Investigadores de la Universidad de Pensilvania diseñan puente 3D que absorbe un 142% más CO2 gracias a su estructura inspirada en huesos humanos

El puente usa un 60% menos material sin perder resistencia estructural. La forma porosa aumenta la superficie de contacto, mejorando la captura de carbono en un 30% adicional.

• Puente modular impreso en 3D con mezcla de concreto sostenible.
• Inspirado en estructuras óseas naturales.
• Reduce 60% de material, absorbe más CO₂ que el concreto tradicional.
• Diseñado por la Universidad de Pensilvania; probado en Venecia.
• Primera construcción a escala real aprobada en Francia.

Este puente impreso en 3D que absorbe carbono se inspira en los huesos

El prototipo de puente Diamanti, de 10 metros de largo, está actualmente en exhibición en Venecia.
Resistente, versátil, barato y omnipresente, el concreto es el material fabricado más utilizado en el mundo. Pero también es uno de los más contaminantes: genera cerca del 8% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.

Durante décadas, el sector del concreto y el cemento ha intentado reducir su impacto ambiental a través de mezclas más limpias o diseños más eficientes. El proyecto Diamanti, desarrollado por un equipo de investigación de la Universidad de Pensilvania, combina ambas estrategias en una sola propuesta audaz y funcional.

Inspirado en la naturaleza, fabricado con precisión

Diamanti no se limita a mejorar la mezcla de concreto. Revoluciona también su geometría. Inspirado en estructuras óseas porosas, emplea una impresora 3D robótica para generar patrones complejos con una mezcla concreta optimizada. Estos patrones, conocidos como estructuras mínimas triplemente periódicas (TPMS), replican cómo los huesos distribuyen la carga sin necesidad de estar completamente macizos.

El resultado: una estructura 60% más ligera, pero sin perder resistencia. Al mismo tiempo, la superficie expuesta del concreto aumenta, lo que mejora su capacidad de absorber dióxido de carbono hasta en un 30% adicional. Si a esto se le suma una mezcla que ya de por sí absorbe un 142% más CO₂ que el concreto convencional, el impacto ambiental se reduce drásticamente.

Materiales que respiran

Una de las claves de esta innovación es el uso de tierra de diatomeas (diatomaceous earth o DE). Se trata de un material silíceo y poroso, formado por restos fósiles de microalgas, que reemplaza parte del cemento en la mezcla. Esta sustitución no solo reduce la huella de carbono del proceso de fabricación, sino que crea microporos que permiten una mayor captación de CO₂ atmosférico a lo largo de la vida útil del material.

En 2023, la producción mundial de tierra de diatomeas fue de 2,6 millones de toneladas, lo que plantea interrogantes sobre la escalabilidad del modelo. Aunque todavía es pronto para su adopción masiva, puede ser una solución viable en regiones donde este recurso esté disponible localmente.

La industria del cemento frente a su mayor desafío

El cemento es responsable de alrededor del 90% de las emisiones asociadas al concreto. Esto se debe tanto al proceso de calcinación del carbonato cálcico (que libera CO₂), como al consumo energético extremo que implica alcanzar temperaturas de hasta 2.000 °C en los hornos.

A pesar de los esfuerzos del sector —que logró una reducción del 25% de emisiones por tonelada entre 1990 y 2023— el aumento de la demanda ha contrarrestado estos avances. Según la Agencia Internacional de Energía (IEA), las emisiones totales del sector siguen siendo mayores que en 2015.

Por eso, la innovación no puede limitarse a cambios en la fórmula. Se necesita repensar cómo se diseña y construye. Aquí es donde proyectos como Diamanti marcan la diferencia: su enfoque multidimensional aborda al mismo tiempo la cantidad de material, la mezcla, la forma y el proceso constructivo.

Construcción modular y eficiente

El puente se construye en módulos, impresos en bloques con un brazo robótico y ensamblados in situ mediante cables de tensión. Esta estrategia no solo permite una fabricación más rápida, sino que reduce el uso de acero en un 80% —otro material de alto impacto ambiental—.

Según Masoud Akbarzadeh, el líder del proyecto, esta técnica permite recortar los costos de construcción entre un 25% y un 30%, al tiempo que reduce el consumo energético y las emisiones asociadas en un 25% respecto a los métodos tradicionales.

Tras probar con éxito un prototipo de 5 metros, el equipo construyó una versión de 10 metros que superó las pruebas de carga. Actualmente, esta estructura se exhibe en la Bienal de Arquitectura de Venecia 2025.

Próximo destino: Francia

Aunque el objetivo inicial era construir el primer puente funcional en Venecia, un cambio en las normativas locales obligó a buscar otra ubicación. Finalmente, en septiembre, el proyecto recibió luz verde para levantar su primer puente a escala real en Francia, aunque aún no se ha confirmado la ubicación exacta.

Se han desarrollado visualizaciones digitales que muestran cómo podría integrarse este puente en el entorno urbano, incluyendo propuestas para instalarlo en el río Sena, en París. De concretarse, se convertiría en un símbolo tangible de cómo la arquitectura puede dialogar con el medio ambiente sin comprometer la funcionalidad.

Más allá de los puentes

El equipo de la Universidad de Pensilvania ya trabaja en otras aplicaciones arquitectónicas, como sistemas de pisos prefabricados, que también se beneficiarían de estas estructuras porosas y materiales absorbentes.

No se trata de una solución mágica. Pero sí de una nueva manera de pensar el concreto, con el potencial de transformar cómo se construyen las ciudades, especialmente en un contexto de urbanización acelerada y emergencia climática.

Potencial

El enfoque de Diamanti ofrece pistas claras sobre cómo avanzar hacia una construcción más consciente:

• Diseño biomimético: aprender de la naturaleza no es una metáfora, es una estrategia funcional. Las estructuras TPMS demuestran que se puede reducir material sin sacrificar seguridad.
• 3D como herramienta de eficiencia: la impresión 3D permite fabricar piezas a medida, con mínima pérdida de recursos, y elimina la necesidad de encofrados complejos.
• Menos cemento, más inteligencia: sustituir parte del cemento con biomateriales como la tierra de diatomeas abre la puerta a concretos más “respirables”, con una segunda vida como sumideros de carbono.
• Modularidad que escala: al construir en bloques conectables, se facilita el transporte, el montaje y el mantenimiento, haciéndolo ideal para zonas urbanas densas o regiones con infraestructura limitada.
• Aplicaciones replicables: los mismos principios pueden adaptarse a viviendas sociales, espacios públicos, e incluso a infraestructuras rurales de bajo costo.

La sostenibilidad en la construcción no se logrará con una sola innovación, sino con la suma de decisiones inteligentes y materiales conscientes. Diamanti es un buen ejemplo de cómo la ciencia, la tecnología y el diseño pueden trabajar juntos para construir no solo puentes físicos, sino caminos hacia un planeta más habitable.

Vía Paris Pedestrian Bridges | Massive Form