Adiós a las casas de siempre: crean un nuevo material más resistente y eficaz usando arena del desierto

La arena de los ríos, un componente esencial del hormigón, está en tela de juicio debido a los daños ambientales asociados con su sobreexplotación. Con un consumo anual estimado entre 32.000 y 50.000 millones de toneladas de arena fluvial, surge una necesidad urgente de alternativas sostenibles. En contraste, las enormes reservas de arena desértica, que abarcan aproximadamente 6.000.000 km² a nivel mundial, permanecen en gran medida infrautilizadas. La arena desértica, transportada por el viento, es ultrafina y uniforme y, además, los granos carecen de la angularidad y textura rugosa necesarias para un enclavamiento eficaz.

Sin embargo, un equipo de investigadores se ha centrado en incorporar arena del desierto en materiales a base de cemento, y los resultados han sido sorprendentes; mediante pretratamiento, control de gradación y combinación con aditivos, es posible lograr morteros y hormigones de alto rendimiento.

El material de construcción del futuro

«Los investigadores llevan muchos años debatiendo si la arena del desierto se puede utilizar en el hormigón. El problema es que es tan fina que no es adecuada como aglutinante en el hormigón. En otras palabras, el hormigón no será lo suficientemente duro como para utilizarse en proyectos de construcción», subraya Ren Wei, investigador postdoctoral del Departamento de Ingeniería Civil y de Fabricación de la NTNU, en un comunicado de prensa.

Este estudio presenta el hormigón botánico, un material innovador desarrollado a partir de polvo de arena fina molida y prensado en caliente, utilizado como sustituto de la arena del desierto en combinación con madera, sin necesidad de cemento. Los expertos probaron diversas condiciones de formación, incluyendo temperatura, proporciones de mezcla, presión y duración, para evaluar sus efectos sobre la resistencia a la flexión y la densidad de este hormigón.

Asimismo, se analizaron cinco tipos de arena, incluida la arena del desierto, para determinar su influencia en las propiedades del material. La microscopía electrónica de barrido proporcionó una perspectiva detallada sobre la estructura microscópica del hormigón botánico. La investigación demostró el potencial de la arena del desierto como material de construcción sostenible, ya cumplió con los estándares industriales japoneses para bloques de pavimento en la mayoría de las condiciones.

Aunque la alta finura y alcalinidad de la arena del desierto se consideraba anteriormente una desventaja, se observó que estas características mejoran la unión y el rendimiento en aplicaciones de hormigón botánico. Estos hallazgos sientan las bases para el uso a gran escala de arena fina desértica en la construcción, y futuros estudios podrían explorar el uso de residuos agrícolas como materia prima, aglutinantes orgánicos adicionales y energía solar, promoviendo así materiales de construcción más sostenibles, especialmente en regiones desérticas.

«También evaluamos el rendimiento bajo una exposición química agresiva y descubrimos que los ladrillos de arena del desierto activados con álcali conservaban su integridad y, en casos clave, superaban a los ladrillos a base de cemento bajo el ataque del sulfato», explica Maher Omar, profesor de Ingeniería Civil en la Universidad de Sharjah. «Esto es importante en entornos costeros y marinos, donde los suelos y las aguas subterráneas ricos en sulfato pueden acelerar el deterioro».

Perspectivas de futuro

El marco del hormigón botánico ofrece una solución de construcción sostenible y rentable, especialmente en regiones áridas y desérticas donde los materiales convencionales son escasos. Una de las innovaciones clave de este enfoque es su capacidad para abordar la falta de materias primas en estos entornos.

Aunque este estudio utilizó residuos de madera, el verdadero potencial de este tipo de hormigón de cara al futuro radica en su adaptabilidad a materias primas locales más abundantes. En este sentido, los residuos agrícolas representan una fuente de biomasa más práctica y sostenible.

La agricultura desértica ha avanzado significativamente en los últimos años gracias a tecnologías y técnicas como la agricultura vertical, casas de red, sistemas de riego hidropónico y de goteo, así como el uso de variedades de cultivos resistentes a la sequía.

Al mismo tiempo, la generación de residuos agrícolases un problema creciente, agravado por la descomposición limitada debido a la escasez de agua y la infraestructura de gestión inadecuada. La acumulación y quema de estos residuos libera CO₂ y otros contaminantes, afectando los ecosistemas y disminuyendo la fertilidad del suelo.

Incorporar estos residuos en la producción de hormigón botánico no sólo reduce la contaminación y el desperdicio, sino que también aprovecha recursos locales, mejorando la sostenibilidad y viabilidad del material en regiones desérticas.

«El proceso de producción es relativamente sencillo, por lo que, en principio, el material se puede fabricar en muchos lugares. Pero necesitamos realizar más pruebas, entre ellas cómo resiste el frío, antes de que se pueda utilizar en Noruega», afirma Ren Wei.

Si se superan todos estos desafíos pendientes, el hormigón botánico podría convertirse en uno de los mejores ejemplos de cómo se puede aliviar uno de los grandes dilemas de la construcción moderna: seguir edificando aprovechando materiales locales que hasta hoy se consideraban inútiles.