Hormigón 3D sostenible: el material que podría cambiar cómo construimos y cómo capturamos CO₂

Un nuevo avance científico está desafiando una idea que parecía inamovible: que la resistencia estructural y la sostenibilidad rara vez conviven en un mismo material. Un grupo de ingenieros, arquitectos y científicos de la Universidad de Pensilvania ha desarrollado un hormigón 3D sostenible capaz de capturar CO₂, una propiedad que abre un horizonte inesperado en la construcción de baja huella ambiental. La clave proviene de un organismo microscópico que habita nuestro planeta desde hace millones de años: la diatomea.

Cómo la Universidad de Pensilvania logró un hormigón 3D sostenible capaz de absorber CO₂

En este proyecto, el equipo de investigación creó una mezcla apta para impresión aditiva que combina cemento con tierra de diatomeas, un material fósil formado por algas silíceas extremadamente porosas. Esa porosidad confiere al hormigón 3D sostenible una superficie interna mucho mayor que la de un hormigón convencional, lo que facilita la captura de dióxido de carbono.

Las pruebas de laboratorio revelaron que el nuevo material puede capturar hasta un 142 % más CO₂ que las mezclas tradicionales, manteniendo al mismo tiempo una resistencia mecánica adecuada para aplicaciones constructivas. Este comportamiento se alinea con otras investigaciones recientes orientadas a reducir el impacto de los materiales de construcción, como las estrategias de hormigón sostenible que empiezan a abrirse paso en el sector:

Una ventaja destacada es la reducción del uso de cemento, uno de los componentes más emisores de CO₂ en la industria. Según la Agencia Internacional de la Energía, la producción de cemento representa cerca del 8 % de las emisiones globales, un problema que estas nuevas formulaciones buscan mitigar.

Diseño geométrico para aumentar la captura de carbono

La impresión 3D no es solo un medio de fabricación, sino una herramienta de optimización. En este caso, permitió introducir geometrías internas inspiradas en estructuras biológicas, como superficies mínimas continuas o patrones similares a los de corales y huesos. Con esta estrategia, la conversión de CO₂ mejoró hasta un 30 % adicional sin comprometer la resistencia del hormigón 3D sostenible.

El enfoque geométrico permite que el dióxido de carbono difunda hacia el interior del material y reaccione con él, algo que difícilmente ocurriría en un hormigón tradicional mucho más denso y compacto. Esta combinación de forma y química convierte la estructura en un elemento pasivo-activo: resistente, pero al mismo tiempo capaz de reducir parte de la huella ambiental que suele acompañar al sector.

Este tipo de avances encaja con líneas de investigación más amplias, como el desarrollo de concreto ecológico que captura CO₂ desarrollado en el MIT, una tendencia clave en la descarbonización del entorno construido:

Menos cemento, más rendimiento y mayor capacidad de captura

Una de las observaciones más interesantes del estudio es que el aumento de porosidad, lejos de debilitar la mezcla, ayuda a reforzarla con el tiempo. La presencia de diatomitas —ricas en sílice y con microestructuras muy ramificadas— favorece reacciones internas de carbonatación que generan carbonatos cálcicos, actuando como un refuerzo natural.

Los ensayos realizados por el equipo de la Universidad de Pensilvania demostraron que:

• la mezcla mantiene su capacidad portante,
• mejora su resistencia conforme captura CO₂,
• y ofrece una imprimibilidad superior a la de formulaciones convencionales.

Durante los experimentos, el material logró extruir más de un centenar de capas con estabilidad, algo esencial si se quiere escalar el proceso a obras reales mediante construcción aditiva.

Un puente entre la biología, la ingeniería y la arquitectura

Este hormigón 3D sostenible no es solo un material, sino un ejemplo de cómo la investigación interdisciplinar puede transformar la forma en que edificamos. Al combinar microalgas fósiles, impresión 3D y optimización geométrica, el proyecto abre la puerta a materiales activos capaces de capturar carbono durante toda su vida útil.

Entre sus futuras aplicaciones destacan:

• paneles prefabricados para fachadas,
• módulos autoportantes en construcción industrializada,
• elementos estructurales ligeros para edificios y puentes,
• componentes urbanos orientados a mejorar la calidad del aire.

Además, la naturaleza silícea y porosa de las diatomeas sugiere posibles usos en entornos marítimos y sistemas de restauración ecológica, donde la estructura del material podría favorecer la colonización de organismos que también contribuyen al ciclo del carbono.

Un futuro prometedor, aunque aún en fase experimental

Pese a su potencial, este hormigón 3D sostenible se encuentra todavía en un estadio de desarrollo que requiere validaciones adicionales antes de adoptarse en infraestructuras críticas. La escalabilidad industrial, la resistencia a largo plazo, la interacción con distintos climas y la adaptación a normativas internacionales son retos que los investigadores deberán resolver.

Aun así, el avance se sitúa en la vanguardia de la construcción sostenible, en un contexto global en el que reducir emisiones y optimizar recursos se ha convertido en una prioridad para administraciones, promotores y profesionales del sector. Su posible integración en proyectos reales coincide con la expansión de la construcción industrializada y los nuevos enfoques de diseño estructural orientados a la eficiencia energética y medioambiental.