Una mezcla de micelio (la estructura vegetativa de los hongos) y restos de madera dieron vida a un nuevo biomaterial moldeable que puede tener aplicabilidad en el campo de la construcción como aislante termoacústico y ser útil para aligerar las estructuras y reducir el consumo de concreto. Este es el resultado de la tesis experimental de Juliana Alzate Restrepo, en el marco de su maestría en Construcción en la UNAL Medellín, cuyo avance en la creación de materiales a partir de organismos vivos rompe un paradigma en el uso de materia prima a partir de biomateriales con potencial uso en la construcción sostenible en Colombia.

Micelio antes de crecer en madera. Cortesía de Juliana Alzate Restrepo.

Las propiedades físicas, químicas, morfológicas y las características bajo las que esta red de hongos crece, hace el micelio atractivo y prometedor en el reemplazo de materiales convencionales que provienen de combustibles fósiles como el poliestireno, conocido popularmente como icopor, al etilvinilacetato o fomi, la fibra de vidrio, el cuero, la espuma y otros. Además, representa un gran potencial para contribuir en la disminución de emisiones de CO₂ y la generación de residuos.

“Cuando se habla de hongos nos imaginamos el champiñón, la orellana, pero esos son el fructífero, la fruta del árbol. El verdadero hongo es una estructura en forma de red conformada por células tubulares llamadas hifas, especie de raíces que están al interior del suelo y tienen muchas funciones en el ecosistema en el que se encuentran realizando una transferencia de nutrientes y de información. Esta red que es el micelio crece dentro de una matriz compuesta de material orgánico bajo unas condiciones de humedad y temperatura específicas”, señala la ingeniera civil, Juliana Alzate Restrepo.

Los hongos son los los principales descomponedores de madera en el ecosistema, sin embargo, la forma en que lo hace es segregando enzimas que degradan y generan una especie de aglomerante, conformado una matriz. Su crecimiento depende del tipo de hongo y está condicionado a variables ambientales,  características del medio de cultivo y el sustrato en el que se encuentre.

En su búsqueda por nuevos biomateriales para la construcción que contribuyan al cuidado del medio ambiente, teniendo en cuenta que este sector aporta el 37% de las emisiones totales de CO₂ en el planeta, “encontrarlo, para mí, fue una revelación”, comenta, y agrega que este podría convertirse en uno de los “materiales del futuro”.

La investigadora quería enfocar su trabajo en los residuos, especialmente los desechos madereros y cómo usarlos para el sector de la construcción. “En ese caso empecé a buscar aglomerantes naturales, que sí los hay, pero son muy difíciles de extraer como los taninos y las resinas. También me encontré con los aglutinantes artificiales provenientes del petróleo que son resinas sintéticas que se usan para los paneles y productos de madera aglomerada. Me di cuenta que en Colombia no hay una tecnología muy avanzada para obtener esos materiales. En esta búsqueda encontré al aglutante natural para darle un uso más eficiente a los residuos madereros y este es el micelio.”, explica la egresada de la UNAL Medellín.

Uno de los atractivos del micelio es su flexibilidad durante el crecimiento ya que permite moldearse de acuardo a la necesidad, razón por la que también es usado en aplicaciones artísticas y acquitectónicas.

“Puedo generar un contenedor, una especie de recipiente de cualquier forma, debido a que el micelio es muy flexible. Además, si está creciendo en desechos es muy económico y obtener los hongos es un recurso relativamente fácil. Sin embargo, hay que tener cuidado con la inoculación y la esterilización debido a que escalar el proceso se vuelve complejo, sobre todo para generar las condiciones de crecimiento en grandes cantidades. Pero el desarrollo se trata de ensayo-error, también me equivoqué, se me infectó, tuve problemas con los contenedores y con otras cosas”, señala Alzate Restrepo.

A través del tipo de hongo se puede determinar qué clase de material se usará, el sustrato y la manufactura. Según Juliana, si es como aislante, el material debe ser poroso, si lo requiero con mayor rigidez, el material no debe tener vacíos para que se compacte en todos los espacios.

Entre la vida y la muerte

“El micelio es es un organismo que se encuentra entre la vida y la muerte, descompone materia orgánica para darle lugar a la vida. En la historia de la vida en el planeta, el reino fúngico ha tenido un rol muy importante. Ha degradado los escombros orgánicos de los cataclismos que se han generado en la tierra, para darle lugar a un nuevo ecosistema, por ejemplo en el que estamos ahora. Es increíble, quedé muy impresionada, y siento que este es el camino a seguir”, cuenta Juliana.

La investigación detalla que estos hongos pertenecen al grupo de saprofitos, que descomponen organismos muertos. Esta red no es estática, se encuentra en constante crecimiento y regeneración a través de las hifas como canales especializados de alta conductividad, para realizar diferentes funciones como el crecimiento vegetativo, la nutrición local, la colonización del sustrato donde crece, la morfogénesis, la reproducción, la dispersión y la protección al daño con mecanismos de defensa a depredaciones.

Otra característica del crecimiento es la capacidad de “auto-soldarse”; es decir, de regenerarse ante el rompimiento de sus fibras causadas por daños locales. Esta regeneración crea una red más densa y robusta, característica con altos potenciales en el desarrollo de materiales a base de micelio, añade el documento.

La pesquisa

Gracias a la amplia investigación, Juliana obtuvo las bases teóricas para desarrollar las muestras y ser testeadas. “Mi tesis es experimental donde tuve que investigar a fondo el crecimiento sobre el micelio porque no habían personas que supieran del tema enfocado al desarrollo de materiales para la construcción”, agrega la ingeniera.

Así es como la investigadora desarrolló el proceso y la metodología para crecer el micelio a partir de las fuentes existentes. Los productos de este desarrollo fueron testeados con tres pruebas para caracterizar este material y ver qué funciones tenía dentro del campo de la construcción.

“Hice una prueba de compresión simple para saber su capacidad a la compresión, esta se llevó a cabo en el Laboratorio de Suelos y Geotecnia de la Facultad de Minas. Prueba para conocer la conductividad térmica del material y conocer su capacidad de aislar el calor, realizado en el Laboratorio Máquinas y Sistemas Térmicos de la Facultad de Minas. Y, finalmente, realicé una prueba acústica de incidencia normal, con el tubo de Kundt en la Universidad de San Buenaventura. El material absorbe un 90% del ruido, para frecuencias entre 250 y 2000 Hz. El proceso de crecimiento de las muestras se realizaron en el laboratorio de Procesos Agricolas de la Facultad de Ciencias Agrarias gracias a la apertura de la co-directora de mi tesis, la profesora Edith Cadena, quien fue relacionada por el director de mi tesis, el profesor Carlos Mauricio Bedoya", detalla sobre el estudio Juliana Alzate.

Gracias a estas tres pruebas fue posible caracterizar el material desarrollado que, si bien no tiene funciones estructurales aplica para otras alternativas, pues puede desarrollarse como una especie de paneles para que aíslen la temperatura y el ruido.

Círculo de sostenibilidad

Dentro de la investigación también se destaca que, al utilizar materiales a base de micelio, hay una reducción significativa de gases de efecto invernadero comparados con materiales como el cuero y el poliestireno expandido. “Sí hay evidencia de que estos materiales disminuyen la huella de carbono, entonces entran dentro del concepto de economía circular. Sé de dónde proviene, cómo se puede producir y su finalidad porque vuelve a ese estado natural en el que se generó. Es un material renovable porque puede reciclarse nuevamente” afirma la magíster en Construcción.

Actualmente se cuenta con metodologías mas especializadas y no divulgadas para la producción de cuero, fomi y empaques que ya se encuentran dentro del campo industrial.

“Hay mucho por hacer e investigar y estoy convencida del potencial de los materiales a base de micelio. Finalmente agradezco los profesores Carlos Mauricio Bedoya Montoya y Edith Marleny Cadena Chamorro por su apoyo y contribuciones a esta investigación. Sería bueno hacer un estudio para conocer qué piensan las personas acerca de construir con organismos vivos, sin embargo, es también ir hacia un cambio de paradigmas ya que construir con hongos es viable”, enfatiza la ingeniera.

Entre tanto, Juliana manifiesta el deseo de continuar con los análisis en este tema, por ahora, por su cuenta, lo hace en su casa donde instaló un pequeño laboratorio. Del trabajo Desarrollo de biomaterial a base de micelio y residuos madereros para el campo de la construcción, actualmente se construye un artículo científico y se proyecta una posible patente de invención.

(FIN/JRP)

11 de marzo de 2024