La cadena de borrascas que está afectando a España aleja la idea de un país con sequía persistente y en serio peligro de desertificación, pero las previsiones de los expertos son unánimes: debido al cambio climático, en las próximas décadas cerca del 40 % del territorio español será mucho más árido y seco.

Esta realidad alimenta la paradoja que presenta la producción de hormigón no sólo en nuestro país, sino a nivel mundial. Para alimentar la industria de la construcción y seguir levantando viviendas y carreteras, se están vaciando ríos y triturando montañas, mientras enormes extensiones de desierto siguen cubiertas de una arena que, hasta ahora, se consideraba inútil para construir.

Un equipo de investigadores de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) y la Universidad de Tokio propone una vía de escape a este callejón sin salida: un nuevo material llamado hormigón de arena botánica (botanical sandcrete), que transforma la arena del desierto en un recurso aprovechable gracias a aditivos de origen vegetal y un proceso mucho menos contaminante.

En paralelo, otro equipo de la Universidad de Sharjah (Emiratos Árabes Unidos) ha logrado fabricar ladrillos ecológicos utilizando arena del desierto combinada con aglutinantes como escoria de alto horno y cenizas volantes. A diferencia de los ladrillos de hormigón o de arcilla cocida convencionales, estos se curan a temperatura ambiente, lo que reduce de forma notable el consumo energético necesario para su producción.

Además, estos ladrillos de arena desértica muestran mayor resistencia mecánica, menor absorción de agua y mejor comportamiento frente a agentes químicos que muchas soluciones convencionales. Esto los convierte en una alternativa viable para una albañilería duradera en entornos costeros o áridos, aprovechando recursos locales y disminuyendo la dependencia del cemento tradicional.

De las dunas a los edificios

El hormigón convencional se fabrica con cemento, agua y áridos, entre ellos arena de granulometría muy controlada. No sirve cualquier tipo de arena, ya que los granos deben tener el tamaño y la forma adecuados para que se compacten bien y se adhieran al cemento.

La arena del desierto, por el contrario, está formada por granos muy finos y redondeados, esculpidos por el viento. Eso dificulta que actúe como esqueleto del hormigón y que forme estructuras mecánicamente resistentes.

"Los investigadores llevan muchos años debatiendo si la arena del desierto se puede utilizar en el hormigón. El problema es que es tan fina que no es adecuada como aglutinante en el hormigón", subraya Ren Wei, investigador postdoctoral del Departamento de Ingeniería Civil y de Fabricación de la NTNU, en un comunicado de prensa.

"En otras palabras", resume Wei, "el hormigón no será lo suficientemente duro como para utilizarse en proyectos de construcción".

Por eso, pese a la abundancia de terrenos desérticos (hasta un 33 % de la superficie terrestre, según los últimos estudios), la industria de la construcción se ha apoyado en arenas de río y procedentes de roca triturada, con un coste medioambiental y energético muy elevado.

La propuesta de los investigadores rompe con la lógica de este hormigón convencional. En lugar de depender del cemento como único aglomerante, recurre a una combinación de presión, temperatura y aditivos de origen vegetal para consolidar la arena.

A diferencia del hormigón tradicional, que fragua mediante reacciones químicas del cemento con el agua, aquí el protagonismo recae en la compactación mecánica y en la interacción entre las partículas de arena y la biomasa vegetal.

Cómo se fabrica

El estudio, publicado en Journal of Building Engineering, detalla una serie de ensayos llevados a cabo en los laboratorios de la Universidad de Tokio con distintas recetas y condiciones de procesado con el objetivo de encontrar la fórmula idónea.

"Hemos probado cómo afectan diversos factores a la resistencia y densidad de los materiales, entre ellos la temperatura, la proporción de la mezcla, la presión, el tiempo de prensado y los diferentes tipos de arena", explicó Ren Wei.

En la práctica, el proceso se puede resumir en cuatro etapas: preparación de la mezcla de arena fina con polvo de madera y otros aditivos vegetales, colocación de esta mezcla en un molde y aplicación de presión elevada mediante prensado hidráulico. Por último, es necesario un calentamiento simultáneo hasta una temperatura óptima durante un tiempo definido.

Al variar la temperatura se controla cómo se ablandan y reconfiguran los componentes orgánicos, lo que influye en la cohesión del material resultante. Cambiar la presión y el tiempo de prensado, por su parte, permite ajustar la densidad final de la pieza de hormigón.

El equipo comparó el uso de arena del desierto con otros productos, como polvos de granito, escoria o sílice, para entender cómo influía el tamaño del grano y la mineralogía en el rendimiento del nuevo hormigón ecológico. Ese proceso resultó clave para definir en qué contextos la arena desértica ofrecía ventajas y cómo adaptar la mezcla según los recursos locales disponibles.

Ladrillos y pavimentos

Los ensayos de laboratorio mostraron que este hormigón de arena botánica alcanza resistencias mecánicas suficientes para usos no estructurales, como baldosas para pavimentos o elementos de urbanización en zonas de tráfico moderado. No está pensado, al menos por ahora, para soportar grandes cargas en edificios de varias plantas o para levantar infraestructuras como puentes.

También quedan pendientes pruebas en entornos reales, con piezas expuestas de forma prolongada a la lluvia, los ciclos de hielo-deshielo y otros fenómenos meteorológicos. Los propios investigadores reconocen el trabajo que queda por delante para estudiar a fondo la degradación a largo plazo de este hormigón y la resistencia frente al desgaste en condiciones de tráfico intenso, por ejemplo.

"El proceso de producción es relativamente sencillo, por lo que, en principio, el material se puede fabricar en muchos lugares. Pero necesitamos realizar más pruebas, entre ellas cómo resiste el frío, antes de que se pueda utilizar en Noruega", afirma Ren Wei.

Así, Wei y su equipo insisten en que el potencial beneficio ambiental solo se hará realidad si el material se fabrica y utiliza recurriendo a los materiales de procedencia local, ya que transportar productos pesados a largas distancias multiplicaría la huella de carbono y podría anular la ventaja ecológica que supone aprovechar la arena del desierto.

Por todo esto y pese a los prometedores resultados de la investigación, el hormigón de arena botánica está todavía en fase de prototipo y lejos de su adopción masiva en la industria de la construcción.

Otro aspecto clave tiene que ver con la escalabilidad industrial: el proceso es relativamente simple, pero pasar del laboratorio a la producción en masa requiere estudiar a fondo los tiempos de ciclo, los costes energéticos y la compatibilidad con líneas de producción ya existentes.

A medio plazo, los investigadores ven más realista su uso en elementos prefabricados, como adoquines, losas o paneles, que en estructuras portantes complejas. Estos productos son más fáciles de controlar en fábrica y permiten ajustar con precisión las condiciones de prensado y curado.

Por su parte, los experimentos con arena del desierto de la región de Sharjah llevados a cabo por los investigadores emiratíes muestran un gran potencial para producir ladrillos más resistentes y duraderos.

"También evaluamos el rendimiento bajo una exposición química agresiva y descubrimos que los ladrillos de arena del desierto activados con álcali conservaban su integridad y, en casos clave, superaban a los ladrillos a base de cemento bajo el ataque del sulfato", explica Maher Omar, profesor de Ingeniería Civil en la Universidad de Sharjah. "Esto es importante en entornos costeros y marinos, donde los suelos y las aguas subterráneas ricos en sulfato pueden acelerar el deterioro".

Si superan todos estos desafíos pendientes, tanto el hormigón de arena botánica como los ladrillos de arena podrían convertirse en los mejores ejemplos de cómo se puede aliviar uno de los grandes dilemas de la construcción contemporánea: seguir edificando, pero con menos cemento, menos emisiones y aprovechando materiales locales que hasta hoy se consideraban inútiles.