HORMIGÓN
PARA FACHADAS VIVAS
Imagen: Simulación de una fachada vegetal Crédito: UPC
El Grupo de
Tecnología de Estructuras de la Universidad Politécnica
de Cataluña ha desarrollado y patentado un tipo de hormigón biológico, con
capacidad para que crezcan en él 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 científicos
crearon este 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 se obtiene 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 había 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) resultante 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.
Fachadas que cambian de color con las estaciones
Una vez
patentada la idea, el equipo investiga ahora 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.
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 la acumulación de agua
en 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.
Ventajas
ecológicas
El nuevo
material, que tiene aplicaciones diversas, ofrece ventajas de tipos
medioambientales, térmicos y estéticos, según el equipo investigador, de la Escuela de Caminos,
encabezado por Antonio Aguado y formado también por Ignacio Segura y Sandra
Manso.
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 sólo 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 estos con el entorno.
Jardines
verticales
El material
comporta un nuevo concepto de jardín vertical no sólo 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.
Patente y comercialización
La
investigación ha dado fruto a una tesis doctoral que está elaborando Sandra
Manso. Actualmente se está llevando a cabo la campaña experimental
correspondiente a la fase de crecimiento biológico, que se realizará a caballo
entre la UPC y la Universidad de Gent
(Bélgica).
Esta investigación ha contado con el apoyo del profesor Antoni Gómez-Bolea, de la Facultad de Biología de la Universitat de
Barcelona, quien ha hecho aportaciones en el ámbito de crecimiento biológico
sobre materiales de construcción.
Actualmente, la
innovación está en vías de obtener la patente y la empresa catalana ESCOFET 1886 S.A., fabricante de paneles de hormigón arquitectónico y de
mobiliario urbano, ya se ha mostrado interesada en comercializar el material.
HORMIGÓN
A BASE DE CENIZAS
Imagen: Mulalo Doyoyo muestra el hormigón de cenizas – crédito de la foto Georgia Tech
Cada año, las plantas
que generan energía a partir del carbón, las fábricas de acero y otras
instalaciones energéticas e industriales producen millones de toneladas de
desperdicios, la mayor parte de ellos en forma de ceniza resultante de
diferentes procesos de combustión. Un ingeniero de la Escuela de Ingeniería
Civil y Ambiental del Instituto Tecnológico de Georgia ha ideado un sistema que
aprovecha estas cenizas para crear un nuevo material equiparable al hormigón.
Mulalo Doyoyo es el responsable de este
desarrollo, al que ha llamado Cenocell, y que ofrece una serie de
características muy interesantes, tales como mucha resistencia y ligereza.
Además, este “hormigón” tiene la peculiaridad de que se hace sin cemento, a
diferencia del hormigón convencional, lo que lo hace más ecológico.
Su creador considera
que el nuevo material tiene una gran cantidad de posibilidades y ventajas,
tales como una buena resistencia al fuego y su capacidad para aislar. Asimismo,
este material “verde” podría reemplazar al hormigón, a la madera y a otros
materiales en muchas aplicaciones no sólo en la construcción, sino también en
el transporte o en el campo aeroespacial.
“Gestionar
la ceniza que genera la combustión de carbón es un problema para el mundo”, comenta Doyoyo en un comunicado. “Usándolo
para aplicaciones reales, nuestro proceso puede convertir la ceniza en una
materia prima útil en lugar de un producto de desecho. Asimismo, tiene la
potencialidad de crear una industria en nuevos tipos de trabajo en zonas del
mundo donde son muy necesarias”
Ceniza que vuela
La ceniza que vuela
está compuesta de pequeñas partículas extraídas de los gases de combustión de
los sistemas de control de la polución. La mayor parte de esas partículas debe
quedar dispuesta como un producto de desecho, aunque ciertos tipos de cenizas
pueden ser usadas para reemplazar una porción del cemento usado en el hormigón
convencional.
El Cenocell, producido a partir de ceniza en una
reacción de productos químicos orgánicos, no requiere cemento ni otros
ingredientes, como tierra o rocas, usados para fabricar el hormigón. Por otro
lado tampoco requiere un largo periodo para que adquiera su máxima resistencia.
Este
hormigón está considerado ya como un material respetuoso con el medio ambiente,
sobre todo porque para su elaboración no hace falta generar dióxido de carbono
ni gases de efecto invernadero, como ocurre con el hormigón convencional. El
material es una alternativa real al hormigón, dice su creador, sobre todo a
nuevos tipos de hormigón.
Sus densidades pueden oscilar entre 0.3 y 1,6 y
el material puede ser fabricado para soportar presiones superiores 3.200 kilos
por pulgada. Estas propiedades son controladas eligiendo el tamaño adecuado de
las partículas de ceniza, la composición química y el tiempo de endurecimiento,
que puede ir de tres a veinticuatro horas.
“Las aplicaciones son muy amplias en términos de
textura, propiedades, comportamiento y usos” comenta
Doyoyo.“Sus posibilidades son enormes”. Así, sostiene que sería un buen material para infraestructuras, ya que
tiene la posibilidad de funcionar como barrera para el fuego o para el ruido.
Además, puede formar parte de pavimentos impermeables y reemplazar al hormigón
o la madera en construcciones residenciales o comerciales
El Cenocell es más ligero que el más ligero de
los hormigones. En el sector aeroespacial, por ejemplo, podría aplicarse como
un revestimiento muy ligero resistente al calor. Debido a razones competitivas,
este ingeniero no ha revelado la composición exacta de este material. Lo único
que ha adelantado es que en el proceso se mezclan cenizas y productos químicos
orgánicos. La reacción química produce espuma que, a su vez resulta en una
“papilla” gris que se parece a la masa del pan. Después, se da forma al
material y se caliente en el horno a unos 100 grados Celsius hasta conseguir la
resistencia deseada.
Un material homogéneo
A diferencia del
hormigón, que es el resultado de una mezcla de materiales unidos gracias
elementos químicos, el Cenocell es un material homogéneo. Su tamaño y
resistencia depende tanto del tiempo de endurecimiento como del tamaño de las
partículas de ceniza usadas para su elaboración. Con estos datos, su creador
asegura que podría ser fabricado a razón de 50 dólares por kilómetro cúbico.
Doyoyo y su equipo de
investigadores sólo ha creado una pequeña cantidad de muestras para su testeo.
Han llegado a un acuerdo, sin embargo, con una empresa que fabrica hormigón
para producir más cantidad y seguir con las pruebas. Su fabricación a gran
escala podría llevarse a cabo con el mismo equipamiento usado en la actualidad
para producir algunos tipos de hormigón.
“Nos estamos centrando mucho en la industria de la
construcción”, dice Doyoyo. “Si este material llega a ser usado para
construir estructuras, se ahorrará mucha energía en calefacción y aire
acondicionado porque tiene unas buenas propiedades aislantes”.
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