La innovación prospera cuando nos detenemos a observar, cuestionar y reimaginar el mundo a nuestro alrededor, convirtiendo los desafíos en oportunidades de progreso. La naturaleza, en particular, sirve como una rica fuente de inspiración. Al observarla, estudiar sus desafíos cotidianos y contemplar los procesos existentes, podemos descubrir ideas valiosas que inspiran soluciones innovadoras.
Uno de estos desafíos actuales en el mundo es la producción de concreto, un material antiguo y extremadamente popular. También es responsable de una parte significativa de las emisiones globales de CO2 debido al proceso intensivo en energía de la producción de cemento y las reacciones químicas involucradas. Se estima que la producción de concreto es responsable de aproximadamente el 8% de las emisiones anuales de CO2 del mundo, bombeando 11 millones de toneladas de CO2 a la atmósfera todos los días, lo que representa el 8% de las emisiones anuales de CO2 y consume el 9% del agua industrial anual del mundo. Además de esto, tenemos una proyección de que el stock de construcción mundial se duplique para 2060, el equivalente a construir una ciudad entera de Nueva York cada mes durante los próximos 36 años, lo que significa una demanda increíblemente creciente de cemento y hormigón. ¿Podemos hacer algo frente a este escenario desalentador? En este artículo, hablamos con Loren Burnett, CEO de Prometheus Materials, que ha desarrollado un material imitando los procesos naturales para recrear el concreto tal como lo conocemos.
El viaje hacia la creación del material comenzó con una iniciativa del Departamento de Defensa de los Estados Unidos para encontrar materias primas sostenibles y fácilmente disponibles para la construcción en entornos con recursos limitados. Cuatro profesores de la Universidad de Boulder, en Colorado, desarrollaron durante cinco años el proceso de utilizar microalgas como material de construcción. Es decir, en lugar de crear una nueva materia prima, cultivaron una. Estos profesores, junto con Loren Burnett, cofundaron Prometheus Materials en 2021 y continúan desempeñando roles de consultoría activa en la empresa.
Loren explica que el proceso se inspira en la naturaleza, aprovechando específicamente las notables capacidades de las microalgas que ocurren naturalmente, los mismos microorganismos que se encuentran en lagos, ríos, océanos y estanques de peces. Dentro de biorreactores llenos de agua, estas microalgas se estimulan para producir clorofila con la ayuda de diodos emisores de luz estratégicamente colocados. Infundida con nutrientes e ingredientes naturales, el agua facilita la formación de carbonato de calcio a través de un proceso conocido como biomineralización. En esencia, esto es similar a la creación natural de conchas y arrecifes de coral, pero lo aprovechamos y aceleramos a un nivel en el que se convierte en la materia prima de nuestra producción de bio-cemento de carbono cero altamente eficiente. "Cuando se mezcla con agregado, el bio-cemento forma un bio-concreto de carbono cero con propiedades mecánicas, físicas y térmicas comparables o superiores al concreto a base de cemento Portland. Nuestro proceso evita las operaciones intensivas en carbono involucradas en la fabricación y transporte del cemento tradicional y secuestra el carbono incorporado de las microalgas y la biomineralización. Otra característica esencial de nuestra solución es que prácticamente toda el agua utilizada en la producción se devuelve a la tierra."
El agregado utilizado en el bio-concreto se explora localmente, con énfasis en la incorporación de materiales reciclados siempre que sea posible. El concreto tiene un rendimiento impresionante en varios parámetros en comparación con el tradicional. Loren Burnett destaca: "Nuestro bio-concreto de carbono cero es entre un 15% y un 20% más ligero en peso, lo que proporciona ventajas tanto económicas como ambientales, y su resistencia a la compresión rivaliza con la del concreto tradicional, mientras que su resistencia a la flexión es de 3 a 4 veces mayor... La resistencia de unión de nuestro material tiene un Módulo de Ruptura (MOR) de 660-990 PSI en comparación con los 200-325 PSI del concreto tradicional, por lo que somos 3 veces mejores en esta categoría. Esto reduce la necesidad de refuerzo de acero en algunas aplicaciones."
Además de sus logros estructurales, el concreto Prometheus supera los requisitos de rendimiento de ASTM y supera al concreto tradicional con un coeficiente de relación de ruido (NRC) de 0.60 en comparación con 0.05 cuando se trata de propiedades acústicas. El material también se destaca en el aislamiento térmico, reduciendo la transmisión térmica en un 90% en comparación con el concreto tradicional, lo que reduce el carbono operativo y elimina el carbono incorporado.
La empresa ha recibido rondas de financiamiento que han permitido la construcción de nuevas instalaciones de fabricación piloto y producción, así como la expansión del equipo. Actualmente, la empresa está refinando sus productos de bio-cemento y bio-concreto de carbono cero, al tiempo que introduce ofertas innovadoras como unidades de albañilería de bioblock de carbono cero. Mirando hacia el futuro, la empresa espera un crecimiento significativo, así como la diversificación de su línea de productos, explorando variaciones de biocementos y bio-concretos y licenciando su tecnología a los fabricantes existentes, con un fuerte compromiso de causar un impacto global sustancial en la reducción de carbono.
En la inauguración de la Bienal de Arquitectura de Chicago, la oficina Skidmore, Owings & Merrill (SOM) presentó Bio-Block™ Spiral, en colaboración con Prometheus. SOM diseñó una instalación en espiral de biobloques que invita a los visitantes a explorar el mercado de Fulton. Con bloques de construcción rotados para crear aberturas y extremos plisados para realzar la estructura, la instalación resalta la simplicidad de la construcción con bloques y mortero al mismo tiempo que demuestra la versatilidad de la forma del biobloque. Esto tiene el potencial de reducir las emisiones globales de CO2 hasta en un 8% cuando se implementa a escala. Si bien se somete a pruebas de rendimiento continuas y ahora está disponible para proyectos seleccionados, ofrece un reemplazo sostenible para las unidades de mampostería de concreto comúnmente utilizadas en la construcción contemporánea. La espiral marca un hito importante para avanzar en la adopción de este material ecológico y abordar la crisis climática.
Esencialmente, el énfasis de Prometheus está en combatir el cambio climático y al mismo tiempo satisfacer las crecientes demandas del sector de la construcción. En un mundo donde las emisiones globales de CO2 continúan aumentando, el compromiso de lograr una reducción significativa, con el objetivo de alcanzar el estatus de carbono negativo, ejemplifica la dedicación a un futuro más sostenible. Para concluir, Burnett calcula que "actualmente, se emiten alrededor de 53 gigatoneladas de CO2 anualmente en todo el mundo, y ese número está aumentando, no disminuyendo. Nuestro objetivo general en Prometheus Materials es, con el tiempo, reducir las emisiones de CO2 en una gigatonelada o más por año".
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