Un nuevo material desarrollado en Suiza combina impresión 3D y bacterias para crear estructuras que absorben CO₂ como si fueran árboles.
Las cianobacterias, también llamadas algas verdeazules, son microorganismos fotosintéticos que existen desde hace más de 3.500 millones de años. A diferencia de otras bacterias, son capaces de realizar fotosíntesis, es decir, transformar luz solar, agua y dióxido de carbono (CO₂) en oxígeno y biomasa. En los últimos años, estas diminutas criaturas han despertado gran interés por su capacidad para absorber CO₂, el principal gas responsable del cambio climático.
Un equipo interdisciplinar del Instituto Federal de Tecnología de Zúrich (ETH Zurich), liderado por el profesor Mark Tibbitt, ha desarrollado un material vivo que literalmente respira. Se trata de una sustancia moldeable, imprimible en 3D, que alberga cianobacterias capaces de realizar fotosíntesis y absorber CO₂ del aire. La innovación ha sido publicada recientemente en la revista Nature Communications y representa un paso prometedor hacia edificios que actúan como sumideros de carbono.
El material base es un hidrogel, una sustancia gelatinosa con gran contenido de agua que sirve como hábitat para las cianobacterias. Este gel está compuesto por una red de polímeros especialmente diseñada para permitir el paso de luz, agua, nutrientes y CO₂, asegurando así que las bacterias puedan vivir, crecer y desempeñar su función fotosintética de forma eficiente.
Picoplanktonics en el Pabellón de Canadá de la Bienal de Venecia, por Living Room Collective. Fotografía de Luca Capuano. Cortesía de La Biennale di Venezia.
Pero lo realmente novedoso no es solo que el material sea capaz de generar biomasa, sino que también puede formar minerales que almacenan el carbono de manera más estable. Las cianobacterias, al realizar la fotosíntesis, modifican el entorno químico a su alrededor, provocando la formación de minerales como la cal (carbonato de calcio). Estos minerales quedan atrapados dentro del material, reforzando su estructura y proporcionando un almacenamiento de carbono más duradero que la biomasa vegetal.
En pruebas de laboratorio, este material ha demostrado ser capaz de absorber CO₂ durante más de 400 días, almacenando la mayor parte en forma mineral. En cifras, eso equivale a unos 26 miligramos de CO₂ por gramo de material, una cantidad notablemente superior a la de muchos otros métodos biológicos e incluso comparable con ciertos procesos químicos como la mineralización del hormigón reciclado.
Yifan Cui, uno de los autores principales del estudio y estudiante de doctorado en el equipo de Tibbitt, destaca que las cianobacterias son auténticas campeonas de la fotosíntesis: «Pueden utilizar incluso la luz más débil para transformar CO₂ y agua en biomasa». Además, la forma en que estas bacterias se organizan dentro del material permite una distribución eficiente de la luz y los nutrientes, gracias a técnicas de impresión 3D que maximizan la superficie expuesta.
Dalia Dranseike, coautora del estudio, añade que optimizaron la geometría del material para facilitar la entrada de luz y el movimiento pasivo de los nutrientes por capilaridad. Gracias a este diseño, las bacterias permanecen activas durante más de un año, lo que convierte al material en una solución potencialmente útil para aplicaciones a largo plazo.
El equipo de ETH Zurich ve este avance como una alternativa ecológica y de bajo consumo energético a los métodos químicos tradicionales de captura de carbono. Tibbitt sugiere que en el futuro estos materiales podrían usarse como revestimiento de fachadas de edificios, actuando como filtros de CO₂ durante toda la vida útil de la construcción.
Aunque aún queda camino por recorrer para su aplicación a gran escala, el concepto ya ha dado el salto del laboratorio a la arquitectura experimental. En la Bienal de Arquitectura de Venecia, la instalación Picoplanktonics presenta dos estructuras de gran formato impresas con este material vivo. Gracias al trabajo de la doctoranda Andrea Shin Ling, se logró escalar la producción del material hasta construir bloques que imitan troncos de árboles de tres metros de altura. Cada uno puede absorber hasta 18 kilos de CO₂ al año, una cifra comparable a la capacidad de un pino de 20 años en clima templado.
«La instalación es un experimento», dice Ling. «Hemos adaptado el pabellón de Canadá para proporcionar las condiciones de luz, humedad y temperatura necesarias para que las cianobacterias prosperen. Y ahora observamos cómo se comportan.» Durante la duración de la Bienal, el equipo supervisará y mantendrá la instalación diariamente.
Además, en la Trienal de Milán, otra instalación llamada Dafne’s Skin explora el potencial estético y funcional de estos materiales vivos. En ella, microorganismos forman una pátina verde sobre una estructura de madera cubierta de tejas, transformando el deterioro natural del material en una expresión artística de la captura de carbono. Este proyecto, creado en colaboración con el estudio MAEID y Dalia Dranseike, forma parte de la exposición We the Bacteria: Notes Toward Biotic Architecture.
Así, lo que antes parecía ciencia ficción –construir con organismos vivos capaces de secuestrar carbono– comienza a tomar forma en escenarios reales, demostrando que el futuro de la arquitectura podría ser tan verde como funcional.
REFERENCIA
Imágenes: Cortesía de La Biennale di Venezia.
