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¿Te imaginas un material que no solo reduce el dióxido de carbono (CO2) del aire, sino que también produce biomasa y minerales? Investigadores del ETH Zurich han dado un paso impresionante en la lucha contra el cambio climático al desarrollar un material vivo que captura CO2 de la atmósfera. Este innovador material combina cianobacterias en un gel imprimible, y es el resultado de una colaboración entre expertos de diferentes disciplinas, con la meta de crear soluciones que aprovechen el metabolismo de microorganismos.
Un enfoque innovador en la captura de carbono
El equipo de investigación, liderado por el profesor Mark Tibbitt, ha logrado integrar cianobacterias en un gel que facilita la impresión 3D. Este material vivo no solo crece, sino que también elimina activamente el carbono del aire. Tibbitt señala: «Este material podría ayudar a almacenar CO2 directamente en los edificios en el futuro». Lo mejor de todo es que su crecimiento solo requiere luz solar, agua de mar artificial y nutrientes, lo que lo convierte en una solución sostenible y accesible.
Una de las características más sorprendentes de este material es su capacidad para almacenar más CO2 del que produce a través de su crecimiento orgánico. Gracias a las cianobacterias, no solo se genera biomasa, sino que también se producen carbonatos sólidos, creando así un sumidero de carbono adicional. Yifan Cui, uno de los autores principales del estudio, explica que estas cianobacterias son altamente eficientes en la fotosíntesis, utilizando incluso la luz más tenue para transformar CO2 y agua en biomasa.
Resultados prometedores de las pruebas de laboratorio
Las pruebas de laboratorio han mostrado resultados impresionantes: el material puede seguir capturando CO2 durante un período de 400 días, acumulando aproximadamente 26 miligramos de CO2 por gramo. Esto no solo supera muchas metodologías biológicas, sino que también es comparable a la mineralización química del concreto reciclado. El hidrogel que contiene las cianobacterias permite el transporte de luz, CO2, agua y nutrientes, asegurando que las células se distribuyan de manera uniforme dentro del material.
Para maximizar la vida útil y eficiencia de las cianobacterias, el equipo ha implementado procesos de impresión 3D que aumentan la superficie, mejoran la penetración de luz y promueven el flujo de nutrientes. Dalia Dranseike, coautora del estudio, destaca: «Hemos creado estructuras que permiten la penetración de luz y distribuyen pasivamente el líquido nutritivo a través del material». Gracias a este diseño, las cianobacterias encapsuladas han sobrevivido de manera productiva más de un año, un logro significativo en la investigación sobre materiales vivos.
Perspectivas futuras y aplicaciones prácticas
El equipo considera su material vivo como un enfoque bajo en consumo energético y respetuoso con el medio ambiente para la captura de CO2, que puede complementar los procesos químicos existentes. Tibbitt menciona que en el futuro planean investigar cómo este material podría usarse como recubrimiento para fachadas de edificios, permitiendo la captura de CO2 a lo largo de toda la vida útil de una construcción.
Aunque aún hay mucho por explorar, ya se han hecho progresos experimentales en el ámbito de la arquitectura. Andrea Shin Ling, estudiante de doctorado en ETH, ha llevado esta investigación a la Bienal de Arquitectura de Venecia, donde se han usado estructuras impresas como bloques de construcción vivos. Estas innovaciones tienen el potencial de capturar hasta 18 kg de CO2 al año, que equivale a la absorción de un pino de 20 años en zonas templadas.
Una instalación en el Pabellón de Canadá es un experimento en curso, donde el equipo monitorea diariamente el comportamiento de las cianobacterias en un entorno cuidadosamente controlado. En la Trienal de Milán, se investiga el potencial de los materiales vivos para las envolturas de edificios, subrayando cómo los microorganismos pueden transformar la estética del diseño arquitectónico mientras contribuyen a la sostenibilidad. ¿Te imaginas vivir en un edificio que ayuda a limpiar el aire?
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