Una prioridad ineludible en el urbanismo y el desarrollo de infraestructura a nivel global es el uso de materiales sostenibles. Desde hace un tiempo, las regulaciones han sido un motor para la investigación y la adopción de biomateriales, buscando mitigar el impacto ambiental que genera la construcción tradicional.
Obtenidos de fuentes naturales, pero diseñados a través de procesos ecoeficientes, los biomateriales vienen a ser una solución para reducir las emisiones de carbono y mejorar la eficiencia energética de los edificios, y esto lo podemos confirmar en una tesis que Kremer & Symmons (2022) han expuesto claramente. Sin embargo, su implementación en países en desarrollo choca con obstáculos persistentes: desde las previsibles limitaciones económicas hasta la ausencia de un marco regulatorio adecuado y una cierta resistencia cultural al cambio, como bien lo señalaron García & López (2021).
¿Qué son en esencia los biomateriales?
Los biomateriales son esencialmente materiales, nacen de la naturaleza y una vez procesados, se usan para construir estructuras como edificios y viviendas de manera más ecológica. Son materiales renovables, muchas veces biodegradables y lo mejor es que se integran al entorno mejorando el ambiente. Algunos ejemplos ya están cambiando las reglas de la construcción: la madera (de cultivo responsable), el cáñamo, el bambú, el corcho, fibras vegetales como el lino o el kenaf, la tierra cruda.
A diferencia del cemento o el acero, que vienen de recursos que se agotan, estos materiales pueden cultivarse una y otra vez. Cuando cumplen su ciclo, no se convierten en basura tóxica. Por el contrario, se descomponen como lo haría una hoja caída, volviendo al suelo y alimentándolo. También son aislantes naturales.
Por ejemplo, materiales como el corcho o la fibra de cáñamo ayudan a mantener el interior de una vivienda confortable, bien sea fresco en verano o cálido en invierno. Todo sin gastar energía extra ni depender tanto del aire acondicionado o la calefacción. En algunos países, como Japón y Australia, se han levantado estructuras principales hechas de madera laminada, paneles de cáñamo o bloques de tierra comprimida.
Ventajas que ofrecen
Los biomateriales definitivamente son una alternativa en la construcción. Son fundamentales para las construcciones sostenibles. Las fibras de cáñamo, el micelio, los biopolímeros y las cenizas de biomasa, entre otros, son incluidos en el listado de materiales a utilizar para minimizar la huella ecológica. Aunque, también los biopolímeros cada día están ganando exponencialmente la demanda en su uso por ser una alternativa efectiva a los plásticos para la fabricación de revestimientos y aislantes térmicos (Bashir et al., 2019).
Por otro lado, el bambú y la madera reciclada, además de presentar una alta resistencia estructural, se destacan porque son materiales que contribuyen sustancialmente a la reducción del desperdicio de materiales en el sector de la construcción (Fernández, 2018).
Resistencia y desempeño en entornos extremos
Pero no todo es color de rosa, uno de los cuestionamientos sobre el uso de biomateriales en construcción es su capacidad para resistir condiciones climáticas adversas y mantener un desempeño estructural adecuado a largo plazo. Hay que considerar que los diseños buscan la durabilidad de las infraestructuras para reducir los costes de mantenimiento en el mediano y largo plazo. Algunos estudios han demostrado que ciertos biomateriales tienen propiedades mecánicas superiores a las de los materiales tradicionales (Sharma et al., 2021).
Si tomamos como ejemplo a la celulosa reforzada con fibras naturales, ésta ha demostrado en los estudios y aplicaciones prácticas ser un excelente sustituto del hormigón en construcciones de bajo impacto ambiental. También en regiones costeras y húmedas, los biopolímeros y los recubrimientos han sido optimizados para resistir la corrosión y mantener la durabilidad estructural durante décadas.
Tecnología y avances
Tecnologías emergentes y optimización de materiales
El desarrollo de biomateriales ha sido impulsado por avances tecnológicos en ingeniería de materiales y biotecnología. La incorporación de nanomateriales en biopolímeros ha mejorado significativamente su resistencia mecánica y propiedades aislantes. Esto ha permitido el diseño de materiales más eficientes desde el punto de vista energético y estructural.
Investigaciones recientes han demostrado que la bioconstrucción basada en microorganismos puede generar materiales autorreparables, reduciendo la necesidad de mantenimiento costoso. Además, el uso de hongos y bacterias en el desarrollo de bioconcreto ha abierto nuevas posibilidades para infraestructuras de alta durabilidad (Jonkers et al., 2017).
Aplicaciones innovadoras en arquitectura sostenible
Los biomateriales han sido integrados en proyectos emblemáticos de arquitectura sustentable, revolucionando la manera en la que se diseñan y construyen edificios ecológicos. En varias regiones de Oceanía, Asia, y América Latina, el bambú y la madera ha sido utilizado en la construcción de viviendas modulares que ofrecen eficiencia térmica y resistencia sísmica (Fernández, 2018). En ciudades europeas, el uso de bioconcreto basado en microorganismos ha permitido la restauración de infraestructuras deterioradas sin necesidad de intervención humana, reduciendo costos y emisiones, y optimizando el rendimiento de edificaciones antiguas.
Y aquí complemento lo dicho: ¡Un edificio de madera captura 2,700 toneladas de carbono al año y transforma la arquitectura sostenible! En el corazón de Australia, la Daramu House rompe todos los esquemas: es un rascacielos moderno construido principalmente con madera. A diferencia del cemento que emite toneladas de CO2, cada viga de madera laminada de este edificio ya capturó el carbono durante su crecimiento natural.
Por eso su estructura de madera ofrece un aislamiento térmico superior, reduciendo drásticamente el consumo energético. La certificación de fuentes sostenibles, como el Forest Stewardship Council (FSC), garantiza que la madera utilizada para su construcción proviene de bosques gestionados de manera responsable, protegiendo la biodiversidad y los ecosistemas forestales.
Mientras los edificios convencionales son bombas de carbono, Daramu House es una esponja que lo absorbe, demostrando que la construcción verde no tiene por qué sacrificar belleza ni funcionalidad. Daramu House, es un manifiesto que respira: el futuro donde la sostenibilidad arquitectónica y el diseño moderno coexisten perfectamente.
Existen algunos ejemplos de lo referido anteriormente que han sido la base de trabajos muy interesantes, como es el caso del arquitecto japonés Shigeru Ban, conocido por el uso de materiales como el bambú, cartón y papel en todos sus proyectos de construcción como casas, refugios de emergencia o estructuras donde se manifiesta la estética y la funcionalidad.
Otro ejemplo que podemos mencionar sería el del arquitecto mexicano Javier Senosiain con su casa orgánica. Una construcción donde la arquitectura se mimetiza con la naturaleza creando un espacio que pareciera emerger de la tierra y donde los biomateriales son la esencia de una construcción orgánica y estéticamente consistente.
Costos y disponibilidad de materiales
A pesar de los beneficios ambientales y estructurales de los biomateriales, su implementación en países en desarrollo enfrenta barreras económicas significativas. La producción de biomateriales aún no alcanza una escala industrial suficiente para reducir costos y mejorar su accesibilidad en mercados emergentes (Rodríguez & Mena, 2023). Además, el transporte y almacenamiento de ciertos biomateriales requiere infraestructura especializada, lo que aumenta el costo de su implementación. En algunas regiones, la falta de incentivos gubernamentales y subsidios dificulta la inversión en proyectos de construcción sostenible.
En otras palabras: en muchos países en desarrollo, adoptar el uso de biomateriales no es tarea fácil. Los altos costos iniciales, la falta de infraestructura adecuada, la dependencia de importaciones y el desconocimiento general sobre el tema hacen que este camino esté lleno de obstáculos. A esto se suma la resistencia al cambio, la escasa inversión y la complejidad técnica que implica implementar nuevas soluciones. Superar estas barreras no se logra con un solo esfuerzo: se necesita un enfoque integral que considere no solo los factores económicos, sino también los impactos ambientales y sociales que están en juego.
Normativas y percepción del mercado
Sin embargo, con las ventajas que proporcionan los biomateriales para la construcción, las regulaciones de construcción en varios países aún no contemplan estándares específicos y esto dificulta la certificación y comercialización a gran escala. Precisamente, la falta de regulaciones claras y criterios de calidad establecidos impide la rápida adopción de estos materiales en proyectos gubernamentales y privados. Por otro lado, la percepción del mercado sobre la durabilidad y eficacia de los biomateriales sigue siendo un factor limitante para su aceptación en proyectos de infraestructura (Sharma et al., 2021).
Conclusiones
Sin duda que los biomateriales representan una oportunidad clave para la construcción sostenible en países en desarrollo. Bien son conocidas sus ventajas y desventajas, pero, a pesar de los desafíos asociados con su implementación, su potencial para reducir el impacto ambiental y mejorar la eficiencia estructural es innegable (Kremer & Symmons, 2022).
El desarrollo de mercados especializados y la estandarización de normativas permitirán que los biomateriales se conviertan en una opción viable para la infraestructura sostenible a gran escala. Y para ello también hace falta conciencia y disposición institucional para determinar el tan anhelado futuro libre de emisiones de carbono.
Referencias
- Bashir, S., et al. (2019). Biological self-healing materials: A review. Construction Materials Journal, 15(3), 235-246.
- Fernández, J. (2018). Sustainable bamboo architecture in Latin America. Journal of Green Building, 14(4), 502-519.
- García, P., & López, M. (2021). Regulatory challenges in sustainable construction. Building Science Review, 29(7), 845-862.
- Jonkers, H. et al. (2017). Bioconcrete: The future of self-healing infrastructure. Concrete Science International, 19(2), 112-130.
- Kremer, D., & Symmons, J. (2022). Eco-friendly materials in contemporary architecture. Sustainable Engineering Journal, 27(5), 320-340.
- Liu, X., et al. (2020). Nanotechnology for improved bio-composite performance. Materials & Environment, 16(6), 755-779.
- Rodríguez, L., & Mena, R. (2023). Economic barriers in sustainable construction. Economic & Environmental Review, 35(1), 182-194.
- Sharma, P., et al. (2021). Bamboo as a sustainable structural material: Advancements and applications. Engineering Materials Research, 21(5), 401-420.
