma que sirve para decorar la fachada de edificios o la superficie de construcciones con diferentes acabados y tonalidades cromáticas; está pensado para colonizar áreas determinadas, sin necesidad de cubrir toda una misma superficie, y con variedad de colores. La idea es crear una pátina de materia como cobertura biológica o pintura “viva”.

Por otro lado, también ofrece la posibilidad de usos en zonas ajardinadas, como elemento decorativo y de integración paisajística y sostenible de elementos constructivos, para conseguir una mayor integración de éstos con el entorno.

Rehabilitación de patrimonio arquitectónico
El material comporta un nuevo concepto de jardín vertical no solo para edificios o elementos de nueva construcción, sino también para rehabilitar los existentes. A diferencia de los sistemas actuales de fachadas vegetadas y jardines verticales, el nuevo material plantea un crecimiento biológico sobre el mismo material soporte; por lo tanto, no necesita complejas estructuras portantes y permite seleccionar la zona de la fachada en la que se quiere obtener crecimiento biológico.

Las fachadas vegetadas y los jardines verticales se basan en la utilización de un sustrato vegetal contenido en algún tipo de recipiente, o bien mediante cultivos totalmente independientes de sustrato, como por ejemplo los cultivos hidropónicos. Pero requieren complejos sistemas auxiliares al propio elemento constructivo (capas de material) e incluso estructuras adyacentes de tipo metálico o plástico que comportan complicaciones asociadas a cargas adicionales, así como reducción de luminosidad y reducción del espacio circundante del edificio. El nuevo hormigón “verde” consigue el crecimiento directo de los organismos a partir del conjunto multicapa.

La investigación ha dado fruto a una tesis doctoral elaborada por Sandra Manso, doctora por la Universidad Politécnica de Cataluña y doctora de Ingeniería Civil por la Universidad de Gante. Actualmente, “estamos trabajando con algunas empresas como Escofet 1886, Construction Chemicals (España e Italia) y la empresa de prefabricados italiana Manini Prefabbricati para ver su viabilidad comercial y, en caso afirmativo, continuar con la investigación del desarrollo”, afirma Manso.

Premio a la Innovación Construmat 2015
La feria Beyond Building Barcelona-Construmat 2015 celebró, entre los pasados días 19 y 23 de mayo, la 16ª edición de sus Premios a la Innovación y Sostenibilidad en la Construcción, para la que se han presentado 139 soluciones dirigidas a la edificación de obra nueva y rehabilitación, ingeniería civil y urbanismo, ideas y proyectos innovadores o para proyectos sociales. El hormigón biológico de Sandra Manso, Ignacio Segura y Antonio Aguado ha sido galardonado con el Premio a la Idea o Proyecto Innovador Construmat 2015, compitiendo contra otros cuatro proyectos, entre ellos, el medidor de huella de carbono desarrollado por el Ayuntamiento de l’Hospitalet de Llobregat o la solución de Biprocel que transforma residuos celulósicos para aglomerar paneles destinados a la construcción.

“Siempre es una alegría y más cuando llevamos casi cinco años trabajando en esto. Este premio supone reconocer todo nuestro esfuerzo, apoyar que la construcción sea más sostenible y que las ciudades, integrando más elementos naturales, también lo sean”, concluye Manso.

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Si desea ampliar esta información podrá hacerlo con el artículo que sobre este tema publicaremos en el próximo número de la revista CIC Arquitectura y Sostenibilidad (CIC523).