Los nuevos materiales de construcción están cambiando la forma de construir. En los últimos años, se están creando materiales sintéticos innovadores, materiales de construcción más ligeros, resistentes y respetuosos con el medio ambiente que los materiales tradicionales. Estos avances hacen que la construcción sea más fácil, eficiente y respetuosa con el medio ambiente. En este artículo te mostramos una selección de los 17 materiales de construcción más novedosos del sector.
Obviamente, la elección de buenos materiales de construcción es primordial para que la obra se realice con éxito, sin embargo a día de hoy, ésta no es la principal causa de las rectificaciones y consecuentemente, los retrasos que se producen en obras. Según nuestro última encuesta a más de 2500 profesionales del sector, las rectificaciones en obra pueden suponer más de 11% de los costes del proyecto, en nuestro informe te mostramos las principales causas y cómo mitigar su impacto.
Materiales innovadores: resolver problemas del pasado
Cuando el cemento se agrieta, es un problema mucho más grave de lo que mucha gente cree. No se trata sólo de estética, aunque eso es ciertamente importante. No, este problema es estructural: el agua penetrará en la grieta y empezará a socavar la integridad del hormigón. En un entorno con temperaturas inestables, este problema se agrava por el efecto de la congelación y descongelación. El agua de la grieta se expande durante los inviernos helados, separando un poco más cada lado de la grieta. Y luego, cuando el hielo se descongele en primavera, el agua se filtrará más profundamente en el cemento, profundizando la grieta y socavando la integridad estructural del edificio.
Pero, ¿y si el hormigón pudiera curarse a sí mismo? ¿O el asfalto, o incluso el metal? Sería posible ahorrar miles de millones de euros sólo en reparaciones y trabajos de restauración, por no hablar de la reducción del daño al medio ambiente que supone sustituir los materiales dañados.
Algunos materiales de construcción modernos encontrarán su lugar, quizás, en pequeños nichos, pero existen una serie de materiales de construcción innovadores que tienen potencial para llegar a ser ampliamente utilizados. Los edificios con estructuras tradicionales de ladrillo y hormigón pasarán gradualmente a ser cosa del pasado, porque las necesidades de la humanidad son obvias: necesitamos edificios ecológicos, energéticamente eficientes, duraderos y ligeros, que tengan un aspecto agradable y sean muy funcionales al mismo tiempo.
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Los materiales de construcción más innovadores
Hemos recopilado los materiales más interesantes e innovadores de la construcción que ya se utilizan y algunos que son conceptos prometedores que se están probando en proyectos piloto. Algunos materiales de construcción no son necesariamente nuevos, es decir, la tecnología se desarrolló y probó hace mucho tiempo, pero todavía se utiliza de forma selectiva y no está muy extendida. Los nuevos materiales de construcción se utilizan tanto como acabados decorativos como materiales básicos en las estructuras de los edificios.
Aquí tienes los más de 17 materiales innovadores para la construcción:
- Madera Transparente
- Fibra de carbono
- Baldosas SensiTiles
- Hormigón autorreparable
- Aerogel
- Richlite
- Granito líquido
- Hormigón flexible y maleable
- Lienzo de hormigón
- Aluminio transparente
- Madera maciza
- Hidrocerámica
- CABKOMA
- Flexicomb
- Pintura Ultra-White
- Forro Bio-Coal
- Refuerazo de cáñamo
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MADERA TRANSPARENTE
La invención del material ecológico más novedoso, la madera transparente, se anunció en 2016. Sin embargo, hasta 2020, el científico que inventó un método para hacer transparente la madera en colaboración con un equipo de la Universidad de Maryland en College Park, no declaró que se habían completado las pruebas y que habían conseguido un resultado estable. La madera transparente es al menos 5 veces más resistente y ligera que el vidrio, además de ser más eficiente térmicamente. Estas características la convierten en un interesante sustituto potencial de las ventanas de plástico o cristal. Otras ventajas: la materia prima es renovable y ecológica. El árbol de la balsa crece rápidamente, y un árbol llega a adulto en sólo 5 años. Los costes de producción también son mucho más bajos que en la producción de vidrio, donde existe una notable huella de carbono debido a las altas temperaturas necesarias y a la electricidad utilizada en el proceso.
La madera transparente es bastante flexible, ya que contiene celulosa natural. Para conseguir la transparencia, la madera de balsa se empapa en una solución especial y luego se añade resina epoxi a la estructura. La madera transparente o el cristal de madera pueden utilizarse en lugar de las unidades de cristal tradicionales u otros elementos en estructuras de edificios que tienen que ser transparentes, pero también duraderas, ecológicas y energéticamente eficientes.
FIBRA DE CARBONO
La fibra de carbono es otro de los prometedores materiales del futuro. Hace tiempo que se utiliza en diferentes deportes, sin embargo, es ahora que vemos que se utiliza cada vez más en la construcción, un sector que a menudo exige una combinación de resistencia y ligereza. La fibra de carbono es un 75% más ligera que el hierro y un 30% más ligera que el aluminio. Se utiliza para reforzar materiales de construcción tradicionales con el fin de mejorar su resistencia -ladrillos, bloques de hormigón armado, estructuras de madera-, así como para reducir el grosor de los paneles y, en consecuencia, disminuir su peso. El refuerzo de hormigón con fibra de carbono también proporciona un excelente aislamiento térmico. El único inconveniente que limita su aplicación generalizada es el elevado coste del material.
SENSITILES – BALDOSAS ACRÍLICAS DECORATIVAS
Los materiales de construcción innovadores no siempre son materiales con propiedades físicas innovadoras, como la resistencia o la seguridad. También pueden ser materiales que integran la tecnología para ofrecer una decoración espectacular y la aplicación de las ideas de diseño más extravagantes. Un nuevo tipo de material de construcción de acabado es una baldosa sensible con fibra acrílica que reacciona a tus movimientos, al tacto o a las fuentes de luz. La fibra óptica transmite luz y reacciona: la baldosa puede centellear, iluminarse, captar y dispersar colores vecinos en su superficie. Decorar con este material ofrece nuevas oportunidades en arquitectura y diseño de interiores.
HORMIGÓN AUTORREPARABLE
El término “hormigón autorreparable” suena más que un poco fantasioso. Ya en 2015, el inventor Henk Jonkers, de la Universidad Tecnológica de Delft, mostró un método innovador para reparar grietas en el hormigón utilizando bacterias. El principio de la tecnología es sencillo: se añadían al hormigón cápsulas que contenían bacterias específicas y nutrientes para ellas: las bacterias se activaban en cuanto les llegaba el agua. El hormigón agrietado se reconstruía con humedad, rellenándolo con piedra caliza producida por las bacterias.
Además de esta biotecnología, existe otra alternativa de investigadores coreanos en la que se añaden cápsulas de un determinado polímero al hormigón. Bajo la influencia de la humedad y la luz solar, también empieza a reaccionar, hinchándose y rellenando la grieta.
El hormigón tradicional es un material de construcción muy fiable y consolidado, pero pierde sus propiedades cuando se agrieta. Muchos especialistas en ciencia de los materiales de todo el mundo están trabajando para dar a este material básico una actualización moderna.
Recientemente, científicos estadounidenses del Instituto Politécnico de Worcester (WPI) también han presentado pruebas de que han desarrollado biohormigón. En este caso, se añade una enzima para que reaccione con cristales de carbonato cálcico que liberan CO2, cuyas propiedades son similares a las del hormigón. Como resultado, se rellenan todas las grietas y mejora la resistencia del hormigón. Este método puede restaurar una grieta de 1 mm en un día.
Otro desarrollo de científicos de la Universidad de Colorado se basa en la fotosíntesis de las bacterias. El biohormigón se compone de una mezcla de cianobacterias -bacterias fotosintetizadoras-, gelatina y arena. Reaccionan al agua y aumentan de tamaño para rellenar cualquier cavidad.
AEROGEL
¡El material más duro y ligero del mundo está hecho de un 99,8% de aire!
Este material sintético poroso ultraligero se obtiene a partir de un gel en el que el componente líquido del gel se sustituye por un gas. El resultado es un cuerpo muy sólido de densidad extremadamente baja y baja conductividad térmica. Al tacto, se parece a la frágil espuma de poliestireno. Los aerogeles pueden estar hechos de diversos compuestos químicos. Se fabricaron por primera vez en 1931 por idea de Samuel Stephens Kistler. Sostuvo que podía sustituir el líquido por gas sin reducir la estructura. Los primeros aerogeles estaban hechos de geles de sílice. Los trabajos posteriores de Kistler se refirieron a aerogeles basados en óxido de aluminio, óxido de cromo y dióxido de estaño. Los aerogeles de carbono se desarrollaron por primera vez a finales de los años 80. Una característica especial de los aerogeles es que pueden tener una conductividad térmica inferior a la del gas que contienen. Este material es un excelente aislante térmico, por lo que se utiliza ampliamente para el aislamiento térmico ecológico y eficaz a escala industrial. Debido a la elevada y fina porosidad de su estructura, los aerogeles pueden utilizarse como matriz colectora de las partículas de polvo más pequeñas.
RICHLITE
Richlite es un material compuesto de papel duradero. Está hecho de papel usado que se prensa en paneles duros y lisos que pueden procesarse. El papel procedente de fuentes adecuadas es mucho más respetuoso con el medio ambiente que muchos de los materiales más comunes utilizados en la construcción, y ésta es una de las principales ventajas de Richlite. Sin embargo, la tecnología lo convierte en una materia prima asombrosa, tan necesaria para la ecoconstrucción.
A diferencia de la piedra u otras superficies duras, Richlite funciona igual que la madera dura densa, y se puede fresar, lijar y unir fácilmente. Además, Richlite es un material resistente al agua e higiénico, con baja absorción de humedad, alta resistencia al calor y al fuego. No está de más que tenga un buen aspecto, con un acabado natural. Por eso se utiliza en muchas industrias, desde la construcción hasta el diseño de muebles. Incluso se utiliza para fabricar instrumentos musicales, sustituyendo al costoso ébano y proporcionando al mismo tiempo una gran calidad de sonido. La richlita se ha convertido en un material muy conocido, apreciado por muchos arquitectos como acabado de muebles, elementos interiores y estructuras creativas.
GRANITO LÍQUIDO
La piedra artificial “líquida” es una mezcla líquida especial para la construcción (compuesta por un 70% de virutas de mármol y un 30% de aditivos especiales y relleno decorativo) que se pulveriza sobre superficies como hormigón, mampostería, piedra y asfalto. Debido a su composición, el líquido se solidifica para formar un sello hermético, proporcionando a la superficie durabilidad y un aspecto atractivo. El granito líquido es un material ecológico, ya que incluye resinas seguras, virutas de mármol natural y cargas minerales. Este material compuesto se utiliza a menudo en trabajos de acabado, para la fabricación o revestimiento de estructuras individuales o elementos interiores.
HORMIGÓN FLEXIBLE
La investigación para mejorar la calidad del hormigón es uno de los objetivos más populares de la ciencia de los materiales, pero no debería sorprendernos.
Hoy en día, casi toda la construcción se basa en el hormigón. Ya hemos mencionado que uno de los problemas del hormigón es su fragilidad si se astilla y agrieta. Además, aunque el hormigón es extremadamente resistente, está limitado en cuanto a la carga que puede soportar. En 2014, unos singapurenses consiguieron no sólo mejorar la resistencia y reducir el peso del hormigón eliminando el refuerzo en las estructuras de hormigón, sino que también añadieron flexibilidad, que no es una propiedad característica del hormigón tradicional.
Gracias a un aditivo único, el nuevo hormigón ConFlexPave ha conseguido una flexibilidad y resistencia hasta 3 veces superiores a las del hormigón tradicional. Las microfibras poliméricas más finas se mezclan en la solución, distribuyendo las cargas por toda la losa de hormigón. Esto ayuda a que sea tan resistente como el metal y el doble que el hormigón normal cuando se somete a flexión.
Sin embargo, la perfección no tiene límites, y otros científicos siguen persiguiendo el hormigón flexible. Por ejemplo, especialistas de la Universidad de Swinburne han creado un hormigón sin utilizar cemento, pero con las mismas características sobresalientes en cuanto a flexibilidad y cargas. Este nuevo tipo de hormigón también es respetuoso con el medio ambiente, ya que incorpora cenizas volantes y compuestos de geopolímeros, emisiones residuales típicas de las centrales eléctricas de carbón. También se solidifica a temperatura ambiente, lo que significa que no hay necesidad de costes de producción insosteniblemente altos. Pero lo más importante es que el nuevo hormigón es 400 veces más flexible que el hormigón tradicional, manteniendo el mismo nivel de resistencia. Los geopolímeros no sólo aumentan el coeficiente de flexión, sino que también mejoran la resistencia a posibles microfracturas. Las fibras poliméricas mantienen la estructura bajo carga incluso con grietas, por lo que el nuevo material puede utilizarse en zonas propensas a terremotos, ya que se minimiza el riesgo de derrumbe de los edificios hechos con este hormigón.
Este material revolucionario es un tejido de hormigón en rollo. Su flexibilidad ofrece posibilidades de diseño ilimitadas a los arquitectos y plantea nuevos retos a la construcción.
La solución patentada Concrete Canvas® se utiliza para una amplia gama de tareas de construcción y mucho más. Permite construir estructuras de hormigón con una instalación mínima y formación especializada. La instalación suele ser diez veces más rápida: basta con desplegar un rollo preparado y añadir agua.
Se trata de un material auxiliar que facilita una serie de trabajos previos a la construcción y también se utiliza en la preparación de instalaciones de infraestructura: canales, reparación y protección de superficies y taludes y refuerzo de embalses y tuberías.
ALUMINIO TRANSPARENTE
Este material del futuro es una realidad física. En términos sencillos, es una cerámica transparente basada en el oxinitruro de aluminio (AlON). Las principales características de este material son la resistencia a los arañazos y la durabilidad. El aluminio transparente es mucho más duradero que el vidrio de aluminosilicato (cuarzo) y también es un 85% más duro que el zafiro. Además, puede soportar un calor de hasta 2.100⁰C. Es resistente a la radiación, los ácidos, los álcalis y el agua. Naturalmente, el material fue adoptado inmediatamente por las industrias militar y óptica. Pero en la construcción, se utiliza para ventanas resistentes a los impactos, cúpulas y otros elementos que requieren transparencia y resistencia.
MADERA LAMINADA
Se trata de un material innovador que utiliza la madera en todos sus elementos. La madera se prensa en paneles y se lamina, convirtiéndola en un bloque macizo mucho más resistente que la madera ordinaria.
Dentro de esta categoría encontrarás subtipos como la madera laminada cruzada y la madera laminada. La madera laminada consiste en varias piezas de madera encoladas entre sí que se utilizan para crear vigas resistentes. La madera laminada cruzada se compone de piezas de madera colocadas en direcciones alternas para crear grandes paneles que puedan soportar cargas pesadas. Ambos tipos de madera son extremadamente resistentes al fuego. Las capas exteriores, al arder, crean una carbonización que ayuda a aislar el resto de la madera. Durante las pruebas de resistencia al fuego, demostraron la capacidad de mantener su integridad estructural. Utilizar madera maciza facilita la captura de carbono mientras los árboles crecen y mientras la madera se utiliza en los edificios. Según un estudio publicado en el Journal of Sustainable Forestry, si se utiliza una silvicultura sostenible, se pueden evitar entre el 14 y el 31% de las emisiones globales sustituyendo por madera los materiales utilizados en edificios y puentes.
HIDROCERÁMICOS (REFRIGERACIÓN PASIVA)
Se trata de un material de fachada compuesto de arcilla e hidrogel capaz de enfriar el interior de los edificios hasta 6 °C. La hidrocerámica utiliza la capacidad del hidrogel de absorber 500 veces más agua que su propio peso para crear un sistema de construcción que “se convierte en un ser vivo como parte de la naturaleza, no más allá de ella”. La tecnología fue desarrollada por estudiantes españoles del Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña en 2014. Desde entonces, este material innovador que permite sistemas de autoenfriamiento es muy demandado en el sector de la construcción y entre los arquitectos. Es especialmente popular en la construcción ecológica, ya que puede ahorrar hasta un 28% del consumo total de energía de los dispositivos de refrigeración tradicionales.
CABKOMA – HILOS DE HIDROCARBURO, SOPORTE DE CUERDA
Para las regiones propensas a los terremotos, como Japón, son muy importantes los materiales que puedan resistirlos. Por eso, el laboratorio de Komatsu Seiten Fabric ha desarrollado un compuesto termoplástico de fibra de carbono llamado CABKOMA Strand Rod.
El compuesto está recubierto de fibras inorgánicas y sintéticas, con un acabado de resina termoplástica, dando lugar al sistema de refuerzo sísmico más ligero del mundo. Los innovadores filamentos son casi cinco veces más ligeros que el alambre metálico de la misma resistencia, e incluso tienen un diseño bastante bonito. También son eficaces, pues ayudan a los edificios a cumplir los requisitos de refuerzo sísmico. Por supuesto, como todos los materiales basados en fibra de carbono, el inconveniente de CABKOMA es que no es barato.
FLEXICOMB
Flexicomb se inspira en la naturaleza: como podrás adivinar por el nombre, la estructura de este material se inspira en los panales de abejas. Esta idea tan sencilla ha resultado ser asombrosamente flexible y funcional. La idea surgió por primera vez en la Universidad de Yale, donde los investigadores estudiaron la estructura de los panales. Combinando pajitas para beber en un solo conjunto, es fácil crear una estructura parecida a un panal. También ofrece la oportunidad de reciclar o reutilizar una molestia habitual del plástico: la pajita para beber.
En Flexicomb, miles de tubos de polipropileno están estrechamente conectados en una matriz flexible, a la que se pueden dar diferentes formas. Estas estructuras son translúcidas, por lo que suelen utilizarse para fabricar elementos decorativos de iluminación.
PARA REFRIGERACIÓN PASIVA
Todo el mundo sabe que el blanco es extremadamente bueno reflejando la luz. Pero resulta que es posible crear la “pintura más blanca del mundo” que puede servir de aire acondicionado para enfriar las habitaciones.Los investigadores de la Universidad de Purdue han creado una pintura blanca que refleja el 98,1% de la luz solar. El secreto de la pintura es su composición, que contiene sulfato de bario.
Esto proporciona un blanco perfectamente puro con efecto reflectante. Según los resultados de las pruebas, la aplicación de la pintura produce resultados increíbles: pintar un tejado de 90 m2 proporciona una potencia frigorífica de 10 kW. Esta cifra es superior a la potencia típica de los acondicionadores de aire domésticos.
Además de su uso en la refrigeración de edificios, la nueva pintura también puede evitar el sobrecalentamiento de los sistemas eléctricos exteriores.
REVESTIMIENTO DE BIOCARBÓN
La startup berlinesa Made of Air ha desarrollado un bioplástico especial no tóxico hecho de biocarbón procedente de residuos forestales y agrícolas. Captura carbono y puede utilizarse para todo: fachadas de edificios, muebles, interiores, transporte e infraestructuras urbanas.
El material reciclado está compuesto por un 90% de carbono y es capaz de absorber CO2 de la atmósfera, y es en sí mismo un material carbono-negativo.
Este material poroso y rico en carbono retiene el carbono de forma muy eficaz. A diferencia de la biomasa en descomposición, que devuelve rápidamente su carbono a la atmósfera, el biocarbón permanece estable durante cientos o incluso miles de años. El plástico de biocarbón de Made of Air es más barato que los bioplásticos convencionales, pero sigue siendo más caro que los materiales derivados del petróleo.
Los paneles hexagonales llamados HexChar se instalaron por primera vez como material de revestimiento en un concesionario Audi de Múnich en 2021; era la primera vez que se utilizaba el producto en un edificio. Un análisis del ciclo de vida ha demostrado que el revestimiento del concesionario almacenará 14 toneladas de carbono.
BARRA DE CÁÑAMO
Investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer de EEUU han inventado una alternativa de cáñamo al refuerzo de acero, que según afirman evita el problema de la corrosión y reduce las emisiones de carbono durante la construcción.
La armadura de cáñamo puede utilizarse para sostener estructuras de hormigón del mismo modo que hoy se utiliza la armadura de acero y de otro tipo, pero con menos impacto medioambiental debido tanto a la composición del material como a su durabilidad.
Actualmente, la oxidación de la armadura de acero es la principal razón de la demolición prematura de estructuras como puentes, carreteras, presas y edificios. El innovador refuerzo de cáñamo proporcionará tres veces más durabilidad y protección contra la corrosión. Además, a diferencia del refuerzo de fibra de vidrio en estructuras especialmente susceptibles a la corrosión, el refuerzo de cáñamo no requiere tanto consumo de energía para su producción e instalación, lo que lo convierte en una solución más respetuosa con el medio ambiente.
Esta lista es sólo una pequeña parte de los avances que ya se utilizan en la industria de la construcción. Cada uno de los materiales se mejora cada año, o una solución se sustituye por otra opción aún mejor. La construcción es un ámbito en el que los materiales tecnológicamente avanzados y las soluciones digitales innovadoras pueden revolucionar la forma de ejecutar los proyectos y crear objetos verdaderamente futuristas.
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