Un desarrollo conjunto entre Polpaico y la startup Photio dio vida a “Hormipurifica”, un hormigón que contiene nanotecnología que puede limpiar el aire de contaminantes como el CO2 y el metano, convirtiendo al material en un elemento clave para la descarbonización a nivel nacional.
En Chile, un país que alberga 5 de las 10 ciudades más contaminadas de Latinoamérica, de acuerdo con el Informe Mundial sobre la Calidad del Aire 2024 de IQAir, se forjó una alianza entre una cementera histórica y una startup de nanotecnología busca reescribir el papel del hormigón en la vida urbana.
Polpaico -uno de los actores relevantes del sector- junto a Photio -una joven empresa de base científica- desarrollaron “Hormipurifica”: un hormigón capaz de degradar gases nocivos cuando entra en contacto con la luz. La promesa no es menor: transformar fachadas, túneles, estacionamientos y muros interiores en superficies activas que purifican el aire, como si la ciudad hubiera ampliado su sistema respiratorio con cada nueva obra.
“Estamos muy orgullosos de representar a la industria en el liderazgo en sostenibilidad”, afirmó Pablo Castro Vargas, jefe de Asesoría Técnica e Innovación y Desarrollo de Polpaico Soluciones. El entusiasmo del profesional de Polpaico se entiende: a la búsqueda de hormigones de baja huella de carbono, circularidad en áridos y aditivos que prolongan la vida útil de las estructuras, la empresa suma ahora un salto cualitativo que atiende no sólo al CO2, sino también a otros gases clave en el smog urbano y el calentamiento global, empezando por el metano.
Matías Moya, CEO y fundador de Photio, explica el corazón tecnológico con didáctica precisión: “Lo que estamos desarrollando en el hormigón es una suerte de fotosíntesis artificial”. La imagen sugiere un camino: no basta con construir menos dañando; la ambición es construir limpiando.
La urgencia urbana y la promesa química
El planteamiento de fondo no es retórico. “Se espera que al 2030 exista un 35% de crecimiento de la construcción, lo que se traduce en un alza en la demanda de cemento y hormigón”, comentó Castro. Esto, explica, porque diversos estudios evidencian que el 70% de la población mundial vivirá en entornos urbanos.
Y si bien el jefe de Asesoría Técnica e Innovación y Desarrollo de Polpaico se remite a las cifras ya conocidas sobre el impacto que tiene la industria a nivel global en las emisiones de CO2, destaca que en Chile estos números son menores por el uso extendido de adiciones -puzolanas, cenizas volantes, escorias- que reducen el porcentaje de clínker, el componente más intensivo en carbono.
Sin embargo, la magnitud del reto sigue siendo monumental. “Chile es consciente del desafío que hay para alcanzar la carbononeutralidad”, subrayó el profesional. Por lo mismo, Polpaico adhirió a la hoja de ruta de carbononeutralidad para 2050 y a la campaña Race to Zero, además de desplegar medidas que van desde el uso de combustibles alternativos a captura e inyección de CO2 en la mezcla. Hormipurifica, en ese sentido, llega a ocupar un espacio distinto: la calidad del aire que respiran las personas y la degradación de gases de efecto invernadero más allá del dióxido de carbono.
Como se mencionó anteriormente, la preocupante cifra de ciudades chilenas que aparecen en el listado del Informe Mundial sobre la Calidad del Aire 2024 de IQAir, hizo que los expertos analizaran dónde se concentra la emisión de dióxido de carbono. “Las principales fuentes de emisión son edificios y casas, con un 35%, y vehículos y transporte, con un 25%”, resumió Moya. En ese sentido, la pregunta que guía su trabajo es sencilla y audaz: cómo transformar esas mismas fuentes en sumideros. La respuesta, dice, fue apostar por la escala nano.
Photio utiliza un “complejo de nanopartículas, las que se incorporan en diferentes materiales de la construcción”, explicó Matías Moya y agregó que “estas nanopartículas son catalíticas, es decir, se activan con la luz”. Por lo mismo, estos elementos pueden integrarse directamente en el hormigón durante su fabricación.
A esa escala -entre 0 y 100 nanómetros- los materiales muestran propiedades nuevas, explica el CEO de Photio. Aquí, el enorme aumento de superficie específica favorece reacciones fotoquímicas en la superficie del material, ahí donde el muro toca el aire. No se trata de absorber gases, aclara Moya, sino de acelerar su transformación química a compuestos inertes, sin dañar la matriz del hormigón.
La condición para que el mecanismo opere es clara: presencia de luz, ya sea solar o artificial. Con ella, la superficie tratada degrada contaminantes locales y gases de efecto invernadero. “Somos capaces de tratar monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y de azufre, y también metano”, puntualizó Moya. El énfasis en metano no es casual, ya que este gas “tiene un potencial de calentamiento global 80 veces mayor que el CO2”, agregó Pablo Castro, un dato que suele quedar eclipsado por el protagonismo del dióxido de carbono en el debate climático.
Ensayos para corroborar la efectividad
Si bien este nuevo aditivo al hormigón incorporó una nueva característica a sus cualidades ya conocidas, este nuevo material debía ensayarse para comprobar su eficacia en cuanto a la transformación de gases de efecto invernadero en material inerte.
Los involucrados realizaron, en una primera instancia, pruebas en laboratorio y una vez que los resultados fueron positivos, se escaló a placas fabricadas con este nuevo hormigón, las que se sometieron a condiciones controladas dentro de un fotorreactor. “Lo que hicimos fue inyectar diferentes gases contaminantes para evaluar la remoción, la eficiencia de la purificación del aire con esta tecnología. Esto, lo hicimos para el caso del monóxido de carbono y el metano”, detalló Matías Moya.
El CEO de Photio agrega que resultados se analizaron de manera inmediata con un cromatógrafo de gases, que “nos entregó de forma directa y continua la variación de este gas contaminante en el tiempo, producto de la interacción de las placas”, aseveró. El método -equilibrio de masa en un volumen de reacción con tasa de entrada y salida conocidas- permite despejar una pregunta central: cuánto se degrada por la acción del material y la luz, y no por fenómenos de adsorción o dilución.
Los resultados, explica Matías Moya, son ilustrativos. En una fachada, 250 m2 con Hormipurifica capturan del orden de 8 kilogramos al año de monóxido de carbono. “En el uso interior -agregó- lo podemos aterrizar a una cuestión un poco más sencilla en cuanto a cálculo y a términos de uso, por ejemplo, una habitación. Podríamos suponer que esta habitación, en cuanto a muros, piso y techo, posee Hormipurifica. Tendríamos un área expuesta total de 54 m2 cubiertos con este hormigón, lo que estaría reduciendo en un 17% el monóxido de carbono en la habitación, simplemente por la interacción entre las nanopartículas del hormigón y las luces artificiales o la luz natural indirecta que ingrese al recinto”.
En metano, por su parte, el dato se expresa como CO2 equivalente removido: 1 m2 de superficie -que cuente con este nuevo hormigón- produce un impacto anual de 5,2 kg de CO2e, según las validaciones, dice Moya. En el mismo ejemplo de la habitación, “tendríamos un efecto esperado de un 40% de remoción del metano en esa habitación, por la simple interacción del hormigón con la luz”, subrayó.
Para no sobredimensionar expectativas, Moya introduce matices prácticos. En escenarios reales, la tasa de purificación varía con la concentración y mezcla de contaminantes, la porosidad del sustrato, la iluminación y el recambio de aire. “Lo que logramos en laboratorio es el máximo de captura de cada gas, y a partir de eso modulamos para escenarios reales con sensores”, dice. La tecnología ha sido validada con la Pontificia Universidad Católica de Chile, además de laboratorios en Estados Unidos y centros en Irlanda, España, Asia y Centroamérica.
La otra cara de la ecuación -la integridad del material- también se sometió a ensayos. En ese aspecto, “las resistencias mecánicas no se vieron afectadas”, destacó el profesional de Polpaico. Castro comenta que se realizaron pruebas con hormigones con las nanopartículas de Photio ya incorporadas a 28 días, sobrepasando valores de 25 MPa, “que es normalmente la resistencia más solicitada para las construcciones en nuestro país”, precisó.
“También -agregó- realizamos ensayos con resistencias más elevadas para determinar qué impacto podría tener. En ese sentido, vimos que, a niveles de resistencia sobre los 40 MPa, las dispersiones entre tener o no tener Photio dentro de la incorporación del hormigón, no se ven mayormente afectadas, por lo tanto, es un hormigón muy seguro de utilizar, que cumple con todos los requisitos normativos y está apto para su uso en cualquier tipo de estructura”, puntualizó.
El rango de dosificación del aditivo, añade Moya, se sitúa en torno al 0,1% a 0,3% respecto del cemento, “una cantidad muy menor, la cual no afectará el desempeño del hormigón y finalmente, son sólo beneficios en términos de la captura de gases”, explicó el CEO de Photio. En ese sentido, Moya puntualiza que la reacción química que genera Photio es “puramente superficial y todo lo que se genera, se desprende inmediatamente y cae al suelo, ya no como un contaminante, sino como una sustancia que ya no representa peligro a nivel medioambiental”.
Principales aplicaciones del nuevo hormigón
Como mencionó Pablo Castro, este nuevo hormigón puede utilizarse en todo tipo de obra, “siempre que exista iluminación, ya sea natural o artificial. Por lo tanto, todo proyecto que considere algún tipo de iluminación, este hormigón es viable”, precisó.
El abanico, en ese sentido, va desde edificación a infraestructura, minería, túneles y pavimentos, con especial pertinencia en lugares con alta carga de contaminantes, como estacionamientos o corredores vehiculares. En túneles, añade, la ecuación incorpora además la operación: “Existe un trade-off entre la implementación del producto y la disminución de costos asociados a temas de ventilación, porque se degradarán gases que emiten los vehículos”, agregó Matías Moya.
Además, ante la duda de si esta innovación podría utilizarse como un recubrimiento superficial en vez de en toda la masa del hormigón, el CEO de Photio es claro: “mientras haya hormigón en la superficie, apliquen Hormipurifica”. No obstante, advierte que la vida útil depende del sustrato. En estucos, que están más expuestos a erosión, la funcionalidad puede desgastarse antes.
Por el contrario, en estructuras donde el hormigón a la vista debe durar décadas, integrar la tecnología a la mezcla asegura que siempre habrá nanopartículas emergiendo en la piel por el desgaste natural.
Respecto a su eficiencia en materia económica, el profesional de Polpaico comenta que existen varios factores que hacen complejo entregar una cifra. “Existe un delta adicional, claro, pero pasa a segundo plano cuando se busca una solución sostenible para el proyecto”, aseveró. En ese sentido, diseñar con el material desde el principio -por ejemplo, dejar hormigón a la vista y prescindir de revestimientos- compensa partidas y simplifica obra. “Si se evalúa desde un inicio el beneficio, la ecuación da”, subrayó.
Polpaico, agrega Castro, ya ha despachado Hormipurifica a proyectos ejecutados. “En 2024, se entregaron más de 2.500 metros cúbicos del producto en una obra”, destacó.
Además, Photio ya cuenta con fichas técnicas en certificaciones internacionales. “El aditivo como tal ya tiene ficha LEED, WELL, CBS y CES. Estamos haciendo lo propio con Hormipurifica”, comentó Matías Moya. Asimismo, el CEO de Photio destaca que ambas empresas son socias del Green Building Council (GBC), un espacio que, según afirman, ha reconocido públicamente esta clase de integraciones. “Justamente, ganamos el premio Socio Destacado del GBC con esta tecnología”, agregó Moya.
Alianza productiva para el desarrollo tecnológico
Si el componente tecnológico despierta curiosidad, el organizacional también. La alianza entre una gran cementera y una startup no es paisaje cotidiano en la construcción chilena. “La innovación no puede venir sólo internamente. Tienes que abrirte a nuevas tecnologías, y esas las explotan muy bien las startups”, sostuvo Castro. En ese sentido, Polpaico también trabaja con ObraLink, otra joven empresa tecnológica, y ahora suma a Photio con el objetivo explícito de acelerar una transición que, dicen, no se logrará con esfuerzos aislados.
Desde la vereda emprendedora, Moya refuerza la idea. “Es el primer hormigón en el mundo capaz de purificar el aire, por ende, había un desafío no menor en términos de constatar que esto realmente funcionase sin modificar el hormigón que ya comercializa Polpaico”, puntualizó el CEO de Photio.
El camino, agrega, ha sido de “aprendizaje mutuo”, algo que, asegura, no es habitual en nuestro país. “En Chile, la innovación se hace a puertas cerradas y más bien son las empresas las que buscan innovar sus procesos de forma interna”.
En ese sentido, que una firma tradicional se haya acercado a una startup para cocrear un producto final -y no solo pilotear un prototipo- es, para él, una señal de época. “Nuestro principal norte es masificar el uso de la tecnología”, subrayó. La industria, sugiere, no cambiará sólo sumando soluciones; necesitará también nuevas formas de adoptarlas.
Las proyecciones de Hormipurifica
Desde Polpaico y Photio coinciden que este nuevo hormigón, por sí mismo, no saneará el aire de una ciudad, pero sí entrega una herramienta con impacto acumulativo: cada metro cuadrado instalado opera 24/7 mientras haya luz, sin consumo eléctrico ni mantenciones complejas, y su efecto se extiende durante la vida útil del elemento. En habitaciones, reduce contaminantes que afectan directamente la salud. En exteriores, atenúa gases tóxicos en entornos densos y aporta al balance de emisiones de proyectos que buscan descarbonizarse de punta a cabo.
En ese sentido, Pablo Castro posiciona a Hormipurifica dentro de un repertorio más amplio de soluciones, las que van desde hormigones drenantes, que mejoran la gestión del agua, hasta diseños que eliminan partidas, disminuyendo transporte y materiales.
La lógica de este proceso es de capas: eficiencia energética en planta, combustibles alternativos, materiales complementarios, captura y uso de CO2, economía circular, innovación de productos y, subraya, colaboración y regulación. “Los esfuerzos tienen que venir de todos los sectores, pero si los proyectos de construcción no cambian, considerando la variable sostenible, no vamos a lograr el objetivo”, advirtió.
En un país crónicamente golpeado por episodios de mala calidad del aire, no sorprende que un hormigón “activo” despierte interés en nichos obvios como estacionamientos y túneles, pero también en viviendas, hospitales, escuelas o terminales de transporte. La condición de luz -natural o artificial- permite que este nuevo tipo de hormigón se pueda utilizar tanto en interiores como exteriores.
Queda, claro, el examen del tiempo: cómo varía la eficiencia con la suciedad, la erosión, el vandalismo, los ciclos de lluvia y radiación, y qué marcos de aseguramiento de desempeño adoptará el mercado. En ese sentido, como mencionó Matías Moya anteriormente, la reacción no acumula “cargas” en la superficie: lo que se forma se desprende. Y Castro, en la disciplina que impone la obra, enfatiza que se trata de un hormigón “muy seguro de utilizar, que cumple todos los requerimientos normativos y está apto para cualquier tipo de estructura”.
En un sector donde la innovación suele medirse en megapascales y plazos de fraguado, una superficie que respira con la ciudad añade otra métrica: la del aire que deja de ser tóxico, o del gas que no llega a calentar la atmósfera. Puede parecer una sutileza frente a la escala del desafío climático, pero las transiciones se construyen con una constelación de sutilezas persistentes. “Invitamos a que apliquen Hormipurifica y que se masifique”, cierra Moya. Castro, por su parte, apela a la “conciencia” y al diseño temprano: incorporar el aire como variable estructural del proyecto.
Si la construcción del futuro quiere dejar de ser parte del problema y convertirse, aunque sea milímetro a milímetro, en parte de la solución, puede que esa transformación empiece en el lugar menos poético de la ciudad: el hormigón. Y en la decisión -política, técnica y económica- de dotarlo de una piel que, bajo la luz, haga algo más que sostener muros.
