¿Por qué los hongos podrían ser la clave para construir edificios ecológicos y resistentes al fuego?

La mayoría de la gente se esfuerza por mantener los hongos fuera de sus hogares. Ahora, sin embargo, dos grupos de investigadores de materiales están explorando formas de integrarlos en la estructura misma de los edificios.

El primer grupo, liderado por un científico textil. Jane Scott en la Universidad de Newcastle en el Reino Unido, crearon estructuras tejidas que mantienen en su lugar hebras de hongos llamadas micelio mientras el hongo crece. El resultado es un material compuesto liviano que podría usarse para construir estructuras fuertes y ecológicas.

El segundo grupo, liderado por el nanoingeniero. Everson Kandaré y biotecnólogo Tien Huynh de la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, utilizó micelio para crear láminas comprimidas de material ignífugo. La esperanza es que dichas láminas puedan reemplazar paneles de revestimiento inflamables como los que contribuyeron al mortal Incendio en la Torre Grenfell, que mató a 72 londinenses en 2017.

El hongo carbonizado tiene un efecto protector.

Para Kandare, Huynh y sus colegas, la fuente del atractivo del micelio reside en la forma en que se comporta cuando se expone al fuego y otras fuentes de calor radiante. En lugar de estallar en llamas, como lo hizo el revestimiento Grenfell, una superficie expuesta hecha de micelio se descompone para formar una sustancia negra arenosa llamada carbón. Esta capa de carbón tiene un efecto protector de dos partes. Además de ralentizar la transferencia de calor, evita que los materiales volátiles de las capas inferiores escapen a la zona de combustión.

Otro beneficio es que cuando el micelio se quema, sólo produce dióxido de carbono y agua. Esto contrasta marcadamente con los retardantes de fuego comerciales, dice Huynh. Mundo de la Física. “Actualmente existen retardantes de fuego halogenados y no halogenados que plantean problemas de salud y medioambientales”, explica. "Estos incluyen retardantes de fuego a base de bromuro y cloro (halogenados) o fósforo y nitrógeno (no halogenados), y cuando se queman producen toxinas".

Trabajando con la industria de los hongos

En el último estudio, publicado en la revista Degradación y estabilidad de polímeros, El equipo de RMIT trabajó con colegas de la Universidad de Nueva Gales del Sur y la Universidad Politécnica de Hong Kong para desarrollar una forma de cultivar láminas de micelio puro. Los resultados se asemejan al cartón de color tostado y Huynh dice que la forma más fácil de incorporarlo a los edificios sería agregarlo a materiales existentes como el papel tapiz. "Es ligero, flexible y versátil, por lo que se adaptaría a múltiples aplicaciones utilizadas en la industria de la construcción", afirma.

Mientras que el equipo de RMIT cultivó sus láminas de micelio a partir de un cultivo de hongos de soporte no comestibles, Ganoderma australiano, Huynh afirma que también debería ser posible producir las láminas a partir de los residuos generados por los productores comerciales de hongos. “Para crear estos productos fúngicos se utiliza melaza, que es un residuo agrícola de la industria de la caña de azúcar”, explica. “Teniendo en cuenta que [el mundo] produjo ~177 millones de toneladas métricas de azúcar En 2022-2023, esta será una contribución significativa para la reducción de residuos”.

Soportes de tejido para estructuras de micelio.

La sostenibilidad y la reducción de residuos también son factores de motivación para Scott y sus colegas de Newcastle y la Vrije Universiteit Brussel en Bélgica. Escribiendo en el diario Fronteras en bioingeniería y biotecnología, señalan que las excelentes propiedades térmicas y acústicas de los compuestos de micelio les confieren un "enorme potencial" como sustitutos económicos de las espumas, la madera y los plásticos en los interiores de los edificios. El desafío, escriben, es hacer crecer estos compuestos de una manera que sea escalable y haga posibles formas complejas, sin dejar de cumplir con los requisitos de estructura y estabilidad.

Para hacer compuestos de micelio, los científicos suelen comenzar mezclando esporas de hongos con granos (una fuente de alimento) y materiales como aserrín y celulosa (un sustrato para que crezca el hongo). El siguiente paso es envasar la mezcla en un molde y colocarlo en un ambiente cálido, oscuro y húmedo. En estas condiciones, el micelio crece relativamente rápido, uniendo el sustrato con sus estructuras filamentosas parecidas a raíces. Una vez que el composite alcanza la densidad deseada, se detiene el proceso de crecimiento y se seca el material para que no produzca hongos.

El problema con esto es que el micelio necesita oxígeno para crecer, y este requisito restringe el tamaño y la forma de los moldes (en el sentido industrial de la palabra, no en el sentido fúngico) en los que puede crecer. O al menos, lo hace si el micelio necesita oxígeno para crecer. Los moldes son sólidos. Como alternativa, Scott aprovechó su formación textil para diseñar un sistema de producción y mezcla de micelio basado en moldes tejidos con lana merino resistente pero permeable al aire.

"Somos un grupo interdisciplinario de investigadores que tenemos experiencia en programación y fabricación de tejidos en 3D, por lo que hemos podido reunir conjuntos de habilidades bastante únicos para producir este trabajo", dice. Mundo de la Física. "La principal ventaja de la tecnología de tejido en comparación con otros procesos textiles es la capacidad de tejer estructuras y formas 3D sin costuras ni desperdicios".

Una vez que los moldes tejidos estuvieron completos, Scott y sus colegas los esterilizaron y los fijaron a una estructura rígida para sostener el micelio de hormigón, o miocreto, a medida que crecía. Luego utilizaron una pistola de inyección para llenar los moldes con una pasta suave y viscosa que contenía polvo de papel, grumos de fibra de papel, agua, glicerina y goma xantana, así como esporas de hongos. "Esta coherencia es necesaria cuando se trabaja con encofrados tejidos en 3D, que son versátiles y estructuralmente eficientes", afirma Scott. "La dificultad está en unir ambos componentes para crear un prototipo a escala arquitectónica".

Materiales mohosos del futuro

El primer prototipo del equipo, creado en 2022, ofrece una vívida demostración de las capacidades del miocreto (ver foto). Conocido como BioKnit, esta estructura independiente de 1.8 m de altura y 2 m de diámetro está hecha enteramente de miocreto y se cultivó como una unidad, lo que significa que no contiene juntas que puedan convertirse en puntos débiles. Un segundo prototipo, titulado La sala de estar, contiene una mezcla de esporas de micelio, lana de resistentes ovejas Herdwick y una mezcla de aserrín y papel usado de fábricas locales.

La madera procesada se puede moldear en estructuras 3D complejas

Para los consumidores reacios al moho, los colores de BioKnit y The Living Room pueden resultar un poco desagradables (las superficies se parecen mucho a algo que se podría rociar con lejía), pero Scott señala que diferentes colores y acabados podrían transformar la apariencia del miocreto. En cualquier caso, cree que las ventajas del material pueden superar cualquier resistencia. "La estética es nueva y diferente, [pero] lo que nos parece convincente de este proceso es la capacidad de producir nuevas formas que podrían ayudarnos a transformar los espacios interiores", dice. "Nuestro trabajo incluye algunos de los materiales y procesos más comunes, como la lana y el tejido, y creo que esto ofrece a los consumidores una manera de entender el micelio a través de la lente de algo familiar como los textiles".

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/why-fungi-could-hold-the-key-to-eco-friendly-fire-resistant-buildings/