Las bacterias podrían solucionar el problema de emisiones de la industria cementera

El cemento ayudó a impulsar la industrialización, pero la innovación desde entonces no ha sido lo bastante rápida. El objetivo de Biomason es reducir las emisiones de la producción mundial de cemento para 2030

El almacén gestionado por la start up Biomason e IBF en Ikast, Dinamarca. Fotógrafo: Imke Lass/Bloomberg
Por Willem Marx
29 de abril, 2023 | 07:08 PM

Bloomberg — En una zona rural de Dinamarca, un almacén cavernoso alberga enormes cubas de bacterias, lo que una asociación empresarial transatlántica espera que sea la solución al enorme problema de emisiones de la industria cementera. El gigante danés del hormigón IBF y la empresa estadounidense Biomason pretenden demostrar que un nuevo tipo de mezcla de cemento, basada en fenómenos naturales, puede evitar los enormes requisitos energéticos y las elevadas emisiones de dióxido de carbono que han caracterizado la producción de cemento durante siglos.

Para conseguir sus propiedades cohesivas y resistentes, el hormigón tradicional se ha basado durante mucho tiempo en un tipo de cemento llamado Portland, que utiliza piedra caliza como base. Cuando esa piedra caliza se calienta, se libera dióxido de carbono como subproducto. Unos tipos específicos de bacterias, en el entorno adecuado, pueden imitar las propiedades cruciales del cemento Portland, pero con el ciclo del carbono invertido. Las bacterias absorben dióxido de carbono y lo convierten en carbonato cálcico.

Este tipo de transformación química es lo que permite a los arrecifes de coral crecer y solidificarse bajo el agua. Y los equipos de biólogos, técnicos e ingenieros que colaboran en Ikast (Dinamarca) y Carolina del Norte planean reproducir ese proceso, con algunos retoques. En esencia, se trata de impresión 3D con una base biológica. Esta primavera, las dos empresas tienen previsto empezar a producir cantidades industriales de baldosas de hormigón pulido que retendrán carbono durante toda la vida útil de sus productos.

Las baldosas se fabrican en pequeños lotes, pero antes de enviarlas a los clientes de Dinamarca, los Países Bajos y el Reino Unido, los equipos de especialistas tienen que dedicar las próximas semanas a limar las asperezas que puedan quedar en la producción. A diferencia de lo que ocurre con las pruebas de software, el aspecto físico hace que este proceso de producción uniforme sea “terriblemente difícil”, según Bert Bruggeman, Director de Operaciones de Biomason. “No se trata de entrar en un archivo y cambiar el código. Es como decir: ‘Tengo que cambiar una máquina. Necesito cambiar la biología’”, dice Bruggeman, un ingeniero eléctrico que anteriormente ayudó a supervisar la producción del Modelo 3 en Tesla. “Tienes que cambiar cosas reales, lo que luego lleva tiempo”.

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La fundadora y CEO de Biomason, Ginger Krieg Dosier, lo sabe muy bien. “Si te esfuerzas lo suficiente, lo descubrirás”, se convirtió en un mantra durante los meses que pasó desarrollando el primer prototipo exitoso. La experimentación inicial tuvo lugar en su habitación de invitados, mientras daba clases en una escuela de arquitectura de los Emiratos Árabes Unidos. “Creo que fue sólo terquedad”, dice sobre su temprana decisión de lanzar el negocio. “También el hecho de que el mundo lo necesita”.

Ginger Krieg Dosier. Foto: Imke Lass/Bloombergdfd

El cemento ayudó a impulsar la industrialización y sin él, le gusta decir a Dosier, la humanidad seguiría viviendo en paisajes urbanos del siglo XVIII. Pero la innovación desde entonces no ha sido lo bastante rápida, insiste, y el objetivo de Biomason es reducir en una cuarta parte las emisiones de dióxido de carbono de la producción mundial de cemento para 2030. Dado que el hormigón representa una gran parte de todos los materiales utilizados en el mundo, la industria de la construcción en general ha empezado a reconocer que incluso los pequeños cambios pueden tener un impacto significativo en las emisiones totales.

En la actualidad, en Dinamarca se generan unos 800 kilogramos de dióxido de carbono equivalente por cada tonelada de cemento producida, en gran parte debido al intenso calor que se emplea en su fabricación. Para reducir esas emisiones es preciso o bien aumentar la energía renovable -en un país donde la mitad de la electricidad ya se genera a partir de energía eólica o solar- o bien modificar los materiales de partida. Biomason se centra en esto último. Dosier afirma que la decisión del IBF de invertir tanto en la asociación con su empresa ha facilitado las conversaciones con otros posibles colaboradores de todo el mundo en los últimos meses.

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El mercado potencial del producto es importante, sobre todo en un país como Dinamarca, donde un entorno normativo cambiante está fomentando la innovación en el sector de la construcción. En enero, las normas gubernamentales empezaron a obligar a que los grandes edificios nuevos que aspiren a obtener permisos cumplan unos umbrales bajos de emisiones anuales de carbono -incluso durante la fase de construcción- y esos nuevos límites que seguirán reduciéndose regularmente en los próximos años.

Una generosa capa de nieve cubre el tejado de paneles solares y la pasarela cuando Ole Dinesen, el mejor técnico local de Biomason, llega una mañana reciente. Pasa junto a palés cargados de hormigón, mampostería variada y un revoltijo de relucientes tubos metálicos antes de entrar en el inmenso almacén verde lleno de obreros de la construcción, conductores de carretillas elevadoras y operarios de máquinas.

Técnicos trabajando. Fotógrafo: Imke Lass/Bloombergdfd

Alto, con una corta barba rubia y un porte serio, Dinesen pasa un papel pegado a dos grandes cubas cerca de la entrada, marcado como “producción de fertilizante” para las bacterias. Otro cartel reza “alimentar a los bichos”, y en este tanque, un kilómetro de tuberías dispensará automáticamente dosis regulares de material de cultivo que ayuda a crecer a las bacterias. Los voluminosos contenedores son como placas de Petri gigantes que se rellenarán sin cesar con material de cultivo dispensado a través de enormes boquillas estilo Whip-it.

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Las virutas de madera y el agua de lluvia reciclada del tejado ayudarán a crear el ambiente cálido y húmedo necesario para que crezcan las bacterias adecuadas. Éstas, a su vez, formarán la base de una melaza similar al cemento que aglutinará los demás ingredientes del hormigón -arena y pequeñas rocas- suministrados por camión a un extremo de la cadena de producción del edificio.

Una mezcladora de colores y una tolva de áridos. Fotógrafo: Imke Lass/Bloombergdfd

A su llegada, las rocas y la arena, conocidas en la industria como “áridos”, se calentarán en silos de color gris plomo que pueden transportar 27 toneladas de material. En el centro de la sala hay una enorme mezcladora, donde se combinan los áridos con el cemento producido biológicamente. Es un proceso de mezcla similar al que puede encontrarse en varios almacenes del vasto campus del IBF, pero aquí se evitará añadir el típico cemento Portland.

La mezcladora puede producir más de 725 kilos de hormigón combinado en cada ciclo, vertiendo la mezcla en un flujo constante desde una cinta transportadora a una losa inferior, donde una pesada maquinaria azul y naranja aplanará y dará forma a cada loseta. La empresa calcula que se necesitarán unos 783 billones de bacterias para cada ciclo de producción. Una vez secas, las baldosas deben desinfectarse para eliminar los restos. A continuación, una gran máquina de color amarillo canario utiliza unos 5 litros de agua por segundo para pulir las baldosas antes de empaquetarlas. Es el último paso de un proceso de tres días.

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La producción de esta nueva creación requiere relativamente pocos cambios en los equipos utilizados para fabricar el cemento tradicional, pero el hormigón que finalmente produzca emitirá muchas menos moléculas de dióxido de carbono. La estrategia comercial a más largo plazo, añade Bruggeman a una banda sonora de taladros y tintineos, es que Biomason reproduzca esto en plantas de fabricación de hormigón similares en otros lugares, obteniendo tasas por transferencia de tecnología y pagos de cánones calculados por volumen.

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Biomason cuenta con el respaldo de varios inversores de capital riesgo, como la empresa matriz del gigante sanitario danés Novo Nordisk, Celesta Capital, con sede en San Francisco, 2150 y Hartree Partners, que aportaron 65 millones de dólares el año pasado. Entre sus primeros clientes se encuentra el gigante de los grandes almacenes H&M, y Dinesen afirma que la empresa también está dando prioridad a las asociaciones con arquitectos locales que puedan comercializar sus productos de hormigón a clientes que deseen crear edificios o proyectos con una menor huella de carbono.

Pero que estos nuevos materiales puedan asegurarse es clave, según Tim Broyd, profesor de la Escuela Bartlett de Construcción Sostenible del University College de Londres. La mentalidad del sector es famosamente conservadora, dice, y “alguien tiene que suscribir ese coste de riesgo”. El tipo de producto que Biomason está desarrollando actualmente será útil para el hormigón colocado bajo los pies -como calzadas o pavimentos, según Broyd-, pero no funcionará bien en edificios altos, ya que el hormigón que está ayudando a producir carece de las características de tracción suficientes.

Un técnico mide ladrillos recién prensados. Fotógrafo: Imke Lass/Bloombergdfd

Bruggeman, de Biomason, reconoce que, como ocurre con cualquier nuevo tipo de material de construcción, aún quedan importantes retos técnicos por superar antes de que el cemento pueda utilizarse indistintamente con el cemento existente, que emite muchas emisiones de carbono. Dice que la decisión de empezar con un producto atractivo que no sea estructuralmente significativo tiene por objeto evitar entrar en el tipo de mercado competitivo en el que las presiones iniciales sobre los costes reducirían demasiado los márgenes de la empresa en ciernes.

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Bruggeman añade que los ingresos iniciales de los clientes pueden ayudar a Biomason a entrar en “entornos más amplios, evolucionando y adaptando” su tecnología de cemento para convertirla en un ingrediente de mezclas de hormigón más resistentes que se utilicen para construir muros, tejados y otras estructuras de carga.

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