Construyendo las ciudades del mañana con materiales vivos

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Los materiales de construcción que incorporan bacterias, hongos u otros organismos vivos podrían autorrepararse, limpiar el aire y crear ciudades más resilientes al cambio climático.

La incorporación de materiales vivos de ingeniería (MVE) al hormigón tradicional puede ofrecer una mayor sostenibilidad y funcionalidades adicionales, como propiedades de autorreparación. Estas losas de hormigón con MVE se encuentran en el OME, un espacio experimental de la Universidad de Newcastle en el Reino Unido. Crédito: Ben Bridgens, Centro de Biotecnología en el Entorno Construido.

En un artículo con la firma de James Dacey, publicado en EOS.org, se habla de la innovación de construcción mediante la utilización de los llamados materiales de ingeniería vivos

Leamos lo escrito por Dacey
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Es martes por la mañana del año 2036. Una trabajadora de mantenimiento llega a tu apartamento para revisar la grieta en la pared de tu cocina. No trae yeso, sellador ni masilla. En cambio, comprueba si las bacterias beneficiosas de la pared han comenzado a curar la fisura. Luego, se asoma por la ventana para ver si el musgo que cubre tu jardín vertical sigue frondoso y capaz de filtrar los contaminantes del aire de la ciudad. Antes de irse, inspecciona el panel acústico a base de hongos en tu techo. Buenas noticias: aún bloquea el sonido de la música a todo volumen de tu vecino.

Este es el mundo de los materiales vivos bioingenierizados
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Es innegable que materiales de construcción comunes como el hormigón y el asfalto son un éxito rotundo. Son muy prácticos y económicos de producir a gran escala.

Pero no son gratuitos. Pueden aparecer grietas en el hormigón incluso antes de que se descorche el champán en la inauguración de un nuevo edificio. Con el tiempo, el agua ensancha las grietas y deteriora las estructuras de acero de soporte. El efecto de isla de calor urbana significa que las superficies oscuras e impermeables que se encuentran comúnmente en edificios y carreteras hacen que las ciudades sean más calientes que las áreas de campo circundantes.

Hormigón
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La producción de hormigón representa alrededor del 6 % de las emisiones globales de gases de efecto invernadero, y la mayor parte de estas emisiones están relacionadas con la producción del cemento que une los materiales. A lo largo de los años, los investigadores han intentado crear hormigón más ecológico modificando sus propiedades químicas o físicas. Sin embargo, los materiales de construcción verdaderamente alternativos aún no han logrado una penetración masiva en el mercado.

¿Se viene un cambio?
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Esto podría cambiar gracias a un campo emergente: los materiales vivos de ingeniería (MVE). Esta nueva generación de materiales de construcción se elabora utilizando organismos como algas, bacterias y hongos. Sus defensores afirman que los MVE pueden igualar la resistencia a largo plazo de los materiales de construcción convencionales (como el hormigón, la fibra de vidrio o los paneles de pared), a la vez que ofrecen funcionalidad adicional y un menor impacto ambiental a lo largo de su ciclo de vida. Sin embargo, sustituir a la industria pesada no será tarea fácil.

Picoplanktonics fue una instalación en la Bienal de Arquitectura de Venecia de 2025 que utilizó un ELM basado en cianobacterias como ejemplo de una estructura a gran escala. Crédito: Valentina Mori/Biennale di Venezia

Ayudantes latentes: Hormigón vivo y autocurable
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Una de las tecnologías de vanguardia que está ganando terreno es el hormigón autorreparable. Un pionero en este campo es Henk Jonkers, investigador de la Facultad de Ingeniería Civil y Geociencias de la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft) en los Países Bajos. En 2010, Jonkers dirigió un estudio que demostró que añadir bacterias y nutrientes a una mezcla de hormigón estándar permitía que las grietas se repararan por sí solas.

La curación se produce mediante un proceso de biomineralización conocido como precipitación de calcita inducida por microorganismos (PICM). Cuando ciertos tipos de bacterias metabolizan nutrientes, producen carbonato de calcio, el componente principal de la piedra caliza. En sus experimentos, Jonkers aprovechó la PICM mezclando esporas bacterianas latentes con una mezcla de hormigón. Observó que, al formarse una grieta y entrar humedad, las bacterias se activaban y comenzaban a precipitar piedra caliza que rellenaba la grieta.

Estas imágenes muestran cómo los ELM pueden precipitar piedra caliza que rellena una grieta por la que ha penetrado la humedad. El proceso se denomina precipitación de calcita inducida por microorganismos. Crédito: Henk Jonkers/TU Delft

Jonkers y la Universidad Técnica de Delft (TU Delft) llevaron la investigación a la empresa privada Basilisk Self-Healing Concrete en 2014. Basilisk afirma que su producto ELM puede autorreparar grietas de hasta 0,8 milímetros de ancho. El hormigón se ha utilizado con éxito en diversos proyectos internacionales, como muros de contención en la red ferroviaria holandesa y una planta de tratamiento de agua en Japón.

Otros investigadores de la TU Delft están probando actualmente el MICP en mortero de mampostería tradicional a base de cal. De tener éxito, este mecanismo podría ayudar a reparar casas tradicionales en lugares como la ciudad holandesa de Groningen, donde la extracción de gas natural provoca terremotos leves (de hasta aproximadamente magnitud 3,4) que dañan con frecuencia las estructuras.

Cultivado, no vertido: Reemplazando por completo las formas de construcción
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Los investigadores también estudian casos de uso de ELM en los que bacterias activas (no esporas latentes) comienzan a trabajar de inmediato para transformar la biomasa en material sólido. Dado que la biomasa suele ser un residuo industrial, esta forma de producción microbiana también puede representar una oportunidad de reciclaje.

Una empresa que utiliza bacterias para transformar biomasa en productos terminados es la startup Cresco Biotech, una compañía británica que colabora con socios académicos para desarrollar materiales compuestos como paneles acústicos y térmicos. La mayor parte de este material compuesto es biomasa, que incluye residuos industriales y subproductos agrícolas: fibras de cáñamo, desechos mineros y la gramínea perenne de rápido crecimiento Miscanthus. Al igual que Basilisk, el ELM que utiliza Cresco es una bacteria productora de caliza, que actúa como aglutinante para mantener unida la biomasa.

“Queremos que este [ELM] sea casi como un contenedor universal, donde uno pueda ubicarse en un lugar local y construir allí una pequeña instalación donde se agreguen muchos de los diferentes residuos”, dijo Ege Savas, cofundador de Cresco.

Se ha sugerido un proceso similar para cultivar materiales de construcción en Marte. La organización sin fines de lucro Pioneer Labs publicó recientemente una serie de estudios sobre un microbio candidato —una versión modificada genéticamente de una bacteria— que podría llevarse al Planeta Rojo y utilizarse para producir bioplásticos, los cuales podrían emplearse como materia prima para la impresión 3D de diversos artículos, desde tazas hasta cabañas.

Muchos científicos planetarios se muestran escépticos ante esta afirmación, pero no ante el proceso ELM subyacente. «Este microorganismo, sPL.001, no sirve para terraformar Marte, sino para fabricar materia prima para casas impresas en 3D», declaró Chris McKay, del Centro de Investigación Ames de la NASA, a Scientific American.

Bienvenidos a la Ciudad de los Hongos
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De vuelta en la Tierra -escribió James Dacey-, otro tema que está causando furor en el campo de los olmos es el micelio, la estructura similar a una raíz que forman los hongos y que normalmente se encuentra oculta bajo tierra. Científicos e ingenieros aprecian el micelio por sus propiedades versátiles: crece rápidamente, es ignífugo e impermeable, y posee cualidades acústicas deseables.

El micelio, la estructura similar a una raíz de hongos como las setas, es otro componente de la construcción de ELM con el que los investigadores están experimentando. Papel, arroz, posos de café, cáscaras de naranja y follaje son algunos de los componentes de los ELM basados en micelio, que se muestran aquí. Crédito: Globa et al., 2025, https://doi.org/10.3390/biomimetics10090573

En Estados Unidos y otros países, ya se pueden comprar alternativas al cuero hechas con micelio, hamburguesas veganas e incluso ataúdes

Dicho esto, es poco probable que veamos un rascacielos de hongos en un futuro próximo. En su forma pura, el micelio no es lo suficientemente resistente como para ser un material estructural. La empresa neoyorquina Ecovative, que produce embalajes y aislamiento acústico, está experimentando con diferentes maneras de reforzar el material. Una de ellas consiste en utilizar el micelio como aglutinante para otros materiales orgánicos en una sustancia llamada compuesto de micelio. Otra consiste en cosechar el tejido fúngico en láminas.

En un estudio reciente financiado por DARPA (la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa), los científicos de Ecovative incluso infundieron micelio con un polímero conductor para fabricar prototipos de chips informáticos. Si bien son mucho menos precisos que los sistemas basados en semiconductores, los autores afirman que son lo suficientemente económicos y biodegradables para usos desechables, como sensores que detectan peligros o el deterioro de los alimentos.

Uno de los retos del micelio reside en desarrollar métodos estandarizados y escalables para su producción. Para potenciar su atractivo estético, un equipo de investigación australiano-singapurense cultivó compuestos de micelio con una amplia gama de texturas, patrones y colores. Otros grupos exploran técnicas de producción innovadoras, como el uso de mallas textiles para cultivar estructuras de micelio grandes y robustas con diversas formas.

Vivo en el punto de uso
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Así como una viga de madera no está viva, los olmos que se encuentran en el mercado suelen estar muertos o inactivos en el momento de su uso. Sin embargo, algunos casos de uso requieren un componente que aún esté vivo.

Imagina, por ejemplo -añadió Dacey- que quisieras una fachada de edificio hidrófuga. Una vez muerto, el micelio deja de secretar las proteínas hidrofóbicas que le confieren esa propiedad. Sin embargo, los llamados ELMs “sucios” conservan algunos elementos vivos, lo que haría que un producto derivado del micelio fuera deseable para una situación real y no estéril como esta.

Uno de los científicos que trabaja con ELMs primitivos sucios es Martyn Dade-Robertson , codirector del grupo Living Construction, de la Universidad de Northumbria, en el Reino Unido. Fue coautor de un estudio de 2023 que demostró cómo se podía modificar genéticamente una forma de micelio similar al cuero para que se autorreparara al realizarle pequeños agujeros.

Para comprender el mecanismo, imaginemos primero un hongo clásico creciendo en la tierra. Sus esporas se encuentran en el sombrero del cuerpo fructífero, que sobresale de la superficie. El viento o los animales dispersan las esporas, y nuevos hongos crecen en otros lugares. Sin embargo, algunos hongos también reservan esporas en el micelio subterráneo como plan B para cuando las condiciones son muy adversas.

En el experimento, Dade-Robertson y sus colegas cultivaron primero un micelio con una consistencia similar al cuero y le hicieron agujeros. Luego, al reducir drásticamente el suministro de nutrientes, forzaron al micelio a entrar en un estado de emergencia, activando las esporas de reserva. Una vez activas, el micelio comenzó a crecer de nuevo y se regeneró.

“Fue un experimento pequeño, muy claro y hermoso”, dijo Dade-Robertson. “Simplemente se colocaba un poco de nutriente en el agujero a modo de parche, y se obtenía una estructura completamente curada”.

De hecho, los organismos son expertos en detectar las condiciones ambientales y responder a ellas. «La belleza de la biología reside en que tienes una célula viva que detecta y registra información, y entonces tienes un sistema, y solo hay un pequeño paso para actuar en consecuencia», afirmó Tom Ellis, investigador de ingeniería de genomas sintéticos y biología sintética en el Imperial College de Londres.

Ellis cree que esta capacidad es en lo que los investigadores deberían centrarse al diseñar ELM sucios. Un material de construcción podría diseñarse, por ejemplo, de manera que cuando el estrés térmico supere los niveles aceptables, el componente de células vivas libere una sustancia para enfriar o regular su temperatura.

Impedir que la microvida escape del edificio
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A medida que la investigación sobre ELM evoluciona, abre oportunidades para ingenieros geotécnicos, arquitectos, ingenieros biomédicos y otros profesionales. Y si se implementara a gran escala, podría transformar trabajos manuales como el mantenimiento de edificios.

“Hay que pensar en cómo cuidar un edificio, como si fuera un jardín”, explicó Dade-Robertson. “Si tiene enfermedades, si está siendo superado por especies invasoras, si la casa del vecino está invadiendo la tuya, y todo tipo de cosas que, a medida que la tecnología avanza, se convierten en nuevos problemas que antes no habíamos previsto”.

Dade-Robertson formó parte del equipo que creó el OME, un espacio experimental en la Universidad de Newcastle que integra el Hub for Biotechnology in the Built Environment Centro de Biotecnología en el Entorno Construido, del cual Dade-Robertson es codirector. El OME, que incluye un laboratorio y un apartamento amueblado, permite a los investigadores del Centro realizar experimentos e investigar formas prácticas de utilizar y ampliar las tecnologías ELM y otras biotecnologías.

Uno de los proyectos experimentales que investigan los científicos del OME es este revestimiento de fachada ventilada ELM a base de bacterias. Crédito: Ben Bridgens, Centro de Biotecnología en el Entorno Construido.

El proyecto OME reúne a biotecnólogos, ingenieros, científicos de materiales, diseñadores y arquitectos. Los proyectos actuales investigan los ELM que involucran algas y micelio. Los científicos afirman que iniciativas interdisciplinarias como esta serán esenciales para considerar las realidades prácticas y las consecuencias imprevistas de la investigación y el desarrollo de los ELM.

Las directrices bioéticas, quizás similares al Marco Ético para la Intervención Climática de la AGU, también pueden ayudar a establecer códigos de conducta para científicos, ingenieros, emprendedores y responsables políticos que participan en el ámbito de la gestión ambiental temprana.

Los investigadores ya están estudiando medidas de bioseguridad. Estas incluyen interruptores genéticos de desactivación y el diseño de sistemas que puedan desactivarse fácilmente mediante productos químicos o cambios de temperatura.

Vivir en el mundo real
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Jonkers afirmó que tanto investigadores como consumidores deberían desconfiar de la publicidad engañosa y no asumir que los materiales de origen biológico son automáticamente más deseables. «Les digo a mis alumnos: si les mordiera una serpiente venenosa y les quedaran 10 segundos de vida, ¿se sentirían felices y dirían que no importa porque era de origen biológico?».

La madera es un buen ejemplo. Puede parecer ecológico construir ciudades basadas en la madera, y esto puede funcionar a nivel local, como en regiones de Escandinavia con acceso a recursos forestales sostenibles. Sin embargo, convertir bosques en plantaciones de madera sin análisis específicos del sitio sería sumamente perjudicial para la biodiversidad, las comunidades planificadas y los esfuerzos de captura de carbono.

Aunque los biomateriales ofrecen claras ventajas, Jonkers y otros científicos señalan que tanto científicos como emprendedores no deben subestimar el desafío financiero que supone introducirse en la multimillonaria industria de la construcción, cuyo crecimiento se prevé que continúe de forma constante. La inversión inicial en biomateriales suele ser elevada; las empresas constructoras y sus financiadores podrían mostrarse reacios a asumir los altos costes iniciales para reparar grietas que no se manifestarán hasta dentro de años. Por lo tanto, los principales beneficios de tecnologías como los materiales autorreparables podrían tardar décadas en hacerse evidentes.

“No se puede competir con algo que en realidad no es un producto, sino una mercancía”, dijo Savas, reconociendo que es improbable que los ELM compitan en mercados como el del hormigón y el acero de uso general.

Adaptadas al uso individual o comunitario, las ELM podrían reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, así como la necesidad de productos químicos tóxicos que se utilizan habitualmente en el mantenimiento, contribuir a la eficiencia energética y crear sistemas de gestión de residuos más sostenibles.

Los materiales vivos bioingenierizados son quizás menos una industria nueva que un aspecto de un movimiento más amplio para hacer que nuestras ciudades sean más ecológicas.

Author Information
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James Dacey (@JamesDacey), Science Writer

Citation: Dacey, J. (2026), Building the cities of tomorrow with living materials, Eos, 107, https://doi.org/10.1029/2026EO260351. Published on 2 November 2026. Text © 2026. The authors. CC BY-NC-ND 3.0 Except where otherwise noted, images are subject to copyright. Any reuse without express permission from the copyright owner is prohibited.

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