El sorprendente rol de las algas en la creación de un cemento más ecológico sorprende a la industria

Un equipo de investigadores de la Universidad de Washington, en colaboración con Microsoft Research, desarrolló un cemento reforzado con algas marinas que reduce la huella de carbono del concreto en un 21% sin afectar su resistencia estructural.

El avance, ofrece una solución innovadora al impacto ambiental de la industria cementera, responsable de hasta el 10% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono.

El concreto, sólo superado por el agua en consumo a nivel mundial, utiliza como base el cemento, material esencial para la infraestructura moderna. Sin embargo, su producción genera un alto costo ambiental.

Según la Universidad de Washington, fabricar un kilogramo de cemento produce casi un kilogramo de CO2, debido al consumo de combustibles fósiles para el calentamiento de las materias primas y la reacción de calcinación inherente al proceso industrial.

“El cemento está en todas partes —es la columna vertebral de la infraestructura moderna— pero tiene un enorme costo climático”, afirmó Eleftheria Roumeli, profesora asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Washington y autora principal del estudio.

Frente a este desafío, el equipo recurrió a algas del género Ulva, plantas marinas conocidas por su capacidad fotosintética para captar y almacenar CO2. El procedimiento consiste en secar y pulverizar las algas, mezclándolas directamente con el cemento ordinario.

La fórmula contiene un 5% de algas en peso y permite reemplazar parte del cemento convencional, disminuyendo la huella de carbono del producto final.

El proceso, detallado por la Universidad de Washington, no exige tecnologías costosas ni complejas y mantiene los requisitos estructurales del cemento para aplicaciones en la construcción.

El proyecto destacó también por su uso de modelos de aprendizaje automático. Tradicionalmente, optimizar la mezcla de un material requiere años de experimentación, ya que cada muestra de concreto necesita alrededor de un mes de curado para su evaluación.

En este caso, el equipo empleó machine learning con 24 formulaciones iniciales, lo que permitió identificar variantes prometedoras y acelerar las pruebas de laboratorio. La combinación de resultados y retroalimentación continua posibilitó concluir el desarrollo en solo 28 días, acortando a semanas un proceso que suele llevar cinco años.

“Machine learning fue fundamental para ayudarnos a acortar drásticamente el proceso, algo especialmente importante aquí, porque estamos introduciendo un material completamente nuevo en el cemento”, explicó Roumeli.

El cemento con algas Ulva eliminó el 21% del potencial de calentamiento global respecto al producto tradicional, específicamente por reducción de la huella de carbono, según los datos divulgados. Las pruebas mostraron que se mantiene la resistencia estructural, lo que permite considerar esta alternativa viable para la industria.

La utilización de algas no solo disminuye las emisiones, sino que aprovecha un recurso renovable y fácilmente accesible. “Lo que hace emocionante este trabajo es que mostramos cómo un material fotosintético y abundante como las algas verdes puede incorporarse al cemento para reducir las emisiones, sin necesidad de procesos costosos ni sacrificar el rendimiento”, concluyó Roumeli en el comunicado de la universidad.

El equipo considera que este avance representa el inicio de una nueva generación de materiales orientados a la sostenibilidad. Entre los participantes del estudio se encuentran Meng-Yen Lin, doctoranda en ciencia e ingeniería de materiales; Paul Grandgeorge, exinvestigador posdoctoral de la misma institución y actual ingeniero en el Instituto iPrint; y Kristen Severson, investigadora principal en Microsoft Research.

La Universidad de Washington informó que los próximos pasos incluirán estudiar cómo las distintas composiciones de algas inciden en el rendimiento del cemento y ampliar la técnica a otras especies vegetales o residuos alimentarios. Esto permitiría desarrollar alternativas locales y sustentables en diversas regiones, potenciadas gracias al uso de inteligencia artificial.

Roumeli definió su visión así: “Al combinar materiales naturales como las algas con herramientas modernas de datos, podemos localizar la producción, reducir las emisiones y avanzar más rápido hacia una infraestructura más ecológica”.

La iniciativa contó con financiación de Microsoft Research y promovió el intercambio entre especialistas en materiales e inteligencia artificial, alianza clave para acelerar el desarrollo de soluciones respetuosas con el medio ambiente.

La investigación sobre el cemento reforzado con algas Ulva supone un avance relevante hacia la reducción del impacto ambiental de la construcción. La combinación de recursos naturales y tecnología de datos abre nuevas posibilidades para infraestructuras más limpias y sostenibles en todo el mundo.