Con frecuencia tendemos a dar la realidad por sentada. Imaginamos que esta permanecerá eterna tal y como está. Que nuestro nivel de civilización es el que permanecerá en el futuro. Esto ha ocurrido a lo largo de toda la historia, y con todos los pueblos que se han estudiado.
Sin embargo, nos encontramos en un punto de la historia en el que los avances técnicos se suceden a tal ritmo que afirmar cómo será el futuro de forma categórica probablemente nos depare alguna que otra sorpresa. Entonces, podríamos preguntarnos, ¿cuál será el material de construcción de mediados del XXI?
Los materiales de construcción hasta ahora
Durante las primeras sociedades o clanes (paleolítico) el ser humano abandonó las cuevas para explorar el mundo. Así nacieron las primeras viviendas temporales, tiendas o cabañas. Estas estaban fabricadas en ramas, pieles o pequeños leños.
Representación de la Cabaña de Terra Amata (cerca de Niza, Francia), hacia el 500.000 a.C. Fuente: José-Manuel Benito.
Llama la atención que durante medio millón de años fue la construcción por excelencia. Frente a los bloques de viviendas modernos basados en hormigón y acero (s.XX), estos materiales tuvieron un recorrido 5.000 veces superior en el tiempo.
Hacia el 6.000 a.C. el adobe empezó a colonizar lo que hoy conocemos como Oriente Medio. Se daba en forma de ladrillo de barro sin cocer mezclado con paja (probablemente desechos de las cosechas). Permitió construcciones más complejas y un mejor aislamiento del calor, así como diferentes alturas.
Zigurat de Ur, entre el 5000 y el 4500 a.C. Fotografía de 2006. Fuente: Wikipedia.
De aquellos milenios empezaron a surgir civilizaciones con construcciones gigantescas. Por ejemplo, el Zigurat de Ur, que usaba una mezcla de roca para los cimientos, adobe para el interior, y ladrillos cocidos para las paredes exteriores. Además de betún asfáltico como mortero y caña, bambú y cuerda para el andamiaje.
Hasta el final del Imperio Romano, la piedra tallada (granito, arenisca, mármol…), fue parte integrante de las edificaciones oficiales. Mientras que las viviendas empezaron a usar el ladrillo cocido, la madera, y los clavos de hierro para las uniones.
Ladrillo cocido con simbología de la Legio XXII Primigenia (22ª legión afortunada). Fuente: Harmann Linge.
Durante las siguientes edades continuamos usando la piedra (en muchas ocasiones adquirida de edificios precedentes) y madera. En el siglo XIX la producción de acero y el crecimiento de las ciudades fue el desencadenante de viviendas de pisos con refuerzos de hormigón pretensado y vigas metálicas.
Hoy día seguimos usando esta técnica y materiales no muy distintos para nuestras construcciones ordinarias. Y, como todas las culturas que nos precedieron, pensamos que serán los materiales constructivo del futuro.
El futuro de la construcción
Algunos posibles materiales de construcción del futuro
Los materiales han sido un quebradero de cabeza desde el momento en que se descubrieron las leyes de la elasticidad. Antes de aquello todo era ensayo y error. Después, método científico, ensayos en probetas y ciencia de los materiales.
Pero ha sido durante los últimos años, en que la nanotecnología nos ha hecho sumergirnos en las profundidades de los átomos, que nos hemos planteado no solo el material, sino la forma del material como parte crucial del comportamiento de los materiales.
Grafeno impreso en 3D
Durante un tiempo, el grafeno ha sido considerado como uno de los materiales artificiales más fuertes del planeta. Sin embargo este viene en forma de láminas, y su uso para la construcción resultaba algo complicado, por no decir bastante absurdo.
A principios de 2017 un equipo de ingenieros del MIT presentaba mediante este artículo una estructura tridimensional que, de construirse en grafeno, presenta un 5% del peso del acero y una resistencia de diez veces más.
Curiosamente, esta estructura es ahuecada y porosa, como puede verse en el vídeo. Y frente a lo que nos dicta la lógica, presenta un comportamiento de menos resistencia cuando se amplía su grosor (minuto 1:05).
La estructura es muy similar a la que ya presentó hace años el arquitecto Vincent Callebaut con su proyecto Wooden Orchids (Orquídeas de madera). En él se planteaba el uso de estructuras de madera, un material muy asequible en Wu Yuan, China.
Frente a las estructuras de construcción clásicas, Callebaut optó por una forma que primase el espacio interior minimizando los materiales de construcción. Usando materiales como grafeno y formas orgánicas similares podríamos levantar muros ordinarios con las ventajas de contar con un colchón de aire en las paredes que amortigüe los efectos del clima en el interior.
Bio-concreto, un material que se repara solo
El microbiólogo Hendrick M. Jonkers presentó en 2015 un tipo de hormigón capaz de repararse a sí mismo en cierta medida. En otras palabras, adiós a las grietas y las reparaciones, las goteras, la impermeabilización o la pérdida energética asociada a fisuras.
Este hormigón cuenta con bacterias que reparan el material desde dentro de un modo muy similar a como se sellan nuestros tejidos tras una fractura. Las bacterias permanecen latentes dentro del material hasta que las fisuras transportan humedad (agua, líquido de la vida), momento en que se activan.
Unos años antes, un equipo de científicos españoles presentaban un elastómero autorregenerativo de alta resistencia a tracción. Lo que significa que con un grosor suficiente podría hacer de tirante en puentes. Tras ello, otro equipo, esta vez chino, verificaba el hallazgo:
Un metamaterial que invierte el efecto Hall
Arrancando el 2017 un equipo de científicos presentaron un metamaterial innovador capaz de invertir el efecto Hall. Es cierto, pocos conocen este efecto electromagnético, y para muchos puede resultar un sinsentido:
Si una corriente eléctrica fluye a través de un conductor situado en un campo magnético, este campo ejerce una fuerza transversal sobre los portadores de cargas móviles, que tiende a empujarlas hacia un lado del conductor.
En esencia dice que aparece una fuerza usando electricidad y campos magnéticos. Una que podemos usar, y que ahora somos capaces de dar la vuelta para hacer que mire en sentido contrario.
Aunque las primeras aplicaciones prácticas de este tipo de materiales se verán más en electrónica, la construcción también puede usarlos, integrando carriles electrónicos (de electrones) invisibles dentro de los muros de los edificios.
Quizá no aporten resistencia física, pero la domótica y la conectividad pronto pasarán de lo tangible (un móvil, un PC, una pantalla…) a lo intangible y ubicuo.
Seda artificial de araña
Durante algunas décadas fue un bulo. Poco después una idea disparatada seguida de algunas investigaciones serias. Hoy día, una empresa japonesa llamada Spiber Inc. (juego de palabras con spider y fiber, araña y fibra en inglés) ya la comercializa.
Tela de araña soportando miles de gotas de agua. Fuente: Brigitte Werner.
Tal y como añade la marca en un comunicado en su página web: «Metales, vidrios, petroquímicos… La humanidad ha logrado dominar una rica variedad de materias primas, y ha conseguido con ellas enormes progresos a lo largo de su breve historia. Ahora, las proteínas están a punto de convertirse en la próxima generación de materiales sostenibles con un potencial diferente a cualquier otro que el mundo haya visto. Todo comienza con la seda de araña, 340 veces más resistente que el acero.»
No les falta razón. Tras descubrir cómo crear fibroína arácnida de manera artificial, el laboratorio se puso en marcha. Todavía es un producto para sectores de mercado muy reducidos, tales como talleres, laboratorios o proyectos experimentales, la mayoría de ellos relacionados con el mundo textil.
La razón es que esta proteína todavía sucumbe ante las inclemencias del tiempo y el clima. Sin embargo, una vez se consiga una protección o cubierta aceptable, podría usarse como alternativa low cost (y de reducido impacto ambiental) para estructuras atirantadas.
El futuro no está escrito
Teniendo en cuenta la velocidad de los avances en ingeniería de materiales es muy posible que en menos de cinco años estas técnicas se hayan perfeccionado. O incluso dejado atrás por obsoletas. Cada día se descubren datos nuevos, muchos de ellos gracias a técnicas cada vez más refinadas de análisis de elementos finitos.
Nadie puede predecir el futuro, y resulta arriesgado decir este será el método constructivo dentro de una o dos décadas. Lo más probable, visto lo visto, es que fallemos. De lo que sí parece que se está bastante seguro es que sea como fuere sorprenderá a los que somos profanos en la materia.
Además, dada la especialización en el uso de materiales, es probable que acabe por usarse un gran número de ellos hasta en la construcción más pequeña. Cada uno resolviendo un problema específico.
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