Biomateriales y su lugar en la industria de la construcción

El término biomateriales se usa para describir materiales de construcción Derivados de organismos vivos, como plantas, animales y hongos. El creciente conocimiento sobre microbiología y técnicas de biología sintética está permitiendo la entrada al mercado de biomateriales innovadores.

Con el construcción responsable del 40% de las emisiones globales de CO2, la responsabilidad recae en la industria de realizar cambios drásticos para mejorar su sostenibilidad. Se están creando nuevos biomateriales utilizando productos de desecho y microbios para resolver estos problemas ecológicos, siendo la madera o los materiales de origen vegetal sumideros netos de carbono. Los biomateriales que se están explorando para su uso en la industria de la construcción Son diversos y variados, cada uno tiene como objetivo resolver un problema diferente dentro de la industria.

Los biomateriales tienen el potencial de proporcionar materiales de construcción con los siguientes beneficios:

• Captura y almacenamiento de carbono extraído del CO atmosférico.₂ por fotosíntesis reciente
• Producción sostenible mediante cultivos anuales o como bosques con un ciclo de cosecha más largo.
• Biodegradabilidad al final de su vida. (La descomposición controlada dentro de un digestor anaeróbico produciría tanto fertilizante orgánico como biometano para suministrar energía)
• Coeficientes lineales de expansión térmica bajos o casi nulos.
• Propiedad de controlar la temperatura y la humedad en espacios cerrados mediante cambios de fase del agua en las células.
• Alta difusividad del vapor y dispersión de vapor 'fickiana'
• Generalmente alta capacidad calorífica específica.
• Baja difusividad térmica
• A menudo, buenas relaciones rendimiento-peso.
• Más Bajo energía encarnada. 

Concreto: ¿hay mejores opciones?

Podría decirse que el material más utilizado en la industria de la construcción es también uno de los más insostenibles. El hormigón, que constituye la columna vertebral de la mayoría de... infraestructura, produce cantidades asombrosas de carbono. Se estima que alrededor de Se producen 10 mil millones de toneladas de hormigón. Cada año, el cemento (elemento principal en la mezcla del hormigón) representa el 8% del consumo anual. las emisiones de carbono en todo el mundo y utilizando alrededor del 10% del agua potable mundial, según Dosier.

Si bien el hormigón y el cemento no son materiales sosteniblesLa industria de la construcción no va a dejar de usarlo de la noche a la mañana. Para abordar este hecho, hay muchas empresas que están... diseño y producir alternativas al cemento Portland tradicional, en un intento de reducir su impacto positivo en el entorno empresarial.

Una de esas empresas es Basilisco, que están en el proceso de llevar al mercado “hormigón reparable” mediante la incorporación de bacterias especiales productoras de piedra caliza en el hormigón. Cuando las bacterias entran en contacto con el agua, como cuando la humedad entra por una grieta, las esporas se activan, lo que provoca el crecimiento de los microorganismos. Las esporas bacterianas son extremófilos resistentes, capaz de soportar el calor, la sequía y el frío durante años dentro del hormigón.

Al prolongar la vida útil del hormigón, Basilisk puede reducir la cantidad total de hormigón utilizado, lo que lo hace más sostenible. A pesar del mayor coste inicial del hormigón autorreparable, Verde Basilisk está trabajando para convencer a la industria de que los ahorros a largo plazo en mantenimiento bien valen la pena.

“Podemos reducir los refuerzos de contracción hasta en un 50%. Eso significaría que si añadimos cinco kilos de Basilisk a la mezcla de hormigón podremos ahorrar hasta 30 kilos de combustible por metro cúbico”. dijo Marc Brants, gerente de cuentas y marketing de la firma. 

Otra empresa es biomasón, una empresa con sede en Estados Unidos que cultiva cemento a través de un proceso biológico con un bajo la huella de carbono de este pack fue reducida unSu tecnología de biocemento crece a temperatura ambiente, construyendo con carbono y calcio para crear un cemento estructural controlado. El cemento Portland es un material de hidrato de silicato de calcio que originalmente proviene de la liberación de carbono de la piedra caliza mediante un calentamiento intensivo, emitiendo dióxido de carbono como subproducto. El “biocemento” biomasón Es un proceso inverso, donde el carbono y el calcio se combinan para producir un material calizo formado biológicamente. Esto significa que altas temperaturas y combustibles fósiles no son necesarios en su proceso y sus materiales utilizan carbono como componente básico.

Micelio

El micelio forma parte de la estructura de las raíces de los hongos y también se está explorando de diversas formas para su uso en el sector de la construcción.

Biohmios, una empresa con sede en el Reino Unido, está desarrollando actualmente un producto basado en micelio. aislamiento Panel. Una ventaja clave del micelio es que puede cultivarse en residuos agrícolas y es biodegradable. Además, contiene quitina, un retardante de fuego natural.

“Lo que estamos viendo es construir sobre esta idea de circularidad... si tuviéramos que recuperar el material, podríamos descomponerlo y luego volver a ponerlo en el proceso de crecimiento cuando hagamos crecer el panel de micelio. Esto es algo con lo que también estamos experimentando”.

práctica de londres estudio explosivo ha desarrollado un método para imprimir en 3D con vida micelio y lo usó para formar una columna que podría ser cosechada para champiñones antes de servir como elemento estructural del edificio. La columna se construyó mezclando micelio con una materia prima de tazas de café de desecho recolectadas en todo Londres y alimentándola en una extrusora en frío hecha a medida, similar a la que se usa para la impresión 3D con arcilla. estudio explosivo está trabajando para ampliar la tecnología para imprimir un pabellón y en el futuro espera construir todo edificios. Cofundadora Paola Garnousset Saiy esto podría permitir efectivamente ciudades para cultivar de sus propios desechos mientras proporcionan alimento a sus habitantes.

Cáñamo

Darshil Shah, quien apareció en Episodio 15 del podcast Voces Constructivas, Trabaja con cáñamo como biomaterial. El cáñamo puede capturar el carbono atmosférico con el doble de eficacia as PARA LOS BOSQUES AMENAZADOS Al mismo tiempo, proporciona biomateriales carbono-negativos. Numerosos estudios estiman que el cáñamo es uno de los mejores convertidores de CO2 a biomasa. El cáñamo industrial absorbe entre... 8 a 15 toneladas de CO2 por hectárea de cultivo. Esta planta de rápido crecimiento se cultiva desde hace miles de años por sus fibras, que tradicionalmente se utilizaban para cuerdas, textiles y papel. Hoy en día se utiliza cada vez más para fabricar bioplásticos, materiales de construcción y biocombustibles.

En una entrevista con dezeen, Shah dice:

"Las fibras fuertes y rígidas que forman el exterior del vástago se pueden utilizar para producir productos bioplásticos, incluidas piezas de automóviles e incluso palas de turbinas eólicas y paneles de revestimiento".

Darshil Shah

"Con los paneles de revestimiento de bioplástico de cáñamo descubrimos que son una alternativa adecuada a los paneles de aluminio, plástico bituminoso y acero galvanizado, ya que su producción requiere sólo entre el 15 y el 60 por ciento de la energía". Las agramizas, que son la parte interior leñosa del tallo, se pueden utilizar para hacer "hempcrete", un material aislante y de relleno para muros sin carga.

El cáñamo también se está investigando como material de construcción en el Rensselaer Polytechnic Institute en Estados Unidos, donde han inventado una alternativa a las barras de refuerzo de acero fabricadas con cáñamo. No sólo reducirá la cantidad de emisiones de carbono, sino que, según afirman, evitará el problema de la corrosión.

El acero está sujeto a corrosión y oxidación, especialmente en estructuras como puentes, carreteras, malecones y edificios y áreas con entornos con alta concentración de sal, lo que reduce significativamente su vida útil. En entornos altamente corrosivos, a menudo se utilizan barras de refuerzo de polímero reforzado con fibra de vidrio (PRFV), que tienen una alta impacto medioambiental.

Si la corrosión ya no era un factor, el equipo de Rensselaer Polytechnic Institute Creo que la vida útil de las barras de refuerzo será tres veces mayor de lo que es ahora. Por lo tanto, este aumento de la vida útil reducirá aún más las emisiones de carbono.

Si bien su barra de refuerzo de cáñamo es una alternativa viable a los productos existentes actualmente, esperan que la tecnología sea aún más eficiente en el futuro a medida que se refinen los procesos de extracción y se desarrollen plantas para su fibra.

Aunque desde hace tiempo existe interés en desarrollar nuevos biomateriales para la construcción, la industria de la construcción es conservadora y se rige en gran medida por los precios, lo que significa que la aceptación ha sido lenta. Sin embargo, la creciente demanda de sostenibilidad por parte de los consumidores ha aumentado el interés en estas innovaciones, lo que ha dado lugar a un entorno más competitivo para los materiales de construcción. Obtenga más información sobre las innovaciones y las prácticas dentro de este tema con formación en sostenibilidad aquí.

¿Cuál de estos materiales vas a empezar a utilizar en tus proyectos?