Liderado por la Dra. Congrui Grace Jin, de la Universidad de Texas A&M, un equipo trabajó en el desarrollo de una nueva manera para que el hormigón pueda repararse a sí mismo sin la necesidad de recurrir a actores externos. Comprender la naturaleza misma del material y el comportamiento simbiótico del liquen resultó clave para esta innovación.
Si bien la idea de que el hormigón pueda repararse a sí mismo cuando presente fisuras no es nueva, en el último tiempo, las investigaciones desarrolladas en ese campo proponen metodologías cada vez más innovadoras, las que van desde el uso de nuevas tecnologías aplicadas a fibras sintéticas hasta el uso de bacterias que formen parte de la matriz cementicia del hormigón y permita su reparación.
En ese sentido, un equipo de la Universidad de Texas A&M, liderado por la académica Congrui Grace Jin -profesora asistente en el Departamento de Ingeniería Tecnológica y Distribución Industrial de la casa de estudios y Ph.D en Ingeniería Mecánica de la Universidad Cornell- trabajó con una interesante metodología que se inspira en la naturaleza y que la llevó a desarrollar un sistema de líquenes sintéticos que permitirán que el hormigón se repare a sí mismo.
Gracias a esta innovación, asegura la Dra. Jin, se impediría la formación de fisuras, sean estas grandes o pequeñas, lo que evitaría el riesgo de colapso de las estructuras construidas con el material. La clave, dice la académica, se encuentra en comprender cómo se produce el hormigón (es decir, las reacciones químicas que se generan entre el árido, el agua y el cemento) y la manera de explotar ese proceso.
El mundo del liquen, la clave del hormigón autorreparable
“El hormigón autorreparable a través de microorganismo viene estudiándose de manera exhaustiva desde más de tres décadas”, comentó la Dra. Jin. “No obstante, aún sufre de una importante limitación: ninguno de los actuales enfoques de autorreparación son completamente autónomos, ya que requieren de un suministro externo de nutrientes para que los agentes curativos produzcan de manera continua los materiales reparadores”, aseveró.
La investigación de la académica, en ese aspecto, encontró en los sistemas de líquenes para permitir que el hormigón se repare a sí mismo sin intervención de actores externos. Esto, debido a que los líquenes son, en el fondo un sistema simbiótico entre un hongo y un alga, o una cianobacteria, que forman una sociedad que les permite crecer incluso en ambientes hostiles.
Inspirados por ese sistema la Dra. Jin junto al equipo conformado por el Dr. Richard Wilson, académico de la Universidad de Nebraska-Lincoln, además de Erin Carr y Nisha Rokaya, candidatas a postdoctorado y doctorado en esa casa de estudios, respectivamente, crearon un sistema de líquenes sintético que colabora de la misma forma que los líquenes naturales.
El nuevo método replica el proceso de simbiosis natural de los líquenes mediante hongos filamentosos y cianobacterias (conocidas como algas verdezuladas). Así, mientras la cianobacteria almacena energía de la luz solar absorbe CO2 desde el aire, el hongo filamentoso produce minerales sellantes que reforzarían al hormigón desde su matriz, creando así un sistema autovalente de reparación.
Un sistema cerrado y de múltiples aplicaciones
Para la académica de la Universidad de Texas A&M, el gran plus que posee este nuevo método es que estos microorganismos, que trabajan en conjunto, pueden desarrollarse en ambientes tan hostiles como en el del hormigón gracias a que sobreviven exclusivamente de nada más que aire, luz y agua. Este tipo de autonomía del sistema, destaca la Doctora, es lo que lo diferencia de otras investigaciones similares que buscan que el hormigón pueda repararse a sí mismo.
Hasta el momento, la investigación aún se encuentra en fase de laboratorio, con prototipos experimentales desarrollándose en ambientes controlados, aunque los resultados son prometedores. En efecto, el equipo liderado por la Dra. Jin aseguró financiamiento del programa Young Faculty Award de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA, en sus siglas en inglés) del Departamento de Defensa de Estados Unidos, para su desarrollo.
Para la profesora asistente, esta investigación posee un potencial enorme de aplicaciones, ya que al tener un hormigón que se repare a sí mismo, se podrían reducir los costos en mantenimiento -algo que en Estados Unidos es crítico, dado el envejecimiento de su infraestructura- además de extender la durabilidad e incrementar la seguridad de las nuevas construcciones.
