Construcción: convierten arena del desierto en ladrillos o en hormigón
Este material tiene un gran potencial sostenible para transformarse en materiales para la construcción
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Aunque tradicionalmente se ha considerado inadecuada para la construcción civil, la arena del desierto presenta un gran potencial como material sostenible para hormigón y mampostería. Gracias a nuevas tecnologías y tratamientos, los investigadores están superando las limitaciones de la arena, sobre todo su tamaño de grano fino y redondeado, característica que, hasta ahora, impedía la cohesión necesaria para su uso estructural.
La aplicación de nuevas técnicas de prensado y aglutinantes permite transformar estos granos finos en bloques y adoquines, convirtiendo un desafío de larga data en una solución sostenible.
Al adoptar materias primas locales, el sector reduce su huella de carbono y sus costos logísticos, a la vez que combate la destrucción de los ecosistemas fluviales y costeros causada por la minería depredadora.
Algunas de las iniciativas y avances globales en el uso de arena del desierto en la construcción civil:
1. Ladrillo geopolímero de arena del desierto
Dirigido por el Dr. Maher Omar, profesor de la Universidad de Sharjah en los Emiratos Árabes Unidos, el estudio publicado en 2023 en el Journal of Materials in Civil Engineering demuestra la viabilidad de transformar la arena del desierto en ladrillos geopolímeros sostenibles mediante aglutinantes activados por álcali (AAB).
La innovación clave es el proceso de curado a temperatura ambiente, que elimina el tratamiento térmico y mitiga las emisiones de CO₂. Este producto, que ofrece mayor durabilidad en entornos marinos y más resistencia a la flexión que los modelos convencionales, se encuentra actualmente en fase piloto para su producción industrial.
2. ClimateCrete (Hormigón climático)
Esta startup surgió de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST) en Thuwal, en la costa del Mar Rojo de Arabia Saudita. Desarrollada por el profesor Jorge Gascón en colaboración con el arquitecto William McDonough, la empresa consolidó su proceso químico patentado entre 2022 y 2023. La solución utiliza arena del desierto para crear un material de construcción sostenible con una huella de carbono negativa, capturando CO₂ durante su fabricación.
Probada en proyectos como NEOM, una megaciudad futurista y centro económico en construcción en Arabia Saudita, esta innovación promete reducir las emisiones hasta en un 60% y eliminar los elevados costos logísticos de la importación de arena estructural. Si bien utiliza un recurso local abundante, su aplicación industrial a escala global aún enfrenta el reto de la competitividad financiera fuera de la región del Golfo Pérsico.
“La tecnología ClimateCrete transforma los granos finos y lisos de la arena erosionada del desierto en áridos, listos para usar para hormigón, a un costo por tonelada no superior al de la arena importada. El proceso es seguro, requiere poca agua, no genera subproductos y su eficacia está comprobada a escala multitonelada”, afirma el sitio web de la empresa.
3. Hormigón de arena del desierto nanomodificado
Con avances reportados especialmente desde 2021, investigadores de la Universidad Lanzhou Jiaotong en China, en colaboración con el Instituto Noroeste de Ecoambiente y Recursos, afiliado a la Academia China de Ciencias (CAS), han demostrado cómo la nanotecnología puede permitir el uso de arena fina del desierto a través del hormigón de arena del desierto nanomodificado.
La técnica utiliza nanosílice (dióxido de silicio a nanoescala) para transformar la arena del viento en hormigón duradero y de alta resistencia, convirtiendo un recurso local abundante en un material de construcción de alto rendimiento.
El uso de arena del desierto en infraestructuras remotas, como en el desierto de Gobi, optimiza la logística y reduce el impacto ambiental en los ríos. Aunque aún se encuentra en fase de prueba, la tecnología cumple con los estándares del sector energético, promoviendo la economía circular y las energías renovables al transformar recursos locales en materiales de alto rendimiento.
4. Botanical SandCrete (Biohormigón elaborado a partir de arena)
Botanical SandCrete es una innovación desarrollada en la Universidad de Tokio entre 2021 y 2022, bajo la dirección del profesor Yuya Sakai. La técnica utiliza prensado en caliente para fusionar la arena con lignina, un polímero natural derivado de la madera. Este proceso genera una unión térmica que permite la producción rápida de bloques densos y ecológicos.
En colaboración con la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), el grupo trabaja actualmente en la ampliación industrial de esta metodología, que convierte los sedimentos del desierto en un recurso viable para la construcción. El proyecto busca reducir las emisiones de carbono y frenar la extracción depredadora en ríos y montañas, y actualmente se centra en la validación técnica de su durabilidad.
5. Finite
Desarrollado en 2018 por investigadores del Imperial College de Londres, Finite es una alternativa sostenible que convierte la arena del desierto en estructuras sólidas. El material utiliza aglutinantes orgánicos para transformar esta arena en un recurso circular, cuya característica distintiva es su total reutilización: al final de su vida útil, puede triturarse y remodelarse en nuevas estructuras.
Hoy en día, la tecnología se posiciona como una solución estratégica para infraestructura temporal, pabellones y refugios de emergencia, al tiempo que se buscan certificaciones a largo plazo para su uso a gran escala en construcciones permanentes debido a su naturaleza biodegradable.
“A lo que realmente aspiramos es a un futuro en el que el entorno construido no sea algo que permanezca para siempre, que se descarte en vertederos o se recicle de forma inadecuada, sino algo que utilice la naturaleza y sea continuamente reutilizable”, explica Matteo Maccari a Dezeen.
6. Polibloques
La empresa alemana Polycare ofrece una solución innovadora para la escasez de viviendas y la preservación del medio ambiente. El sistema Polyblocks utiliza hormigón polimérico, una innovación que sustituye el método tradicional por una mezcla de resinas y hasta un 90% de arena local, incluyendo arena fina del desierto. Al ser un proceso de fabricación en seco, elimina por completo el uso de agua, lo que lo hace ideal para regiones con escasez hídrica.
El sistema utiliza bloques entrelazados tipo “Lego”, lo que elimina la necesidad de mortero y permite un montaje rápido con mano de obra local. Validada en Namibia desde 2016, la tecnología ya ha evolucionado desde la construcción de prototipos hasta la entrega de infraestructura crítica y complejos de viviendas asequibles. El modelo es una solución de construcción sostenible, económica y escalable para los problemas urbanos actuales.
7. Biocemento
El método Biocemento, desarrollado por la arquitecta Ginger Krieg Dosier a partir de 2005, utiliza biotecnología bacteriana (Precipitación de Calcita Inducida por Microorganismos, MICP) para crear ladrillos sostenibles mediante la unión de sedimentos. Tras el éxito de las pruebas y la patente de un prototipo en 2010, la empresa Biomason se fundó en 2012 para comercializar esta innovación a escala industrial.
Inspirado en los arrecifes de coral, el proceso utiliza la bacteria Sporosarcina pasteurii combinada con urea y cloruro de calcio, para endurecer la arena en moldes. En tan solo 72 horas, los granos se mineralizan, dando como resultado un ladrillo resistente que elimina la necesidad de cocción, ahorra un 90 % de energía y tiene cero emisiones de CO₂ en comparación con la fabricación tradicional.
Según el sitio web de Biomason, la empresa utiliza bacterias para transformar materiales naturales en un aglutinante de alta calidad capaz de sustituir al cemento Portland. “El uso de materiales comunes reduce los costes unitarios y aumenta los márgenes de beneficio de los productores de hormigón. Nuestra solución no es teórica. Ya está en producción y lista para su ampliación”, explican desde la compañía.
8. Solar Sinter (sinterización solar)
Creado por el diseñador Markus Kayser en 2011 durante su maestría en el Royal College of Art del Reino Unido, el proyecto Solar Sinter es un hito pionero en la exploración solar en el desierto del Sahara. Utilizando una lente de Fresnel para concentrar la luz solar, la máquina fusiona la sílice presente en la arena, transformándola en vidrio sólido mediante un proceso de impresión 3D.
“La impresión 3D se está moviendo en dos direcciones: impresoras de escritorio para uso doméstico e impresión bajo demanda para la llamada ‘personalización masiva’ de productos. Creo que ambas tendrán un gran impacto en cómo se consumen los productos, así como en su fabricación”, reflexiona Markus en una entrevista con el sitio web Green Prophet.
Esta tecnología validó el concepto de Utilización de Recursos In Situ (ISRU) al demostrar la impresión 3D de vidrio mediante radiación solar y arena. Actualmente, estos avances guían el desarrollo de hábitats espaciales por parte de la NASA y la ESA, además de tener aplicaciones prácticas en la arquitectura sostenible de zonas áridas y la creación de moldes industriales avanzados.
9. Arenisca artificial
Fundada en 2008 por el ingeniero italiano Enrico Dini, D-Shape fue pionera en la transformación de arena del desierto en material estructural mediante impresión 3D. La empresa superó las limitaciones de la arena fina mediante un método único de unión química, lo que dio como resultado la arenisca artificial y permitió su uso en la construcción civil.
La principal diferencia de esta tecnología reside en una impresora a gran escala que utiliza un aglutinante líquido de magnesio —cemento Sorel (también conocido como cemento de oxicloruro de magnesio)— para unir los granos. A diferencia del hormigón convencional, que requiere adhesión mecánica, este proceso desencadena una reacción química que transforma la arena en una roca sólida similar a la arenisca, lo que la hace ideal para las propiedades de la arena eólica.
Validada por la Agencia Espacial Europea (ESA) para la futura construcción de bases lunares, la tecnología se aplica actualmente a infraestructuras complejas, como arrecifes artificiales, demostrando que el desierto puede ser la base de construcciones resilientes e innovadoras.
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