Resumen gráfico. Crédito: materia (2025). Doi: 10.1016/j.matt.2025.102106
Durante siglos, las innovaciones en materiales estructurales han priorizado la fuerza y la durabilidad, a menudo a un alto precio ambiental. Hoy, la industria de la construcción representa aproximadamente el 10% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, con cemento, acero y concreto responsables de más de dos tercios de ese total. A medida que el mundo presiona para un futuro sostenible, los científicos están compitiendo para reinventar las bases de nuestro entorno construido.
Ahora, los investigadores de Georgia Tech han desarrollado una nueva clase de bloques de construcción modulares, reconfigurables y sostenibles, un nuevo paradigma de construcción tan adecuado para hogares terrestres como lo es para hábitats extraterrestres.
Su estudio, publicado en Matter, demuestra que estas unidades innovadoras, denominadas Eco-Voxels, pueden reducir las huellas de carbono hasta en un 40% en comparación con los materiales de construcción tradicionales. Estas unidades también mantienen el rendimiento estructural necesario para aplicaciones que van desde paredes de carga hasta alas de aeronaves.
“Creamos estructuras sostenibles utilizando estos bloques de construcción ecológicos, combinando nuestro conocimiento de la mecánica estructural y el diseño mecánico con las prácticas de fabricación relevantes para la industria y las evaluaciones ambientales”, dijo Christos Athanasiou, profesor asistente de la Escuela de Ingeniería Aeroespacial Daniel Guggenheim.
Crédito: Instituto de Tecnología de Georgia
Su trabajo ofrece una solución potencial a la creciente crisis de asequibilidad de la vivienda. A medida que aumentan los desastres climáticos como los huracanes, los incendios forestales y las inundaciones, las viviendas están dañadas a tasas más altas y los costos de seguro se disparan. Esta crisis se ve impulsada por el aumento de los precios de la tierra y las regulaciones de desarrollo restrictivo. Mientras tanto, la creciente demanda de vivienda ejerce una tensión creciente en los recursos globales y el medio ambiente. La modularidad y la circularidad del enfoque desarrollado puede abordar efectivamente estos problemas.
Los nuevos bloques de construcción
Eco-Voxels-Short para vóxeles ecológicos, el equivalente 3D de píxeles— están hechos de tereftalato de politrimetileno (PTT). PTT es un polímero parcialmente biológico derivado del azúcar del maíz y reforzado con fibras de carbono recicladas de residuos aeroespaciales (material de desecho perdido durante la fabricación de componentes aeroespaciales).
Eco-Voxels se puede ensamblar fácilmente en grandes estructuras de carga y luego desmontar y reconfigurarse, todo sin generar desechos. En consecuencia, ofrecen un enfoque altamente adaptable y sostenible para la construcción.
El equipo probó eco-voxeles y descubrió que pueden manejar la presión que los edificios generalmente enfrentan. También utilizaron simulaciones por computadora para demostrar que cambiar la forma de los eco-voxeles los hace adecuados para muchas necesidades de construcción diferentes.
Los investigadores compararon el enfoque Eco-Voxel con otros métodos de construcción emergentes como el concreto impreso en 3D y la madera con la luz cruzada (CLT), descubriendo que los eco-voxeles ofrecen importantes ventajas ambientales. Si bien los materiales tradicionales y alternativos a menudo son pesados e intensivos en carbono, la pared ecológica tuvo la huella de carbono más baja: 30% más baja que el concreto y un 20% más bajo que la CLT.
Estos resultados destacan Eco-Voxels como una solución prometedora de alto carbono y alto rendimiento para la construcción sostenible y asequible, abriendo nuevas posibilidades para soluciones de construcción más rápidas y sostenibles. Además de los usos residenciales, los refugios de emergencia construidos con Voxeles ecológicos podrían usarse para escenarios de alivio de desastres, donde el ensamblaje rápido, la modularidad y el impacto ambiental mínimo son cruciales.
“Este estudio ejemplifica cómo los avances en la mecánica estructural, el desarrollo compuesto sostenible y el análisis de sostenibilidad pueden producir soluciones transformadoras cuando se acoplan. Eco-Voxels, nuestros bloques de construcción modulares y reconfigurables, proporcionan una alternativa escalable y de baja carbona que redefine nuestro enfoque para construir tanto en los entornos terrestres y extraterrestres”, dijo Athanasiou.
Edificio en el espacio
Más allá de su potencial terrestre, Eco-Voxels también puede ofrecer una solución prometedora para la construcción fuera del mundo donde los métodos de construcción tradicionales son inviables. Su ensamblaje liviano y rápido, las estructuras se pueden erigir en menos de una hora) y la dependencia de materiales sostenibles o de origen local los convierte en candidatos ideales para futuros refugios marcianos o lunares.
“La capacidad de construir estas estructuras rápidamente es una ventaja significativa para la construcción espacial”, dijo Atanasiou. “En el espacio, necesitamos unidades livianas hechas de materiales de origen local”.
Quizás lo más importante es que los investigadores imaginan un futuro en el que el entorno construido no solo minimiza el daño sino que contribuye activamente a la preservación de la salud planetaria.
Más información: Dimitrios Georgiou et al, Eco-Voxels: bloques de construcción para estructuras sostenibles y de carga, materia (2025). Doi: 10.1016/j.matt.2025.102106
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia
Cita: Eco-Voxels: Investigadores Pioneer Pioneer Bloques de construcción reconfigurables para la Tierra y la Construcción Off-World (2025, abril) Recuperado el 18 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-ECO-Voxels-Reconfigurable-Locks-arth.html
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