Científicos han desarrollado innovadores “azulejos fúngicos” inspirados en la piel de un elefante, ofreciendo una solución potencialmente eficiente energéticamente para la refrigeración de edificios. Estos azulejos, hechos de una combinación de la red de raíces de los hongos (micelio) y residuos orgánicos, imitan las capacidades de regulación térmica de la piel de elefante, que utiliza arrugas y grietas para controlar la temperatura.

Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) han desarrollado innovadoras “baldosas de hongos” que ofrecen una solución prometedora y sin energía para la refrigeración de edificios. Estas baldosas representan un paso significativo hacia la construcción sostenible, abordando el considerable consumo de energía y el impacto ambiental de la industria de la construcción. El núcleo de esta innovación reside en un nuevo biomaterial creado al combinar micelio, la red de raíces de los hongos, con residuos orgánicos. Este material ya ha demostrado una eficiencia energética superior en comparación con los materiales de aislamiento tradicionales como la vermiculita expandida y el agregado ligero de arcilla expandida, como se destaca en investigaciones anteriores.

Basándose en las propiedades aislantes probadas de los compuestos unidos a micelio, el equipo de la NTU colaboró con bioSEA, una empresa local de diseño de ecología y biomimetismo, para mejorar el rendimiento térmico de las baldosas. Su inspiración provino del mundo natural, específicamente de la notable capacidad del elefante para regular la temperatura de su cuerpo. Los elefantes, que carecen de glándulas sudoríparas, dependen de la intrincada red de arrugas y grietas en su piel para disipar el calor. Los científicos replicaron esta textura rugosa y arrugada en la superficie de las baldosas de hongos, con el objetivo de imitar este mecanismo de enfriamiento natural. Este enfoque biomimético aprovecha millones de años de adaptación evolutiva para abordar un desafío moderno.

Los experimentos de laboratorio arrojaron resultados convincentes, demostrando la efectividad de la textura inspirada en la piel de elefante. La velocidad de enfriamiento de la baldosa de micelio texturizada fue un notable 25 por ciento mejor que la de una baldosa de micelio plana. Además, la velocidad de calentamiento fue un 2 por ciento menor, lo que indica una menor tendencia a absorber calor. Estos hallazgos sugieren que la textura mejora significativamente la capacidad de la baldosa para regular la temperatura. El estudio también reveló un resultado particularmente emocionante para los climas tropicales: el efecto de enfriamiento de la baldosa inspirada en la piel de elefante mejoró en un sustancial 70 por ciento en condiciones de lluvia simulada, lo que la hace muy adecuada para regiones con frecuentes precipitaciones.

La importante contribución de la industria de la construcción a las emisiones globales relacionadas con la energía, casi el 40 por ciento, subraya la necesidad crítica de materiales de aislamiento ecológicos. La profesora asociada Hortense Le Ferrand, que dirigió el estudio de la NTU y tiene nombramientos conjuntos en Ingeniería Mecánica y Aeroespacial e Ingeniería de Ciencia de Materiales, enfatizó el potencial de los compuestos unidos a micelio como una alternativa viable. Señaló que, si bien los materiales de aislamiento se incorporan cada vez más en los edificios para la eficiencia energética, muchos son sintéticos y tienen consecuencias ambientales negativas a lo largo de su ciclo de vida. El compuesto unido a micelio, al ser un material biodegradable y altamente poroso, ofrece excelentes propiedades de aislamiento, con una conductividad térmica comparable o incluso mejor que algunos materiales sintéticos actualmente en uso.

El Dr. Anuj Jain, director fundador de bioSEA, elaboró sobre la inspiración extraída de los elefantes. Explicó que los elefantes, animales grandes que viven en entornos tropicales cálidos y húmedos, han desarrollado una piel muy arrugada para aumentar la retención de agua y facilitar el enfriamiento por evaporación. Este mecanismo natural de sombreado, atrapando el aire fresco y aumentando la superficie para la evaporación, sirvió como modelo para el diseño de la baldosa de hongos. El estudio, publicado en Energy & Buildings en febrero, se basa en el trabajo en curso de la profesora asociada Le Ferrand que explora las posibles aplicaciones de los compuestos unidos a micelio en la construcción sostenible.

El proceso de transformación de los hongos en un material de construcción funcional implica el cultivo del micelio de los hongos ostra (Pleurotus ostreatus), un hongo común, sobre materia orgánica. Para este estudio, se utilizaron virutas de bambú recolectadas de una tienda de muebles como sustrato orgánico. El micelio y las virutas de bambú se mezclaron con avena y agua y luego se empacaron en un molde hexagonal con la textura inspirada en la piel de elefante. Esta textura fue diseñada por bioSEA utilizando modelado computacional y algoritmos para optimizar su rendimiento térmico. Las baldosas se dejaron crecer en la oscuridad durante dos semanas, luego se retiraron del molde y se dejaron crecer durante otras dos semanas en las mismas condiciones. El paso final implicó secar las baldosas en un horno a 48 °C durante tres días para eliminar la humedad y detener el crecimiento micelial adicional.

Investigaciones anteriores ya habían establecido que los compuestos unidos a micelio poseen una conductividad térmica comparable a la de los materiales de aislamiento convencionales como la lana de vidrio y el poliestireno extruido. Para evaluar específicamente el impacto de la textura inspirada en la piel de elefante en la regulación del calor, los científicos realizaron experimentos calentando las baldosas de micelio en una placa caliente a 100 °C durante 15 minutos y monitoreando los cambios de temperatura utilizando una cámara infrarroja. Los resultados mostraron que la baldosa texturizada absorbió el calor más lentamente. Cuando el lado rugoso se enfrentó a la fuente de calor, la temperatura aumentó en 5,01 °C por minuto, en comparación con 5,85 °C por minuto cuando el lado plano estaba expuesto. Una baldosa de micelio plana utilizada como control ganó 5,11 °C por minuto. Para medir la eficiencia de enfriamiento, un lado de las baldosas se calentó a 100 °C durante 15 minutos, luego se expuso a condiciones ambientales (22 °C, 80% de humedad) y se midieron los cambios de temperatura en el lado opuesto.

La baldosa inspirada en la piel de elefante demostró la velocidad de enfriamiento más rápida cuando se calentó desde el lado plano, perdiendo 4,26 °C por minuto. Cuando se calentó desde el lado texturizado, su lado plano perdió 3,12 °C por minuto. La baldosa de control totalmente plana perdió 3,56 °C por minuto. Según estos hallazgos, los científicos recomiendan instalar las baldosas con el lado plano adherido a la fachada del edificio y la superficie texturizada expuesta al calor externo para un rendimiento térmico óptimo, maximizando los beneficios de enfriamiento del diseño biomimético.

Las baldosas también exhibieron un rendimiento mejorado en condiciones de clima húmedo. Para simular el efecto de la lluvia, las baldosas se calentaron como se describió anteriormente y luego se rociaron con agua a intervalos de un minuto durante un período de 15 minutos mientras se enfriaban. Cuando se roció sobre su lado rugoso, la baldosa inspirada en la piel de elefante perdió 7,27 °C por minuto, lo que representa una mejora significativa del 70 por ciento en comparación con su rendimiento en condiciones secas. Los científicos atribuyeron este efecto a la naturaleza hidrofóbica del compuesto unido a micelio. Eugene Soh, investigador de la NTU y primer autor del estudio, explicó que la piel fúngica que se desarrolla en la superficie de la baldosa repele el agua, lo que hace que las gotas permanezcan en la superficie en lugar de rodar inmediatamente. Esto promueve el enfriamiento por evaporación, aumentando así la velocidad de enfriamiento y haciendo que las baldosas sean particularmente efectivas en entornos húmedos y lluviosos.

Basándose en esta exitosa prueba de concepto, los científicos ahora están explorando formas de mejorar aún más las baldosas para aplicaciones del mundo real. Esto incluye mejorar su estabilidad mecánica y durabilidad, así como experimentar con diferentes cepas de micelio para optimizar sus propiedades. También están colaborando con Mykílio, una empresa emergente local, para ampliar el tamaño de las baldosas de micelio y realizar pruebas al aire libre en fachadas de edificios, acercándose a la implementación comercial.

Sin embargo, la ampliación de la producción presenta desafíos, principalmente el tiempo requerido para que el micelio crezca. Si bien el proceso requiere recursos energéticos mínimos, tarda de tres a cuatro semanas. Los científicos también anticipan la inercia dentro de la industria de la construcción hacia la adopción de baldosas de micelio como material alternativo, dada la infraestructura bien establecida para producir, almacenar y transportar materiales de aislamiento convencionales. A pesar de estos desafíos, la profesora asociada Le Ferrand sigue siendo optimista, afirmando que han desarrollado una prometedora alternativa ecológica que transforma los residuos en un recurso valioso al tiempo que replantea los materiales convencionales de gestión térmica. Esto abre la puerta a más diseños inspirados en la piel de elefante y a la utilización de diferentes cepas de micelio para superar los obstáculos asociados con el uso de baldosas de micelio como material de construcción viable.

Científicos han creado “baldosas fúngicas” que imitan la piel de elefante para mejorar el enfriamiento de edificios. Utilizando micelio y residuos orgánicos, ofrecen una alternativa biodegradable y eficiente energéticamente al aislamiento tradicional. Estas baldosas texturizadas demuestran una mejor regulación térmica y un rendimiento excepcional en condiciones húmedas, lo que representa un avance prometedor hacia la construcción sostenible y la reducción de emisiones. ¿Podría esta biomimética revolucionar la forma en que diseñamos y construimos para un futuro más fresco y ecológico?