Imagine un futuro en el que los edificios no solo sean más sostenibles, sino que también sean capaces de ayudar a combatir el cambio climático. Un futuro en el que los materiales de construcción absorban carbono en lugar de emitirlo, en el que la madera sustituya al acero y al hormigón sin dañar el medioambiente.
Este escenario por el momento es ciencia ficción, pero no está lejos de hacerse realidad. Podría ser posible gracias a una innovadora investigación de la Universidad de Maryland publicada en la revista Matter, donde la madera modificada genéticamente podría ser la clave para transformar el método en que se construyen las ciudades y se reducen las emisiones globales.
El equipo de científicos de Maryland ha dado con un avance revolucionario: la creación de una madera estructural de alto rendimiento, modificada genéticamente, capaz de almacenar carbono durante más tiempo y dotada para reducir el uso de productos químicos y energía en su producción.
Yiping Qi, profesor del departamente de Ciencias Vegetales y Arquitectura del Paisaje de la universidad, lo deja claro: "El secuestro de carbono es fundamental en nuestra lucha contra el cambio climático, y esta madera diseñada puede encontrar muchos usos en la bioeconomía del futuro".
Lo 'común'
Hasta ahora, la madera industrializada —aquella que se modifica para ser más resistente y útil en la construcción— se ha considerado una alternativa renovable a materiales como el acero, el cemento o el plástico. Sin embargo, no todo es tan simple.
El procesamiento de la madera artificial requiere la eliminación de uno de sus componentes naturales más importantes: la lignina. Este polímero vegetal, que confiere rigidez y resistencia, debe ser removido a través de procesos químicos que requieren grandes cantidades de energía, generando residuos tóxicos y emisiones de carbono en el proceso.
Es precisamente en este punto donde los investigadores de la Universidad de Maryland han dado un giro radical. Mediante la edición de bases, un tipo de modificación genética, lograron cultivar álamos que contienen un 12,8% menos de lignina, eliminando la necesidad de recurrir a estos costosos y contaminantes tratamientos químicos.
Una "súper madera"
Así, la eliminación de la lignina se convertido en un paso clave para impartir a la madera propiedades estructurales que la hacen competitiva con otros materiales como el acero o el hormigón. Porque, pese a que anteriormente los científicos ya habían experimentado con técnicas como el uso de microondas o enzimas para lograr este efecto, siempre dependían de productos agresivos. Ahora, con la modificación genética, este paso ya no es necesario.
El equipo de Qi y Liangbing Hu, profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales, cuidó de álamos modificados en un invernadero durante seis meses, sin observar diferencias en el crecimiento o en la estructura de los árboles en comparación con sus contrapartes no modificadas.
"Nuestros álamos editados genéticamente mantienen el mismo rendimiento que los árboles tratamos químicamente, lo que abre la puerta a una producción más sostenible de materiales de construcción", señala Hu.
El verdadero potencial de esta madera no solo reside en su capacidad para almacenar carbono, sino también en su fortaleza estructural. Tras modificar a los álamos, los investigadores sometieron la madera a un proceso de comprensión, donde la madera se sumergen en agua al vacío y luego se presiona en caliente hasta reducir su grosor a una quinta parte de su espesor original.
De este modo, los científicos logran aumentar la densidad de las fibras de la madera, haciéndola mucho más resistente que la natural. De hecho, en las pruebas de laboratorio demostró tener una fuerza a la tracción comparable a la de la aleación de aluminio 6061, un material utilizado habitualmente en la industria aeroespacial y automotriz.
Cambio de paradigma
La industria de la construcción es responsable de alrededor del 37% de las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) asociadas a la energía y sus operaciones, según un informe de la ONU.
Pero no solo eso; tal como indican los datos del IPCC (Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático), las emisiones procedentes de este sector deben reducirse drásticamente para cumplir con los objetivos del Acuerdo de París y limitar el aumento de la temperatura global a 1,5 grados.
En este contexto, la madera modificada no solo reduce las emisiones en el proceso de producción, sino que, al ser utilizada en edificios y otras estructuras, continuará almacenando carbono a lo largo de su vida útil, contribuyendo al secuestro de carbono a largo plazo.
"Estamos demostrando que la ingeniería genética, combinada con la ingeniería de la madera, puede desempeñar un papel crucial en la mitigación del cambio climático", afirma Qi.
Además, la producción de esta madera también se alinea con los principios de la bioeconomía, un modelo económico que busca reemplazar los productos y materiales derivados de combustibles fósiles por aquellos que provienen de fuentes biológicas y renovables.