La humanidad ahora necesita más de un planeta Tierra para satisfacer sus demandas de recursos, pero los materiales alternativos sostenibles pueden revertir nuestro vertiginoso ritmo de explotación.
Desde las botellas de plástico hasta los ladrillos y el hormigón que componen nuestros edificios y carreteras, los materiales determinan la forma y función de todo lo que experimentamos en el mundo que nos rodea y cada producto que utilizamos para satisfacer nuestras necesidades.
Sin embargo, la forma en que actualmente producimos y usamos los materiales es tan derrochadora y tóxica, que estamos degradando el planeta más allá de su capacidad de reparación, con todo lo que ello implica para la supervivencia de la humanidad. En 2021, el “Día del Sobregiro de la Tierra”, el día en que los humanos utilizan más recursos naturales de los que el planeta puede regenerar en un año, llegó el 29 de julio más temprano que nunca. En otras palabras, la humanidad necesita 1,7 Tierras solo para satisfacer sus demandas.
Esta situación no solo es insostenible, sino que está alterando permanentemente nuestro entorno. El peso de todas las cosas hechas por el hombre que existen, desde los mayores buques oceánicos hasta los componentes electrónicos más pequeños, equivale ahora a toda la biomasa viva combinada. Si se mantienen las tendencias actuales, esta “masa antropogénica” triplicará al mundo natural en 2040. Y la producción de toda esta actividad humana tiene un impacto medioambiental negativo desproporcionado en relación con su tamaño: producimos más de 350 millones de toneladas métricas de polímeros sintéticos (plásticos) cada año, pero el 76% de todo el plástico que se ha producido está sin usar en los vertederos, flotando en los océanos y contaminando el entorno natural.
Pero, hay esperanza para un futuro más sostenible. Los investigadores y las empresas innovadoras están reconsiderando los materiales que utilizan las empresas en sus operaciones. Comprenden que ya no podemos separar cómo se usan los materiales de cómo se obtienen y se desechan, por lo que están creando mejores alternativas para las necesidades existentes, diseñando materiales para hacer más de lo que es posible actualmente e inventando materiales que son menos dañinos al planeta e incluso ayudan activamente a regenerar los ecosistemas naturales.
Encontrar alternativas para plásticos y textiles, y recolectar emisiones de carbono para nuevos usos
Para eliminar los materiales convencionales de las cadenas de suministro, debemos encontrar alternativas sostenibles que funcionen al menos igual de bien, si no mejor. Después de todo, existe tanto plástico porque es liviano, duradero, de costo relativamente bajo y se puede usar de muchas maneras.
De hecho, el problema de los plásticos es un objetivo principal para mejorar el uso de los materiales.
Están surgiendo muchas posibilidades para desarrollar bioplásticos duraderos pero biodegradables. Un enfoque implica desviar el desperdicio de alimentos, con experimentos prometedores que involucran proteína de suero , cáscaras de cítricos , hojas de mango , caparazones de langosta , aceite de pescado de restos de procesamiento de salmón y subproductos de aceite de soja .
Otro material que debe fabricarse de forma más sostenible es el hormigón. Tradicionalmente, el hormigón se fabrica uniendo grava y arena fina con una pasta de cemento (hecha de piedra caliza y ceniza que han sido quemadas juntas y molidas) y agua. Su resistencia y durabilidad hacen del hormigón el material fabricado por el hombre más utilizado en el planeta, pero hacerlo consume alrededor del 10 % del agua utilizada en todo el mundo para actividades industriales y comerciales y emite alrededor del 8 % de las emisiones globales de CO2. Los investigadores han descubierto que reemplazar hasta la mitad de la arena, que es costosa y requiere mucho carbono para producir, con arcilla de desecho desenterrada durante el trabajo de excavación, produce un concreto que es más fuerte y desvía el material de construcción de los vertederos.
Hay un amplio margen para repensar otros materiales de construcción, así como la forma de utilizarlos para diseñar edificios con menor huella ecológica. Las alternativas renovables de base biológica a los materiales de construcción habituales podrían incluir el aislamiento de nano celulosa, más fuerte y eficaz que la espuma de poliestireno, la madera transparente que retiene el calor fabricado con residuos de cáscaras de cítricos, y los productos de madera diseñados que son tan fuertes, estables, seguros y versátiles como el hormigón y el acero. La nanotecnología ha hecho posible que los materiales de construcción basados en el grafeno mejoren la protección solar, desvíen el viento, eliminen los gérmenes, etc., mejorando activamente el entorno inmediato de los edificios.
Además de la vivienda, necesitamos ropa, muebles y ropa de cama. Pero los tejidos y las telas suelen ser insostenibles. Si la industria de la moda continúa con sus prácticas actuales, se estima que creará 148 millones de toneladas de residuos para 2030, es decir, 17,5 kilogramos de residuos por cada persona del planeta. Necesitaremos alternativas ecológicas que generen menos residuos durante la producción, como el cáñamo de rápido crecimiento como sustituto del algodón o el cuero artificial hecho de fibras de micelio.
Otras industrias también se están replanteando el uso de materiales. Por ejemplo, el sector aeroespacial. Los investigadores anunciaron recientemente que habían desarrollado un nuevo aero gel que, aunque no está hecho de materiales especialmente ecológicos, es tan ligero que reduciría considerablemente el consumo de combustible en la próxima generación de aviones.
Encontrar materiales más sostenibles para nuestras necesidades actuales es sólo el principio. Los científicos de materiales están yendo más allá, creando y utilizando materiales que amplían lo que es posible.
Materiales con potencial de futuro
A medida que investiguemos las propiedades de más materiales renovables, encontraremos usos para ellos que no son posibles con los materiales que conocemos hoy.
Las plantas también inspirarán nuevas propiedades de los materiales. Un textil ligero y transpirable hecho de fibras de celulosa y algas podría ser capaz de infundir nutrientes a través del contacto con la piel, para una ropa que nutra a la persona que la lleva. Un iniciador de té de kombucha adaptado genéticamente que pueda detectar contaminantes y producir enzimas que brillen en la oscuridad podría ser un biosensor ecológico que indicara que un paquete ha sido manipulado. Las plantas infundidas con nanopartículas que transforman la energía de la fotosíntesis en luz podrían sustituir los aparatos de iluminación por una luz ambiental fuera de la red que también refrescara el aire.
En la búsqueda de un futuro de materiales sostenibles, el resultado final podría ser un amplio cambio hacia materiales que no sólo tengan un menor impacto, sino que regeneren activamente el entorno y los sistemas de los que forman parte. Esto podría significar el diseño de materiales que se sostengan por sí mismos, que devuelvan los nutrientes al medio ambiente a medida que se descomponen o que eliminen activamente los residuos existentes en el medio ambiente a medida que se crean.
El futuro de los materiales requiere que dejemos atrás nuestro sistema insostenible de extracción, procesamiento, consumo y eliminación de recursos en favor de uno en el que nuestros materiales restauren y/o reparen el daño que hemos hecho al planeta.
En otras palabras, no basta con recorrer el camino equivocado más lentamente. Tenemos que tomar un camino diferente, uno que realmente mejore la calidad de vida de la humanidad y de todos los demás seres vivos.
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