Nos encanta el hormigón. Lo usamos en todas partes: rascacielos, centros de datos, tejados, aceras, casas. El problema es que el hormigón no nos quiere. Su ingrediente clave, el cemento, es la fuente del 8% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono, un gas que está calentando catastróficamente el planeta. Pero, ¿cómo sustituir un material tan barato, duradero y popular?
Prometheus Materials tiene una respuesta interesante. Esta spinout de la Universidad de Colorado está convirtiendo algas en cemento mediante un proceso similar al de la formación natural del coral y las conchas marinas. «El cambio climático es potencialmente un problema existencial, y estamos descubriendo que la naturaleza puede habernos proporcionado las claves de una solución», afirma Loren Burnett, cofundador y director ejecutivo de la empresa.
La compañía se encuentra aún en las primeras fases de comercialización, con unos ingresos mínimos procedentes de unas instalaciones de prueba en Longmont (Colorado), cerca de Boulder. Pero ha descubierto la ciencia y ahora está recaudando lo que Burnett espera que sean entre 15 y 35 millones de dólares en financiación de riesgo (más financiación adicional del proyecto) para construir una fábrica de 35.000 pies cuadrados para hacer al menos media docena de variedades diferentes de productos prefabricados de biohormigón, incluidos bloques, paneles y adoquines.
75 millones de ingresos en 2027
Burnett espera que la combinación de la producción de la fábrica y una estrategia de licencias que le permita vender su material de base biológica en polvo a productores de todo el mundo le ayude a alcanzar los 75 millones de dólares de ingresos en 2027. «La clave aquí es que nos apoyaremos en los grandes productores de cemento y hormigón utilizando sus instalaciones de producción y distribución», afirma.
Es una cifra importante, pero aunque Prometheus alcance ese objetivo, apenas será una gota de agua en el mar para la industria mundial del cemento, que mueve más de 300.000 millones de dólares. Esto explica por qué Prometheus es una de las muchas empresas emergentes que intentan resolver el difícil problema del cemento.
Biomason, por ejemplo, ha desarrollado una forma similar de cultivar ladrillos y tejas de cemento con bacterias. Terra CO2, con una alternativa diferente al cemento, baja en carbono, ha recaudado fondos de Breakthrough Energy Ventures, de Bill Gates. Brimstone Energy está trabajando para comercializar cemento carbono-negativo y está construyendo una planta piloto cerca de Reno (Nevada) con el respaldo de la empresa de capital riesgo DCVC. Las tres han obtenido más financiación que Prometheus: Brimstone, 60 millones de dólares; Biomason, 87 millones; y Terra CO2, 99 millones, según la base de datos de capital riesgo PitchBook.
Alternativa al cemento
Gates, autor de un libro titulado Cómo evitar un desastre climático, ha hecho un llamamiento a la desesperada necesidad de encontrar una alternativa más limpia y asequible al cemento para luchar contra el cambio climático. El cemento es un importante productor de gases de efecto invernadero, tanto por la reacción química que lo crea como por los combustibles fósiles necesarios para calentar los hornos donde se produce. «No tenemos una forma de hacerlo que sea limpia, que no cueste muchísimo más, más del doble», declaró a Marketplace de NPR en 2021. «Así que si la gente piensa que se trata sólo de turismos y electricidad, se van a perder lo que tenemos que hacer para llegar a cero».
Para que la industria del cemento cumpla con el Acuerdo de París sobre el cambio climático, sus emisiones anuales tendrían que disminuir al menos un 16% para 2030, incluso cuando la producción de cemento está programada para aumentar, según un informe de 2018 del think tank Chatham House, con sede en Londres. «Este problema es tan enorme que va a hacer falta que todos tengamos un éxito salvaje», dice Burnett sobre su empresa y sus competidores. «Mires donde mires, vas a ver hormigón. Es omnipresente».
Buscando soluciones para otro problema
Cuatro académicos de la Universidad de Colorado en Boulder, Jeff Cameron, Sherri Cook, Mija Hubler y Wil Sruber –todos ellos cofundadores y asesores de Prometheus– dieron con la idea mientras buscaban una solución a otro problema.
Habían recibido una subvención de 2,4 millones de dólares de la rama de investigación del Departamento de Defensa en 2017 para ver si podían usar la biología para producir estructuras de protección en desiertos y otros entornos remotos con terrenos difíciles. «Sabían que no podían volar con hormigón porque es demasiado pesado, y sabían que no querían transportarlo en camión por grandes extensiones de territorio hostil», dice Burnett. «Así que si podían utilizar materiales locales para producir estructuras endurecidas para proteger a las tropas y los activos militares de alto valor, eso es lo que querían hacer».
Los investigadores empezaron a hacer pruebas con bacterias en placas de Petri para ver qué se les ocurría. Al principio trabajaron con bacterias ureolíticas, que se habían estudiado para aplicaciones de ingeniería civil, pero finalmente cambiaron a las cianobacterias, conocidas comúnmente como algas verdeazuladas, que obtienen su energía de la fotosíntesis. A medida que profundizaban, el Departamento de Defensa les pidió que hicieran un pequeño cubo de dos por dos del material. «Rápidamente nos dimos cuenta de que muchos de los retos a los que teníamos que enfrentarnos estaban en el escalado», explica Hubler.
Cultivo de algas
En la actualidad, la empresa cultiva sus algas en tanques estrechos de 1.350 litros con agua de mar artificial llena de nutrientes, aire burbujeante para proporcionar dióxido de carbono y luces LED para imitar la luz solar. Prometheus recoge las algas, las coloca en un tanque aparte y, mediante un proceso patentado, estimula lo que se denomina biomineralización, es decir, la formación de minerales en estructuras biológicas. «Esa es nuestra salsa secreta», afirma Burnett. El resultado es una lechada que se seca hasta convertirse en polvo y se combina con aglutinantes naturales patentados para crear un biocemento sin carbono. El material puede mezclarse con el material granular conocido como árido para formar biohormigón. Los bloques finales de biohormigón se parecen mucho a los fabricados con el cemento Portland, el estándar de la industria.
Error de descarbonización
Burnett, de 66 años, emprendedor en serie, fundó anteriormente cinco empresas, cuatro de ellas basadas en la transferencia de tecnología desde una universidad o un laboratorio. En 2011, creó la ahora inactiva e-Chromic Technologies, basada en la tecnología licenciada por el laboratorio de energías renovables del Departamento de Energía para una tecnología de ventanas que reflejaba la radiación infrarroja de vuelta a la atmósfera para reducir la necesidad de aires acondicionados y refrigeración. «Ahí es donde me picó el gusanillo de la descarbonización», dice.
En febrero de 2021, la oficina de transferencia tecnológica de la Universidad de Colorado puso en contacto a Burnett con los cuatro profesores, y al mes siguiente fundaron juntos la empresa.
Las primeras etapas de una spinout universitaria son difíciles porque los investigadores académicos no pueden utilizar los laboratorios de sus facultades para trabajos comerciales, pero para conseguir dinero hace falta algo más que una prueba teórica de que la tecnología funciona. Cameron montó un laboratorio en el sótano de su casa con peceras y aparatos de burbujeo comprados en tiendas de animales. «A algunos de nuestros inversores les enviábamos muestras que mis hijos y yo habíamos fabricado», explica Cameron.
Un año más tarde, la empresa consiguió ocho millones de dólares de financiación de riesgo liderada por la empresa europea de ciencias de la vida Sofinnova Partners, que incluía a inversores estratégicos como Microsoft, el estudio de arquitectura Skidmore Owings & Merrill y el gigante de los tejados GAF. Esto permitió a Prometheus poner en marcha proyectos piloto.
Apoyo de Microsoft
En un vídeo, el presidente de Microsoft, Brad Smith, llama la atención sobre la necesidad de nuevas innovaciones en hormigón para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, y señala a Prometheus y a otra empresa en la que ha invertido, CarbonCure. «En Microsoft pensamos mucho en esto porque en nuestros campus y centros de datos hay mucho hormigón», dice en el vídeo. Desde entonces, Prometheus ha realizado un proyecto prototipo con Microsoft, que cada año construye cientos de centros de datos en todo el mundo. «Cuando invertimos en tecnologías emergentes, nos fijamos en si es factible que sea la corriente principal para 2030», dice Brandon Middaugh, director sénior del Fondo de Innovación Climática de Microsoft, señalando que la fecha límite de 2030 del Acuerdo de París ya no parece tan lejana. «Vemos que el potencial está ahí, y que hay un camino a escala para ellos».
Reducción de huella de carbono
Skidmore, Owings & Merrill, el estudio de arquitectura mundial conocido por rascacielos como el Burj Khalifa de Dubai, el edificio más alto del mundo, y el One World Trade Center de Nueva York, también había estado buscando formas de reducir su huella de carbono con nuevos materiales. Hace cuatro años, empezó a asociarse con empresas que podían ayudarle, explica Brant Coletta, socio director y jefe del equipo mundial de Investigación e Innovación de la empresa. En su asociación con Prometheus, probó biomateriales para ver si cumplían las especificaciones de solidez y resistencia al fuego. En colaboración con albañiles, construyó maquetas y las dejó a la intemperie para ver qué podía pasar si se exponían a la intemperie, y luego las roció con limpiadores para realizar pruebas adicionales. «Les exigimos, y ellos se exigen, que superen todas estas pruebas para que podamos verter hormigón en los rascacielos», dice Coletta. «Están en la vanguardia de esto».
En febrero, Prometheus recibió las certificaciones industriales para los bloques portantes y no portantes, un paso importante en su camino hacia la comercialización. Skidmore, Owings & Merrill guarda piezas del biohormigón en sus oficinas de todo el mundo para que las vean los clientes, y tiene previsto exponer una escultura en forma de espiral en la Bienal de Arquitectura de Chicago este otoño. Aunque suene extravagante, Coletta espera que el primer cliente importante sea un centro de datos.
Mucho por hacer
Aún quedan muchas cosas por hacer para que el biocemento de Prometheus llegue a proyectos reales, y los riesgos siguen siendo altos. Primero tiene que recaudar fondos para construir la fábrica, que espera poner en marcha en 2024, y luego demostrar que puede producir materiales a un precio que los clientes paguen. También tendrá que conseguir que su biocemento supere pruebas adicionales y convencer a los principales productores de hormigón para que se arriesguen. Burnett, que calcula que la empresa estará produciendo a pleno rendimiento y estableciendo acuerdos de licencia para 2025, está decidido.
«Tenemos que descarbonizar tanto el cemento como el acero si queremos llegar a cero emisiones netas en 2050», afirma. «Las matemáticas simplemente no funcionan sin que ocurran esas dos cosas».
