Una boquilla se mueve hacia adelante y hacia atrás sobre una cama de impresión, depositando cintas de tierra húmeda, una capa de 8 milímetros a la vez. El muro que construye se inclina hacia afuera a medida que se eleva, inclinándose más de 60 grados, más empinado que la Torre Inclinada de Pisa, y no se cae. El lodo que mantiene ese ángulo es principalmente arcilla y arena extraída de una cantera de granito cerca de Golden, Colorado. Lo que lo mantiene en pie es una pizca de algo que seguramente hayas comido: el extracto de algas que le da al helado su cuerpo suave y que se puede sacar con pala.
Ese extracto es alginato de sodio, y su papel protagónico en una impresora 3D es la sorpresa en el centro del trabajo dirigido por ingenieros de la Universidad de Colorado Boulder. El resultado, publicado en Nature Communications, se trata menos de un único aditivo inteligente que de arrastrar una nave muy antigua al laboratorio.
La gente ha levantado refugio desde la tierra desde que ha habido gente para refugiarse. “Desde montículos de termitas hasta edificios de adobe, los humanos y los animales han estado construyendo con tierra desde el principio de los tiempos”, dice Wil Srubar, profesor de ingeniería civil, ambiental y arquitectónica que dirigió el equipo. Pero el know-how ha estado mayoritariamente en las manos, pasando de constructor en constructor. No ha habido mucha ciencia sobre cómo los constructores de tierra diseñan sus materiales, dice Srubar, y esa brecha es exactamente lo que él quería cerrar, utilizando conocimientos y herramientas científicos para comprenderla.
Resulta que la naturaleza ha estado realizando este experimento durante mucho tiempo. Las termitas amontonan imponentes montículos; las avispas construyen nidos intrincados; gusanos tipo panal cementan tubos parecidos a arrecifes a lo largo de la costa. Ninguno mezcla cemento. Utilizan biopolímeros, grandes moléculas biológicas, a menudo hiladas a partir de saliva, que actúan como pegamento para unir la tierra y la arena hasta formar algo que soporte carga.
Cinco pegamentos, una sorpresa
Entonces el equipo fue de compras a la despensa de la naturaleza. Probaron cinco biopolímeros, todos ellos familiares en el supermercado: goma guar, goma de algarroba y goma casia, los espesantes derivados de las legumbres que evitan que el aderezo para ensaladas se rompa; goma xantana, elaborada fermentando azúcar; y alginato de sodio, extraído de algas pardas. Cada uno se mezcló con arcilla y arena para ver cuál podía convertir la tierra suelta en algo que una impresora pudiera manejar. La expectativa, razonablemente, era que ganaría el mejor encuadernador.
La goma garrofín era el candidato obvio. Agarró las partículas de tierra y las tejió formando una red más fuerte, exactamente lo que debería hacer un pegamento. El problema es que el mismo agarre hacía que la pasta se volviera rígida y rebelde, luchando contra cada empuje a través de la boquilla de la impresora. En otras palabras, un buen aglutinante produce una tinta pésima.
El alginato de sodio hizo algo más extraño y mucho más útil. En lugar de pegar las partículas, reorganizó las cargas eléctricas de la arcilla, empujando a las partículas vecinas para que se repelieran entre sí, de la misma manera que dos imanes se separan cuando los giras al revés. Esa repulsión permitió que las partículas colgaran en una suspensión estable mientras se deslizaban suavemente fuera de la boquilla. El equipo buscó un adhesivo mejor y descubrió que el truco consistía en hacer que el barro fuera menos pegajoso, no más. A la tierra natural de la cantera Golden le añadieron sólo un 0,12 por ciento de alginato, una dosis extremadamente pequeña, y obtuvieron un material que resistió un 25 por ciento más de presión que la tierra simple y se imprimió aproximadamente un tercio más rápido. También se encogió mucho menos a medida que se secó, lo cual es importante, porque al encogerse es como se agrietan las paredes de tierra.
Leyendo el 90 por ciento de la suciedad del planeta
El objetivo de todo este alboroto por los cargos y las encías es el alcance. En lugar de perfeccionar una receta para un trozo de terreno, el equipo de Srubar, trabajando con colegas de la Universidad de Columbia, desmenuzó la química que decide si un biopolímero determinado unirá o dispersará un mineral determinado, y luego la comparó con las arcillas que constituyen aproximadamente el 90 por ciento de los subsuelos del mundo. Un hallazgo pone patas arriba una parte del folklore de la ingeniería: la arena, durante mucho tiempo descartada como relleno inerte, resulta dar forma al comportamiento de toda la mezcla. Ese tipo de mapa marca la diferencia entre una curiosidad de laboratorio y algo que un constructor de otro país podría utilizar.
Vale la pena ser sobrio sobre lo que se ha mostrado y lo que no. Las paredes aquí son demostraciones, impresas en una máquina a escala de laboratorio, no estructuras de soporte que soportan un invierno, y el estudio se propuso mejorar la imprimibilidad en lugar de la resistencia o durabilidad a largo plazo, que aún deben probarse bajo el sol, la lluvia y la humedad reales. Un voladizo de 60 grados es un buen truco de fiesta; una casa es una tarea más difícil.
Aún así, el motivo para molestarse no es realmente estético. La Tierra es algo excelente para vivir en su interior. “Hay algunos buenos beneficios ambientales interiores al tener tierra en un edificio”, dice Samuel Armistead, investigador asociado del equipo. Las paredes de tierra pueden amortiguar la humedad interior, absorber contaminantes del aire y actuar como un volante térmico, manteniendo las habitaciones más frescas en verano y más cálidas en invierno, todo ello sin la emisión de carbono que conlleva el cemento. Y la materia prima muchas veces ya se encuentra en el lugar, en incómodos montones. Cada sótano, cimiento y aparcamiento subterráneo comienza con excavadoras que extraen toneladas de tierra, la mayor parte de la cual se transporta en camiones al vertedero. Reutilizar esa tierra baldía donde se encuentra, dice Armistead, podría reducir drásticamente la huella ambiental de la construcción.
Ésa es la apuesta que vale la pena seguir. La arcilla y la arena se encuentran, como dice Srubar, “entre los materiales de construcción más abundantes en la Tierra”, esparcidos en casi todos los lugares donde los humanos quieren vivir. Si la química que los hace imprimibles realmente viaja, entonces el futuro de la construcción con bajas emisiones de carbono podría estar afuera, en el montón de escombros, esperando la pizca adecuada de algas.
Fuente: Armistead et al., Nature Communications (2026), DOI 10.1038/s41467-026-71885-z
Preguntas frecuentes
¿Por qué pondrías un ingrediente de helado en una pared?
El alginato de sodio, el extracto de algas que suaviza el helado, cambia las cargas eléctricas de las partículas de arcilla para que se repelan suavemente entre sí. Eso mantiene la mezcla de tierra estable pero fluida, por lo que se desliza a través de la boquilla de una impresora 3D en lugar de obstruirla. Contrariamente a la intuición, el aditivo actúa haciendo que el lodo sea menos pegajoso en lugar de pegarlo.
¿Cuánto más fuerte se vuelve realmente la Tierra?
Agregar solo un 0,12 por ciento de alginato de sodio a la tierra natural le permitió resistir alrededor de un 25 por ciento más de presión que la tierra simple e imprimir aproximadamente un tercio más rápido. También se contrajo mucho menos durante el secado, que es una de las principales formas en que se agrietan las paredes de tierra. El equipo imprimió paredes que se inclinaban más de 60 grados sin colapsar.
¿Imprimir con suciedad es realmente mejor para el medio ambiente?
La tierra es abundante, no tóxica y no conlleva el costo de carbono del cemento, y las paredes de tierra pueden amortiguar la humedad y la temperatura interior por sí solas. La construcción también extrae enormes volúmenes de tierra para cimientos y sótanos, la mayor parte de la cual se envía a los vertederos. Reutilizar esa tierra residual en el sitio podría reducir considerablemente la huella de un proyecto.
¿Podrías construir una casa real de esta manera mañana?
Todavía no. Las paredes de este estudio son demostraciones a escala de laboratorio, y el trabajo se centró en hacer que la tierra fuera imprimible en lugar de demostrar resistencia a largo plazo o resistencia a la intemperie. Esas preguntas sobre la durabilidad, bajo el sol, la lluvia y la humedad reales, aún necesitan respuesta antes de que la impresión de tierra llegue al sitio de construcción.