CDT Como el plástico sigue siendo uno de los materiales más extendidos en la Tierra, se ha debatido mucho sobre su impacto en el clima.
Fuente: 3D Natives
Sin embargo, quien crea que el plástico es el único culpable entre los materiales perjudiciales para el medio ambiente, se equivoca. La industria del cemento ocupa el tercer lugar en cuanto a sus emisiones de CO2 (según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente 2020). Sólo hay que mirar alrededor para ver lo omnipresentes que están el cemento y el hormigón en nuestras vidas. Afortunadamente, se está investigando intensamente en nuevos materiales alternativos. Uno de estos materiales es el micelio, que se basa en los hongos. En combinación con la impresión 3D, esta opción de base biológica tiene un gran potencial como material de construcción respetuoso con el medio ambiente y numerosas aplicaciones.
En realidad, el micelio de hongo se investiga como material de construcción desde hace muchos años. Para ser precisos, no es el hongo en sí el que se utiliza, sino su sistema radicular. Aquí es donde se encuentran sus hifas, los filamentos fúngicos, que se fusionan y forman una red, el micelio. Éste puede extenderse a otros materiales y penetrar en la madera o la paja, por ejemplo, para aprovechar sus nutrientes. Si además el hongo recibe agua, crece aún más. Esta existencia parasitaria se utiliza activamente para enriquecer el micelio con nutrientes de otros materiales. A continuación, el micelio actúa como adhesivo para que la mezcla de materiales se vuelva sólida y pueda moldearse o incluso imprimirse.
Los hongos también son conocidos por su capacidad para absorber carbono. Esto significa que pueden ayudar a frenar el cambio climático. Además, muchos hongos no son especialmente exigentes con su “alimentación”, por lo que también obtienen nutrientes para su crecimiento de desechos o materiales residuales, lo que favorece aún más la economía circular. En este sentido, los materiales a base de micelio pueden cultivarse activamente.
Propiedades del micelio
Los hongos abundan en la naturaleza y el micelio es una materia prima renovable. El procesamiento de materiales a base de micelio es rentable y requiere poca energía. Los materiales también son fáciles de eliminar al final de su vida útil y son reciclables por naturaleza. Esto convierte al micelio en un atractivo material de construcción sostenible.
Debido a su origen orgánico, se adapta fácilmente al entorno y es similar a otros materiales biológicos, como los huesos de animales o las plantas. Por tanto, el micelio es capaz de regenerarse y cicatrizar. Para nosotros, los humanos, las sustancias a base de micelio son inocuas para la salud y no son alergénicas ni tóxicas. Si se trata de una seta comestible, el micelio puede utilizarse incluso como alimento.
El micelio también tiene una amplia gama de propiedades físicas. Es aislante del calor, ignífugo e hidrófobo, pero al mismo tiempo muy fuerte y estable. Por eso se utiliza para aislamiento y mobiliario. De hecho, el micelio de los hongos puede sustituir a un gran número de materiales, como el cuero, la madera, el cartón, el poliestireno o la lana aislante, por lo que puede utilizarse en una gran variedad de campos.
El micelio ya se utiliza como material de construcción en arquitectura y para la protección acústica, donde se valoran mucho sus propiedades de autocrecimiento, resistencia a las llamas y aislamiento. Como soporta cargas pesadas, también se utiliza en interiorismo o para crear muebles. También se usa cada vez más como material alternativo y sostenible en el diseño, la moda, el arte y los bienes de consumo. Sus propiedades regenerativas permiten incluso su uso en medicina. Todos estos ámbitos de aplicación son posibles gracias al cultivo específico del micelio del hongo y a su procesamiento.
El proceso de impresión 3D con micelio
La impresión 3D se caracteriza por su libertad de diseño y su capacidad para crear estructuras geométricamente complejas. Al tratarse de un proceso aditivo, apenas hay residuos (dependiendo del proceso), lo que la convierte en un método de producción sostenible en este sentido. En combinación con materiales biológicos como el micelio, la fabricación aditiva ofrece la oportunidad de producir de forma ecológica.
Los procesos basados en la extrusión son los más utilizados con el micelio, en los que se imprime un compuesto de este material en forma de pasta. Dependiendo de la composición del compuesto, se pueden conseguir diferentes propiedades del material de construcción. El material de micelio permite una gran libertad creativa, puede tener diferentes colores, texturas y patrones. Sin embargo, hay que tener en cuenta algunos aspectos para que la impresión tenga éxito.
En general, el proceso de impresión es muy complejo, ya que hay que respetar muchos parámetros. En primer lugar, el micelio se “alimenta” con materias primas adicionales que le permiten prosperar. Se trata de diversos materiales como madera, serrín, papel, cartón o incluso materiales considerados no reciclables y que ya no se pueden utilizar. Esta mezcla crea un nuevo sustrato, que se denomina micocompuesto, micomaterial, material a base de hongos o similar. Posteriormente, hay que controlar el crecimiento del hongo y cultivar el material de forma que tenga las propiedades necesarias para la impresión. En otras palabras, debe ser fluido, elástico y maleable. Sólo entonces se puede imprimir en 3D.
En esta fase del proceso, es esencial que se garantice un entorno estéril. El micelio es muy susceptible a la infestación bacteriana y a la contaminación. Al entrar en contacto con muchos componentes de la impresora 3D, el riesgo de contaminación aumenta. Tras la impresión, tiene lugar la segunda colonización, en la que el micelio vivo impreso expande su crecimiento y solidifica el material compuesto.
En cuanto se alcanza el tamaño y la forma deseados, comienza el secado. El calentamiento detiene el proceso de crecimiento del micelio vivo en el material compuesto a base de hongos. Esto es esencial para que el hongo no modifique las propiedades del material compuesto en su aplicación posterior y no se propague a otros materiales.
Aplicaciones
Para comprender todo el potencial del micelio como material sostenible, merece la pena echar un vistazo más de cerca a algunos proyectos en distintos campos de aplicación.
Arquitectura
El Shape Lab del Instituto de Arquitectura y Medios de Comunicación de la Universidad Tecnológica de Graz ha desarrollado un nuevo material, MyCera. Se obtuvo en un proyecto de investigación mediante la combinación de arcilla, serrín y micelio. “El objetivo general de la investigación es encontrar una solución viable a largo plazo para el problema global de la gestión de residuos y las emisiones de CO², que también afecta a la industria de la construcción y a la eliminación de los residuos de la construcción”, señala el documento de investigación. Si el micelio se alinea de forma inteligente, podría actuar como fibra de refuerzo de estructuras de arcilla impresas en 3D, según el planteamiento de los científicos.
Se basaron en las propiedades del micelio para utilizarlo como aglutinante biológico y procesaron el material con la impresora Delta WASP 40100 Clay. Esta impresora se utiliza a menudo para procesar micelio, ya que tiene un sistema de material abierto y puede procesar pastas de material con diferentes composiciones.
Al final, el proyecto de investigación MyCera fue todo un éxito. Aunque todavía es necesario realizar pruebas sobre la durabilidad del material, ya se ha demostrado que MyCera es un material compuesto prometedor que podría utilizarse para la construcción sostenible de edificios en el futuro. “Tras llevar a cabo una investigación sufficiente, podemos confirmar que la composición del material propuesto podría sustituir a los aglutinantes a base de cemento”, concluye el artículo.
Otro ejemplo del uso del micelio en la arquitectura es The Tree Column, del estudio londinense Blast Studio. La estructura de esta columna se basa en una mezcla de materiales de micelio y residuos. De hecho, consiste en cartón usado, concretamente vasos de café y cajas de pizza de las calles de Londres, que se trituraron y mezclaron con agua antes de mezclarse con micelio de hongos. Un brazo robótico imprimió la pasta capa a capa, creando diez módulos que, cuando se juntan, forman una columna de dos metros de altura. Tras la impresión, la columna siguió creciendo, se cubrió de setas comestibles y sólo después se secó para formar un elemento arquitectónico portante.
El ETH de Zúrich también se ocupó de la biomimética del micelio en un proyecto arbóreo similar. Junto con el KIT de Karlsruhe y el Centro ETH de Singapur, los institutos trabajaron en MycoTree. Se trata de una estructura ramificada hecha de micelio y bambú que se imprimió en 3D. El objetivo era demostrar el potencial de los nuevos recursos orgánicos para la industria de la construcción, que se fabricaron mediante impresión 3D y la geometría calculada de tal forma que consiguieran la máxima estabilidad.
Los proyectos en los que se utiliza el micelio en el sector de la construcción son numerosos. No sólo se trata de edificios y muros, sino también de estructuras para uso subacuático. Urban Reef es una empresa que imprime en 3D arrecifes utilizando, por un lado, cerámica y, por otro, materiales como posos de café y el micelio.
Diseño de interiores
Los ejemplos anteriores de la arquitectura ponen de relieve que esta vertical está experimentando con materiales de construcción a base de micelio de muy diversas maneras. Esto también se aplica a la arquitectura y al diseño de interiores. En el sector del mueble, ya hay numerosos proyectos en los que se utiliza el micelio.
La empresa checa Buřinka tiene una colección de muebles de diseño sostenible hechos de madera y micelio bajo el nombre SAMOROST. Además, el diseño de estas piezas recuerda al origen natural de los materiales. La silla Myco, del artista holandés Eric Klarenbeek, no es de madera, sino de micelio y paja, lo que permite fabricar muebles especialmente ligeros. Otros muchos artistas y diseñadores también juegan con el micelio y las formas naturales. La arquitecta germano-iraní Yasmine Mahmoudieh presentó una colección de muebles de micelio en el marco de la Bienal de Arquitectura 2023 de Venecia.
Pero no sólo se fabrican muebles con hongos en el sector del interiorismo. MYCO ALGA son baldosas para interiores que combinan dos materiales biológicos de forma experimental. El estudio de diseño bioMATTERS procesó algas y micelio de hongos para producir estas baldosas sostenibles.
Bienes de consumo y medicina
No todos los proyectos se centran en la estética y el diseño. En el marco del proyecto FungiFacturing, los institutos Fraunhofer UMSICHT e IBP investigaron las propiedades aislantes del micelio y se fijaron el objetivo de utilizar este material para amortiguar el sonido. Este planteamiento se continuó en un proyecto de investigación similar en Fraunhofer IWU. Los investigadores lograron cultivar micelio de forma selectiva, procesarlo con éxito mediante impresión 3D y crear así altavoces acústicos de alto rendimiento.
Los proyectos en diseño, arquitectura y bienes de consumo son diversos, por lo que el uso de micelio ya ha demostrado su valía. Sin embargo, lo más sorprendente es que los materiales a base de micelio también se utilizan en medicina. Esto se debe principalmente a que el micelio fúngico tiene propiedades regenerativas.
El ETH de Zúrich y la TU de Delft se han aprovechado de ello y han desarrollado un hidrogel basado en parte en el hongo de la laca brillante, un hongo arbóreo local. Este gel se imprimió en 3D en una rejilla y formó una piel robusta y autocurativa al cabo de unos 20 días. El proyecto de investigación aportó hallazgos interesantes para la tecnología médica. Sin embargo, para mantener las capacidades regenerativas de la piel robótica, había que encontrar formas de alimentar la piel fúngica.
Todos estos proyectos contribuyen a seguir investigando sobre la aplicación del micelio de hongos y aportan resultados sobre cómo puede procesarse el micelio en la impresión 3D de forma que represente una alternativa sostenible a los materiales probados y los procesos convencionales.
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