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El equipo del Instituto Politécnico de Worcester desarrolló una tecnología revolucionaria capaz de sustituir el concreto convencional, utilizando una enzima encontrada en el cuerpo humano para transformar dióxido de carbono en estructuras sólidas altamente resistentes, reduciendo drásticamente el tiempo de curado para solo algunas horas y ofreciendo una solución viable para disminuir las emisiones globales de la construcción civil.
Investigadores de EE. UU. crean Material Estructural Enzimático con resistencia de 25,8 MPa y curado en horas para sustituir concreto convencional emitiendo 330 kg de carbono
Investigadores del Instituto Politécnico de Worcester desarrollaron el Material Estructural Enzimático, una alternativa de carbono negativo al concreto que transforma CO2 en activo estructural sólido, ofreciendo curado rápido y resistencia superior en la construcción.
Desarrollo y Eficiencia del Nuevo Material
Investigadores de EE. UU. crearon el Material Estructural Enzimático (ESM) como una alternativa ecológica al concreto. El material transforma dióxido de carbono en un activo estructural sólido con emisión negativa de carbón.
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El equipo liderado por Nima Rahbar, del Instituto Politécnico de Worcester, diseñó el ESM para sustituir materiales tradicionales. Puede ser utilizado efectivamente en aplicaciones comunes, como ladrillos de pared y losas.
El concreto convencional tarda alrededor de 28 días en curar totalmente en su forma final. En contraste, el ESM puede ser moldeado y finalizado en estructuras sólidas en cuestión de horas.
Rahbar afirma que el equipo desarrolló una alternativa práctica y escalable para el sector. El material no solo reduce las emisiones existentes, sino que también captura carbono activamente durante su proceso productivo.
Especificaciones Técnicas y Desempeño Estructural
El ESM presenta una resistencia media a la compresión de 25,8 MPa en pruebas realizadas. Este valor supera con creces los requisitos mínimos establecidos para el concreto estructural utilizado en la construcción civil moderna.
La producción tradicional de concreto emite aproximadamente 330 kg de carbono por metro cúbico fabricado. El nuevo material enzimático invierte esta lógica y secuestra 6,1 kg de carbono en el mismo volumen producido.
El material permanece estable y duradero incluso cuando se expone directamente al agua por largos períodos. Esta característica lo convierte en una alternativa viable y de larga duración para infraestructuras reales y exigentes.
El concreto convencional requiere calor intenso y quema de combustibles fósiles en hornos gigantescos. El ESM se crea en condiciones suaves, lo que reduce significativamente los costos de energía y mano de obra.
El Proceso Químico de la Enzima Biológica
El ingrediente central del ESM es la anhidrasa carbónica, una enzima encontrada en glóbulos rojos humanos. En el cuerpo, ayuda en la exhalación del dióxido de carbono y en la conversión de agua.
Esta enzima acelera la reacción entre el agua y el dióxido de carbono en un ambiente de laboratorio. El proceso genera rápidamente ácido carbónico que desencadena la formación de cristales sólidos de calcita.
Estos cristales actúan como un pegamento mineral natural en la matriz estructural de arena y carbono. El resultado es la creación de un material duradero y similar a la roca encontrada en la naturaleza.
El método imita la forma biológica en que la naturaleza construye conchas y arrecifes en el océano. El proceso atrapa efectivamente los gases de efecto invernadero dentro de un bloque de construcción sólido.
Impacto Ambiental y Perspectivas Futuras
El concreto es el material artificial más utilizado en la Tierra actualmente por la industria de la construcción. Su producción global es responsable por expresivos 8% de las emisiones totales de CO2 registradas en el planeta.
La industria global de cemento ocuparía el tercer lugar en emisiones si fuera una nación. Quedaría justo detrás solo de las dos mayores economías del mundo, EE. UU. y China.
Los investigadores buscan ampliar la producción y mejorar la resistencia para rascacielos de gran porte. El camino hacia la comercialización en ferreterías locales aún se considera largo por el equipo.
El trabajo futuro se centrará en la mejora de las propiedades mecánicas y la eficiencia ecológica del producto. El desarrollo continuo podría viabilizar aplicaciones estructurales reforzadas, manteniendo las emisiones de CO2 siempre reducidas.
Los resultados completos del estudio sobre el Material Estructural Enzimático fueron publicados en la revista Matter. El artículo detalla las propiedades mecánicas, la producción a gran escala y la durabilidad del material.
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