El ladrillo es uno de los materiales de construcción más antiguos y eficientes que conoce el ser humano. Los primeros ladrillos de adobe encontrados por los arqueólogos y paleontólogos tienen más de 12.000 años de antigüedad, y desde entonces se ha ido perfeccionando su proceso de fabricación, su forma y sus prestaciones.

En los últimos años, los avances tecnológicos en el sector de la construcción se dirigen hacia materiales cada vez más ecológicos. No sólo para aislar mejor y ahorrar en calefacción o aire acondicionado, sino para eliminar el uso del cemento y el hormigón, usando residuos de otros sectores y la impresión 3D como la mejor estrategia para reducir la contaminación.

En esa misma línea, el Laboratorio de Investigación de Topología de Materiales (MTRL) del Technion, el Instituto de tecnología de Haifa (Israel), ha desarrollado un ingenioso ladrillo impreso en 3D con tierra de origen local, mejorada con fertilizantes derivados de residuos y aglutinantes de base biológica.

En colaboración con el Tree Lab del Instituto Weizmann de Ciencias de Rejovot, sus responsables han aplicado este novedoso material de construcción a unas estructuras llamadas TreeSoil, diseñadas para proteger los árboles jóvenes en entornos degradados.

Proteger los cultivos con estas estructuras es una manera de mejorar la tasa de supervivencia de estos retoños amenazados por las condiciones climáticas y atmosféricas. "Su geometría de ladrillos entrelazados permite la modularidad, la integridad estructural y un montaje eficiente in situ", señalan desde Technion.

Ladrillos y árboles jóvenes

Si el origen del ladrillo es ancestral, el de las estructuras para proteger los árboles jóvenes también tiene muchos siglos de antigüedad. Los muros de piedra seca y las pequeñas construcciones para asegurar el crecimiento de los cultivos formaban cercas, recintos o muros alrededor del perímetro de la zona arbolada o incluso protegiendo la base de cada uno de los árboles.

En esas fuentes históricas se han basado los ingenieros del Technion y el Instituto Weizmann para el desarrollo de TreeSoil, con el objetivo de crear microclimas favorables para el crecimiento temprano de los retoños.

Para ello, han recurrido al diseño computacional, la fabricación robótica y el conocimiento ecológico, fundamental para adaptar cada estructura a las condiciones climáticas y las necesidades de cada especie.

El primer paso es recoger la tierra, procedente del mismo suelo del lugar en el que se van a plantar los árboles. Se combina con otros elementos biodegradables, como fertilizantes derivados de residuos y aglutinantes de base biológica, para que sea compatible con la fabricación aditiva, además de beneficioso para el medio natural en el que va a estar instalada.

Después, los investigadores recurren a herramientas de software algorítmico, capaces de generar formas modulares adaptadas a las necesidades específicas de cada tipo de árbol. Estos patrones son la base para que empiece a operar un brazo robótico KUKA KR50 y un sistema de extrusión WASP LDM XXL, encargados de fabricar cada componente de las estructuras TreeSoil capa por capa y en poco tiempo.

Una vez fabricados, los ladrillos se secan al aire libre, sin necesidad de horno ni ningún otro proceso para acelerar su curado. Cuando ya está listo para su instalación, cada elemento se ensambla in situ alrededor de un árbol joven, sin utilizar cemento ni otros adhesivos, creando una estructura que lo protege del viento y de otras condiciones climáticas adversas.

Materiales ecológicos

Todo forma parte de un proceso diseñado al milímetro para reducir la emisión de CO2 y favorecer el crecimiento de los cultivos. Y es que, para culminar esa filosofía circular que subyace en el proyecto, la estructura de Tree Soil se degradará con el tiempo, volviendo al suelo del que proviene y nutriendo al árbol ya maduro para el que fue construido.

Para mejorar las tasas de supervivencia de los árboles jóvenes, cada prototipo de TreeSoil se basa en datos climáticos locales, optimizando el flujo de aire, la radiación solar y la retención de humedad.

"Este marco interdisciplinario permite al proyecto tender un puente entre el diseño computacional y la fabricación robótica con el conocimiento ecológico, convirtiendo cada prototipo en un laboratorio viviente para la resiliencia medioambiental", señalan los investigadores, con Ofer Asaf a la cabeza.

"Más que una estructura, TreeSoil propone un nuevo papel para la arquitectura: no como un monumento de permanencia o dominio, sino como una práctica de cuidado, temporal, adaptable y en sintonía con la ecología".

La estrategia recuerda a la de otros proyectos de investigación y productos comerciales, que recurren a materiales biológicos y al reciclaje para contribuir a la protección del medioambiente.

Es el caso, por ejemplo, de la empresa belga Gablok, que ha desarrollado un sistema de bloques aislantes de madera que se ensamblan sin necesidad de mortero, tiempo de secado ni conocimientos especializados en construcción.

Otro de los más parecidos al proceso de TreeSoil es el desarrollado por investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich y técnicos de la empresa FenX. El resultado de su colaboración es una espuma mineral sin cemento, fabricada a partir de residuos reciclados y usada para construir muros "monolíticos, ligeros y aislados" con impresión 3D.