Este superhielo podría sustituir al hormigón en el Ártico

Un equipo israelí creó el BioPykrete, un hielo reforzado con proteínas y nanocelulosa que aguanta 10 veces más presión que el hielo convencional.

La fortaleza de la soledad, el refugio de Supermán en el Polo Norte, está hecho de hielo, pero, en realidad, el hielo es un material de construcción bastante malo.

En 1943, el gobierno británico estudió la posibilidad de construir un portaaviones de guerra hecho de hielo mezclado con serrín, un material al que llamaron Pykrete. El proyecto nunca llegó a materializarse, pero la idea de reforzar el hielo con materiales de origen vegetal ha resucitado ocho décadas después. Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén han creado el BioPykrete, un compuesto de hielo, nanocristales de celulosa y una proteína de diseño molecular que une ambos componentes con precisión atómica, obteniendo un material 10 veces más resistente que el hielo convencional y con propiedades mecánicas comparables a las del hormigón.

Una idea de la Segunda Guerra Mundial

Geoffrey Pyke, inventor y asesor científico del gobierno británico durante la Segunda Guerra Mundial, propuso fabricar portaaviones con Pykrete, una mezcla de hielo y pulpa de madera que resultaba sorprendentemente dura. La marina llegó a construir bloques de prueba y un prototipo a pequeña escala, pero el coste de mantener las estructuras congeladas y la llegada del fin de la guerra hicieron que el proyecto se abandonara antes de llegar al mar.

Los investigadores israelíes recuperaron ese principio y lo actualizaron. En lugar de serrín, utilizaron nanocristales de celulosa (CNC), partículas extraídas de la madera o de otras fuentes vegetales que miden entre 100 y varios cientos de nanómetros. Estos nanocristales poseen una rigidez excepcional para su tamaño, pero los intentos anteriores no lograban integrarlos de forma uniforme en la estructura del hielo y el resultado se desmoronaba de formas impredecibles.

La proteína que hace de puente entre el hielo y la nanocelulosa

La clave del BioPykrete está en una proteína quimérica desarrollada específicamente para este material. Los investigadores diseñaron una molécula llamada CBM3a-AFPIII con dos extremos funcionales en una sola cadena. Uno se une a las superficies de celulosa, y el otro se adhiere al hielo gracias a las propiedades de las proteínas anticongelantes presentes de forma natural en peces de aguas frías y en otros organismos que sobreviven en entornos bajo cero.

Al añadir esta proteína a la mezcla de hielo y nanocristales de celulosa, actúa como pegamento molecular entre ambos materiales. Los CNC se distribuyen de forma más uniforme entre los cristales de hielo y forman una red tridimensional que impide la propagación de grietas. Cuando el material sufre un impacto o una presión extrema, las grietas quedan confinadas en espacios del tamaño de los poros del compuesto. El resultado es un sólido que, en lugar de romperse bruscamente como el hielo normal, se deforma de manera progresiva y va absorbiendo la energía del impacto antes de ceder.

Más resistente y más difícil de romper que el hielo ordinario

Los ensayos mecánicos realizados con el BioPykrete muestran que su resistencia a la compresión es aproximadamente 10 veces superior a la del hielo ordinario, acercándose a los valores del hormigón convencional. Más notable aún resulta su comportamiento ante los impactos. El material aguanta 70 veces más energía que el hielo normal antes de romperse definitivamente, lo que lo convierte en un candidato serio para aplicaciones que exigen materiales tenaces y no solo duros.

La aportación de la proteína quimérica resulta determinante. Cuando se compara el BioPykrete completo con una mezcla de hielo y nanocristales sin proteína, la versión con proteína dobla la resistencia mecánica. Los nanocristales por sí solos mejoran las propiedades del hielo, pero la proteína multiplica el efecto de forma sustancial al mantenerlos en posición óptima e integrarlos con mayor eficacia en la red cristalina del agua congelada.

La nueva construcción ártica

Los autores señalan que el BioPykrete podría tener aplicaciones en construcción en zonas árticas y antárticas, donde el hielo es un recurso abundante y el transporte de materiales convencionales resulta costoso y con una elevada huella de carbono. Un material basado en hielo reforzado sería además biodegradable y de bajo impacto ambiental, dos características que los materiales de construcción tradicionales no pueden ofrecer en esas latitudes.

El propio equipo reconoce, con todo, que el trabajo se encuentra todavía en fase de demostración de concepto. Las muestras estudiadas son pequeñas y de laboratorio, y no se ha evaluado el comportamiento del material ante ciclos repetidos de congelación y descongelación, ni su durabilidad a largo plazo en condiciones reales de uso. El camino hasta una aplicación práctica es largo, pero el punto de partida es notable para un material cuyo ingrediente principal es, en esencia, agua congelada.

REFERENCIA

• Biomimetic Engineering of a Fortified Ice Composite with Enhanced Mechanical Properties. Adar C, Baron Y, Rofman B, Bar-Dolev M, Bahari L, Yashunsky V, Sirotinskaya V, Shoseyov O, Braslavsky I. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2026.

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