Una nueva forma de hielo reforzado podría ofrecer un material de construcción poco convencional para entornos polares extremos, aunque persisten las dudas sobre su durabilidad a largo plazo
Prueba de resistencia del “superhielo”: Se coloca una muestra de 2 centímetros de ancho y 1 centímetro de alto en la máquina de prueba de compresión, que aplica una presión creciente hasta que el material comienza a deformarse o romperse. Crédito: Chen Adar
Scitechdaily.com
Por la Universidad Hebrea de Jerusalén19 de octubre de 2026
Científicos han desarrollado un nuevo tipo de hielo que se aproxima a la resistencia a la compresión del hormigón convencional, a la vez que resiste las fracturas repentinas que hacen que el hielo común sea tan frágil. Conocido como BioPykrete, este material es aproximadamente 10 veces más resistente a la compresión que el hielo puro y puede absorber unas 70 veces más energía antes de romperse.
En lugar de romperse al propagarse las grietas, el hielo reforzado puede deformarse y fracturarse de forma más gradual. La investigación, dirigida por el profesor Ido Braslavsky de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente Robert H. Smith de la Universidad Hebrea de Jerusalén, se publicó en Colloids and Surfaces B: Biointerfaces .
Cómo fortalecer el hielo a nivel molecular
Este material adquiere sus propiedades inusuales gracias a los nanocristales de celulosa, partículas diminutas y rígidas derivadas de la sustancia natural que proporciona estructura a las plantas. Al congelarse, estas partículas forman una red tridimensional que rodea regiones microscópicas de hielo.
Para fortalecer la conexión entre ambos materiales, los investigadores diseñaron una proteína con regiones diferenciadas que se adhieren al hielo y a la celulosa. Este puente molecular ancla la red de refuerzo al hielo, creando una estructura más compacta. La adición de la proteína duplicó tanto la resistencia como la absorción de energía en comparación con una mezcla similar que contenía celulosa pero sin la proteína modificada.
Dentro del “superhielo”: (a–c) Imágenes de microscopio electrónico de barrido de muestras liofilizadas revelan la red formada por diminutos cristales de celulosa. La fila superior muestra el material ampliado 40 veces, y la fila inferior, 90 veces. (d) El gráfico compara el tamaño de los poros de la red cuando se añadió la proteína anticongelante AFPIII sola y cuando se unió a la proteína de unión a celulosa CBM3a. Se analizaron ocho secciones de muestra para cada material. Crédito: Yulia Baron y Dra. Liat Bahari“Queríamos ir más allá de simplemente mezclar fibras con hielo y, en cambio, controlar cómo se conectan los diferentes materiales a nivel molecular”, explicó Braslavsky. “El resultado no solo cambia la resistencia del hielo, sino también cómo se rompe. En lugar de hacerse añicos repentinamente, puede absorber mucha más energía y deformarse gradualmente”.
¿Por qué el hielo reforzado resiste las grietas?
El hielo común puede romperse repentinamente debido a que pequeñas grietas se propagan rápidamente a través de su estructura cristalina. En BioPykrete, la red de celulosa crea obstáculos que pueden interrumpir o redirigir el avance de las grietas. Los investigadores proponen que las conexiones proteicas dificultan la deformación o el desgarro de esta red, aumentando la energía necesaria para que las fracturas se propaguen.
El concepto se basa en un experimento singular de la Segunda Guerra Mundial. Los científicos desarrollaron Pykrete, una mezcla de hielo y pulpa de madera que era más resistente y se derretía más lentamente que el hielo sin tratar. BioPykrete adopta un enfoque similar, pero reemplaza las fibras de madera convencionales con refuerzos a nanoescala y conexiones moleculares diseñadas para mejorar el rendimiento mecánico.
¿Podría el hielo reforzado convertirse en un material de construcción?
Los investigadores vislumbran posibles aplicaciones en entornos árticos y antárticos, donde el transporte de materiales de construcción convencionales como el hormigón y el acero puede resultar costoso y logísticamente complejo. Dado que BioPykrete se compone principalmente de hielo y celulosa de origen vegetal, podría ofrecer una alternativa biodegradable con una menor huella de carbono para ciertas estructuras en regiones extremadamente frías.
Sin embargo, el material sigue siendo una prueba de concepto experimental. Su impresionante desempeño en laboratorio no permite determinar si podrá soportar años de uso estructural. Los investigadores aún deben estudiar su respuesta a ciclos repetidos de congelación y descongelación, cargas prolongadas y deformación gradual bajo presión constante.
En futuros experimentos se analizará cómo se desarrollan las fracturas dentro de la estructura reforzada y si diferentes proteínas o técnicas de congelación pueden mejorar aún más sus propiedades. Estas pruebas ayudarán a determinar si BioPykrete puede pasar de las muestras de laboratorio a aplicaciones prácticas en la construcción.
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Referencia:
“Ingeniería biomimética de un compuesto de hielo fortificado con propiedades mecánicas mejoradas” por Chen Adar, Yulia Baron, Baruch Rofman, Maya Bar Dolev, Liat Bahari, Victor Yashunsky, Vera Sirotinskaya, Oded Shoseyov e Ido Braslavsky, 2 de agosto de 2026, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces .
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Fuente:
