Mechanical properties of a new lightweight soil-based construction material incorporating invasive rugulopteryx okamurae seaweed
Sandra L. Mogollón, Arturo Jiménez, José D. Rodríguez-Mariscal, Mario Solís
Palabras clave: Rugulopteryx okamurae, lightweight soil material (material de suelo ligero), seaweed fibers compressive behavior (comportamiento a compresión de fibras de algas)
El artículo analiza una propuesta innovadora para transformar un problema ambiental en una oportunidad dentro del sector de la construcción sostenible. Se centra en el uso del alga invasora Rugulopteryx okamurae, cuya proliferación en el sur de España especialmente desde 2015 ha generado importantes impactos ecológicos y económicos.
Esta especie, originaria del Pacífico, ha colonizado rápidamente el Estrecho de Gibraltar, desplazando a especies autóctonas y alterando los ecosistemas marinos. Además, su acumulación masiva en playas provoca altos costes de limpieza para las administraciones públicas y pérdidas económicas en sectores como la pesca.
Ante este escenario, los autores proponen reutilizar esta biomasa como materia prima en la fabricación de materiales de construcción. En concreto, desarrollan un material ligero basado en tierra (arcilla) reforzado con fibras del alga. Este enfoque se enmarca en las estrategias de economía circular y sostenibilidad, ya que busca reducir residuos y el impacto ambiental de la construcción mediante el uso de recursos naturales y locales.
El estudio parte de antecedentes que muestran que las fibras vegetales (como la paja o el cáñamo) se han utilizado tradicionalmente para mejorar las propiedades de los materiales de tierra, aumentando su ductilidad y resistencia. Sin embargo, en la mayoría de casos estas fibras se emplean en proporciones muy bajas (menos del 2 % en peso), lo que limita su impacto en la gestión de residuos. Por ello, este trabajo explora la viabilidad de usar cantidades mucho mayores de biomasa, entre el 20 % y el 30 %.
Para ello, los investigadores elaboraron probetas mezclando suelo arcilloso, agua y diferentes proporciones de algas previamente recogidas, lavadas y secadas. Se fabricaron tres tipos de muestras con un 20 %, 25 % y 30 % de contenido de alga en peso. Tras un proceso de secado de 60 días, las muestras fueron sometidas a ensayos de compresión para evaluar su resistencia mecánica.
Los resultados muestran que el material tiene un comportamiento interesante desde el punto de vista constructivo. La resistencia a compresión obtenida se sitúa aproximadamente entre 1,0 y 2,4 MPa, valores que, aunque no son adecuados para elementos estructurales principales, sí pueden ser suficientes para aplicaciones no portantes, como tabiques, rellenos o paneles de cerramiento.
Un aspecto destacable es que, a diferencia de lo que ocurre en algunos materiales con fibras vegetales, en este caso el aumento del contenido de algas mejora la resistencia mecánica. Las muestras con mayor proporción de alga (30 %) alcanzan los valores más altos de resistencia. No obstante, también presentan mayores deformaciones antes de romperse, lo que indica un comportamiento más dúctil. Esta mayor deformabilidad puede ser positiva, ya que reduce la fragilidad típica de los materiales de tierra.
Además, el incremento del contenido de alga reduce la densidad del material, haciéndolo más ligero. Esto es una ventaja desde el punto de vista constructivo, ya que facilita su manipulación y mejora sus propiedades de aislamiento térmico. También se observa que el material se vuelve más higroscópico (capaz de absorber y liberar humedad), lo que puede contribuir a mejorar el confort interior de los edificios.
En conjunto, el material puede describirse como una matriz de fibras de alga unidas por una mezcla de arcilla y agua. Su principal valor radica en que permite incorporar grandes cantidades de residuo vegetal sin necesidad de procesos industriales complejos, lo que reduce el consumo energético y favorece la sostenibilidad.
No obstante, los autores subrayan que se trata de un estudio preliminar. El número de muestras analizadas es limitado y no se han evaluado aspectos clave como la durabilidad a largo plazo, el comportamiento frente a condiciones ambientales variables o otras propiedades mecánicas (como resistencia a tracción o flexión). Tampoco se ha determinado cuál es la proporción óptima de alga para distintas aplicaciones.
Por ello, recomiendan continuar la investigación con más ensayos, mayor número de muestras y análisis más completos. También sugieren estudiar proporciones aún mayores de alga y explorar otras propiedades relevantes, como el comportamiento térmico y la microestructura del material.
En conclusión, el trabajo demuestra que la reutilización de Rugulopteryx okamurae en materiales de construcción es técnicamente viable y presenta ventajas tanto ambientales como funcionales. Esta propuesta no solo ofrece una solución innovadora para gestionar una especie invasora problemática, sino que también contribuye al desarrollo de materiales de construcción más sostenibles, alineados con los objetivos actuales de reducción del impacto ambiental en el sector.
