La ciencia no solo asombra con sus descubrimientos, sino que también ofrece soluciones innovadoras a problemas concretos. Un equipo de investigadores y estudiantes de la carrera de Ingeniería Ambiental de la Universidad Técnica Particular de Loja (UTPL) ha logrado crear ladrillos que podrían mejorar la forma en que se construyen edificaciones.
En la región sur de Ecuador, específicamente en Zamora Chinchipe, la minería a gran escala produce gigantescas presas de relaves. Estos depósitos contienen roca molida con químicos y algunos metales pesados, según explica Diana Jumbo, docente e investigadora de la UTPL. Dichos residuos representan hasta el 95 % de todo el material extraído; por cada 100 toneladas de roca, 95 se convierten en desecho.
En la práctica, los residuos se acumulan en relaveras, que son presas que almacenan este material. Como toda construcción, ello supone riesgos. La actividad sísmica, frecuente en el país, constituye un riesgo considerable que podría generar daños, en muchos casos irre- parables, dada la gran diversidad biológica de la zona y la conexión de los ríos amazónicos, capaces de transportar residuos a lo largo de miles de kilómetros.
Paralelamente, el sector de la construcción tradicional agrava considerablemente la crisis climática global y representa un riesgo para la salud humana debido a la cuantiosa emisión de gases de efecto invernadero y otros contaminantes durante la cocción de ladrillos en hornos. Cada año, la producción global de ladrillos asciende a 1.5 billones, y su proceso de cocción a altas temperaturas libera contaminantes atmosféricos, entre ellos dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrógeno (NOx) y material particulado. Estos compuestos son gases de efecto invernadero directos y contribuyen a la contaminación del aire y a problemas de salud.
Frente a este doble desafío, que combina la urgencia ambiental con la necesidad de construir, la ciencia y la ingeniería buscan soluciones prácticas. Para abordar un reto de esta magnitud, se necesita tecnología y una perspectiva científica innovadora que permita transformar los problemas en oportunidades.
La solución a escala microscópica
La investigadora Diana Jumbo se enfoca en el aprovechamiento de estos desechos para generar nuevos materiales. Motivada por el doble problema de los residuos mineros y la contaminación en la construcción, Jumbo y su equipo en la UTPL comenzaron a investigar una solución que opera a escala microscópica. Su objetivo final, como ella misma confiesa, es “crear una tecnología que sea verdaderamente aplicable y oportuna”.
El componente clave de esta tecnología es una bacteria llamada Sporosarcina pasteurii. El equipo de Jumbo aisló este microorganismo, que actúa como un diminuto obrero, a partir de los lodos de una planta de tratamiento de aguas residuales de Ecuador.
El proceso se conoce como Precipitación de Carbonato de Calcio Inducida por Microorganismos (MICP) y se basa en un mecanismo bioquímico. La bacteria produce una enzima (ureasa) que descompone la urea. Ello genera amoníaco, lo cual eleva el pH del entorno y crea un ambiente alcalino. En estas condiciones, el carbonato de calcio —el mismo material de las cáscaras de huevo y de los corales— se solidifica y cristaliza, rellenando los espacios entre las partículas del residuo minero y uniéndolas como un cemento natural.
Beneficios y potencial de la biocementación
Más allá de su función cementante, este proceso biológico ofrece un beneficio clave adicional: la inmovilización efectiva de los metales pesados. La superficie de la bacteria Sporosarcina pasteurii posee una carga eléctrica negativa. Esta característica funciona como un imán para los iones de metales pesados (como el plomo, cobre o cadmio) que tienen carga positiva y se encuentran en los relaves. Los metales se adhieren a la superficie de la bacteria y, a medida que el proceso MICP avanza, los cristales de carbonato de calcio se forman y crecen alrededor de la bacteria, encapsulando o atrapando físicamente los metales adheridos dentro de una matriz mineral sólida y estable. De este modo, se evita que estos contaminantes se filtren en el ambiente.
Además, esta capa protectora de carbonato de calcio también sella los microporos del material, haciéndolo mucho menos permeable. Estudios sobre esta técnica han mostrado resultados prometedores: los especímenes tratados con bacterias absorbieron casi 5 veces menos agua que los convencionales. Asimismo, en pruebas de permeabilidad a cloruros (un agente clave en la corrosión del acero de refuerzo utilizado en estructuras), el tratamiento bacteriano logró reducir la penetración de forma notable. La clasificación del material pasó de moderada a baja. En la práctica, esto significa que la técnica, al tiempo que une las partículas, crea un escudo protector que aumenta de forma notable la vida útil y la durabilidad de las estructuras.
Desafíos hacia la implementación
Con la viabilidad demostrada, el principal reto ahora es ampliar la escala de este proceso, señala la investigadora. La logística de trans- portar toneladas de relaves es compleja. Por ello, el equipo sugiere que una solución eficiente consiste instalar las plantas de producción junto a las zonas mineras.
Para llevar esta tecnología a gran escala, la ciencia ofrece soluciones basadas en el uso de nutrientes de bajo costo para las bacterias, como el licor de macerado de maíz, un residuo de la industria del almidón. Además de abaratar la producción, esto refuerza el modelo de economía circular. La bacteria, por su parte, tiene un crecimiento rápido, alcanzando su máxima actividad en solo 8 horas, y se desarrolla de forma óptima a una temperatura de 28 °C.
Si bien la base científica es conocida, el equipo de investigación ha desarrollado una receta específica que mantienen en secreto. Actualmente está registrada como secreto industrial, lo que permite proteger los detalles exactos de la dosificación y el proceso para mantener una ventaja competitiva, mientras se buscan los socios adecuados para llevar la tecnología al mercado.
Si la polarización afectiva escala, puede llegar a su forma más extrema: la deshumanización. Lo explica Aranzazu con preocupación: “El siguiente paso tras la polarización afectiva puede ser la deshumanización cuando dejamos de ver al otro como un igual”. Cuando deshumanizamos estamos más dispuestos a justificar agresiones, censura, exclusión e incluso violencia física. La política ya no es un desacuerdo, se vuelve una guerra moral.
La bacteria es especialmente eficaz en la restauración de daños menores pero críticos en el hormigón. Es “posible regenerar esas microfisuras o microfacturas para poder nuevamente rellenarlas”.
Diana Jumbo, docente de la carrera de Ingeniería Ambiental de la UTPL
Mirando al futuro: más allá de los ladrillos
Este proyecto redefine el concepto de residuo y su potencial, el cual va más allá de crear nuevos ladrillos. La misma tecnología está en estudio para desarrollar hormigón autorreparable, donde las bacterias, en estado latente, se activarían con el ingreso de agua a través de fisuras para sellarlas, lo cual extendería la vida de las construcciones. Esta técnica podría, en un futuro, permitir que una casa se reparase a sí misma.
La biocementación es una solución tangible y rentable que, como señala Jumbo, tiene un potencial “realmente óptimo”. Ahora, el siguiente paso es fundamental. Es el momento “de dar a conocer este producto y atraer a empresas interesadas”, afirma la investigadora. El equipo de la UTPL busca activamente “aliados estratégicos que quieran participar en este proceso”, comenta Diana. Un cambio que, en este caso, comienza con el potencial de una pequeña bacteria para construir un futuro más sostenible.
