Crean un “superhielo” 10 veces más resistente y comparable al hormigón: la idea surgió hace más de 80 años para construir portaaviones

Publicado por César Noragueda

Periodista especializado en cine, ciencia y pensamiento crítico.

Creado: 17.09.2026 | 19:00 Actualizado: 17.09.2026 | 19:00

En plena Segunda Guerra Mundial, los Aliados estudiaron una propuesta difícil de creer hoy: desplegar en el Atlántico enormes plataformas flotantes que sirvieran como bases para aviones. El Proyecto Habakkuk llevó aquella ambición hasta una materia prima insólita. En vez de depender del acero, valioso para el esfuerzo bélico, una parte esencial de esas moles estaría hecha con agua congelada y pulpa de madera.

La ocurrencia no se quedó en el papel. En 1943, se levantó en el lago Patricia, en Canadá, un prototipo de unas 1.000 toneladas, equipado con tuberías y refrigeración para conservarlo helado. El compuesto elegido recibió el nombre de Pykrete. Pero nunca llegó a convertirse en el colosal portaaviones previsto, pero dejó una pista fascinante: incorporar fibras vegetales podía alterar drásticamente el comportamiento del hielo.

Ocho décadas después, un equipo encabezado por científicos de la Universidad Hebrea de Jerusalén ha retomado aquella intuición con herramientas que sus predecesores no podían imaginar. La cuestión ahora va más allá de levantar edificios congelados: ¿podemos intervenir en la arquitectura íntima de una sustancia quebradiza hasta modificar la manera en que se rompe?

El verdadero enemigo del hielo es una grieta

Para entender el nuevo estudio, conviene olvidar durante un momento cuánto peso puede soportar un bloque. Hay otra propiedad decisiva: qué sucede cuando aparece una fisura. El hielo es frágil, sensible a pequeñas muescas y a esfuerzos de tracción. Una imperfección diminuta puede concentrar tensiones en su extremo y propagarse con rapidez hasta desencadenar un colapso repentino.

Una imperfección diminuta puede concentrar tensiones en su extremo y propagarse con rapidez hasta desencadenar un colapso repentino.

Resistencia y energía hasta el fallo cuentan historias distintas: la primera indica el esfuerzo que aguanta una muestra; la segunda mide cuánto trabajo por unidad de volumen puede absorber mientras se deforma hasta alcanzar el criterio experimental establecido. Un objeto quizá tolere una carga apreciable y, pese a ello, se venga abajo bruscamente cuando una fractura encuentra vía libre.

Pensemos en una galleta seca. No necesitamos pulverizar cada molécula para partirla: basta iniciar una abertura que atraviese el resto.

En ingeniería, resulta muy valioso entorpecer ese avance. Si el defecto tropieza con barreras, desviaciones o zonas que reclaman un gasto adicional de energía, el desastre deja de ser tan inmediato. Esta idea explica por qué el nuevo superhielo no consiste sencillamente en obtener agua congelada más dura.

Si el defecto tropieza con barreras, desviaciones o zonas que reclaman un gasto adicional de energía, el desastre deja de ser tan inmediato.

La madera ya había enseñado el camino

El Pykrete de los años 40 combinaba hielo con pulpa de madera. Aquellas fibras orgánicas alteraban su respuesta mecánica y podían sustituir una fractura súbita por un deterioro más progresivo. El principio prometía; su disposición interna era bastante rudimentaria.

Según explican Chen Adar y sus colegas en Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, las recetas históricas estaban limitadas por el reparto amplio y desordenado de las fibras de celulosa a escala microscópica. La intuición acertaba, pero faltaba gobernar dónde quedaba el refuerzo y de qué modo interactuaba con la matriz helada.

El siguiente interrogante surge casi solo: ¿qué pasaría si ese armazón pudiera componerse con piezas muchísimo menores, ordenadas durante la solidificación, y además quedara unido a la fase congelada mediante enlaces concebidos específicamente para conectar ambos mundos?

Una red microscópica divide el hielo en pequeñas celdas

La primera pieza son los nanocristales de celulosa, abreviados CNC: partículas rígidas, alargadas y cristalinas derivadas de este abundante componente vegetal. Los investigadores prepararon suspensiones o mezclas líquidas con un 2 por ciento de CNC, en las que los nanocristales permanecían dispersos en el agua, y aplicaron una congelación direccional, enfriándolas desde abajo para regular el desplazamiento del frente helado.

Ahí ocurre algo crucial. Conforme crecen los cristales, las nanopartículas desplazadas se concentran hasta constituir una trama celular tridimensional alrededor de regiones de hielo. La figura 5 del estudio lo representa como una especie de panal irregular: paredes de CNC rodean porciones congeladas en una geometría que emerge durante la solidificación.

Podemos imaginar esas divisiones como puertas cortafuegos dentro de un edificio. No evitan que comience un incendio, pero dificultan que atraviese todas las habitaciones sin oposición.

Conforme crecen los cristales, las nanopartículas constituyen una trama celular tridimensional alrededor de regiones de hielo, y paredes de celulosa rodean porciones congeladas en una geometría mientras la mezcla se solidifica.

Tampoco aquí desaparecen las fisuras. Los autores plantean que quedan confinadas por el tamaño característico de los poros y requieren un esfuerzo extra para desplazar, deformar o desgarrar esa malla antes de continuar. La meta ya no consiste en volver invulnerable cada cristal, sino en impedir que una lesión local condene enseguida al conjunto.

Una proteína de pez y una capacidad bacteriana sirven de puente

Todavía faltaba reforzar la conexión entre las dos fases. Para lograrlo, el grupo creó una proteína quimérica, es decir, una sola molécula obtenida al fusionar dominios proteicos con funciones diferentes. La bautizaron CBM3a-AFPIII, y su procedencia convierte la receta en una pequeña historia de biología aplicada.

AFPIII es una proteína anticongelante presente en la babosa vivípara americana (Zoarces americanus), un pez de aguas frías del Atlántico Norte adaptado a ambientes con hielo marino. Este dominio se adhiere a planos concretos de los cristales. CBM3a, por su parte, pertenece al sistema celulosómico de la bacteria Clostridium thermocellum y muestra afinidad por la celulosa cristalina.

Los científicos enlazaron genéticamente ambas partes y produjeron la quimera recombinante en Escherichia coli. El recurso recuerda a un velcro molecular con dos caras especializadas: una reconoce la celulosa y la otra se agarra al hielo. Distintos ensayos comprobaron que la molécula híbrida mantenía intactas las dos funciones de anclaje.

Conviene introducir, no obstante, una cautela. El equipo propone que CBM3a-AFPIII actúa como un “bioadhesivo” y favorece la organización de los nanocristales de celulosa durante la congelación.

No obstante, el mecanismo completo no ha sido observado directamente mientras una grieta atraviesa el compuesto. Esta interpretación encaja con los datos mecánicos y microscópicos, pero futuras pruebas deberán afinarla.

La proteína quimérica actúa como un “bioadhesivo” y favorece la organización de los nanocristales de celulosa durante la congelación.

Llegó el momento de intentar romperlo

Para averiguar qué había variado, los investigadores elaboraron cuatro clases de muestras: hielo puro, una versión con los nanocristales de celulosa, otra que incorporaba las proteínas por separado, sin enlazarlas entre sí, y BioPykrete, que reunía los nanocristales con la proteína quimérica CBM3a-AFPIII, diseñada para conectar la celulosa con el hielo. Cada cilindro medía dos centímetros de diámetro y uno de altura. Cinco ejemplares de cada condición pasaron por el ensayo.

Después, los colocaron en una máquina de ensayos mecánicos Instron 3345, que aplica una fuerza controlada y registra cómo responde el material, y ejercieron presión paralelamente a la dirección en que habían crecido los cristales.

Las placas se refrigeraron con hielo seco; durante las mediciones rondaban los -5 grados centígrados, mientras el aire próximo a las piezas permanecía cerca de -0,5.

BioPykrete, con los nanocristales de celulosa y la proteína quimérica, alcanzó unas 10 veces la resistencia a compresión del hielo puro, entrando en el rango del hormigón convencional, y podía absorber unas 70 veces más energía por unidad de volumen antes del fallo.

Entonces, apareció la cifra que da sentido al superhielo: BioPykrete alcanzó aproximadamente diez veces la resistencia a compresión del hielo puro y entró en el rango del hormigón convencional citado por los autores.

Pero esa comparación necesita señalar una frontera clara: no significa que ambos materiales sean equivalentes ni que uno pueda reemplazar al otro, sino exclusivamente que el compuesto presenta esa propiedad bajo las condiciones examinadas.

El segundo número relevante resulta todavía más revelador: el BioPykrete podía absorber unas 70 veces más energía por unidad de volumen que el hielo puro y común antes de alcanzar el fallo. Además, sustituir las proteínas separadas por la quimera que enlaza los nanocristales de celulosa y la matriz congelada duplicó tanto la resistencia como la energía absorbida respecto a la variante equivalente sin dicho puente.

Lo sorprendente también está en cómo se rompe

Las curvas de compresión revelan por qué esos números cuentan algo más interesante que un récord. En el hielo puro, la tensión aumenta y aparecen caídas abruptas asociadas a fracturas que progresan sin grandes obstáculos. Las probetas con los nanocristales de celulosa toleraron entre cinco y diez veces más deformación antes del fallo, aunque todavía exhibieron señales de daños internos.

Con BioPykrete, la respuesta es otra. Se vuelve suave y gradual, con una fase final semejante a un comportamiento plástico, en lugar del desplome quebradizo característico. Las grietas siguen naciendo; lo extraordinario es que ya no disponen de una autopista despejada.

La teoría de los compuestos de matriz frágil ayuda a interpretarlo. Cuando una fisura alcanza el refuerzo, proseguir exige separar interfaces, deformar barreras o buscar otra trayectoria. Cada obstáculo consume energía. En este caso, los nanocristales autoorganizados delimitan microceldas y la proteína quimérica fortalece el contacto entre ese armazón y la fase congelada.

El cambio, por tanto, no reside únicamente en cuánto aguanta el BioPykrete, sino en todo lo que debe ocurrir antes de que termine cediendo.

Todavía no podemos construir con el superhielo

El experimento es una prueba de concepto, no un nuevo hormigón listo para una obra. Los cilindros eran pequeños, se prepararon mediante un procedimiento controlado y la compresión se aplicó paralelamente al crecimiento de los cristales, orientación que los propios autores consideran la más fuerte y relevante para soportar cargas.

Antes de pensar en infraestructuras habrá que evaluar la durabilidad, los ciclos repetidos de congelación y deshielo, la fluencia —deformación lenta causada por una carga mantenida— y el impacto ambiental durante toda su vida útil. El equipo también plantea recurrir a tomografía de rayos X de alta velocidad para observar en tres dimensiones el itinerario real de las grietas.

Su interés práctico se concentra, por ahora, en regiones árticas y antárticas: allí, transportar recursos constructivos convencionales resulta caro y el hormigón afronta dificultades propias del frío.

Su interés práctico se concentra, por ahora, en regiones árticas y antárticas. Allí, transportar recursos constructivos convencionales resulta caro y el hormigón afronta dificultades propias del frío. BioPykrete, biodegradable, abre una posibilidad; acreditar que puede convertirse en infraestructura segura requerirá mucha más investigación.

La lección escondida dentro de un bloque de hielo

La consecuencia más sugerente rebasa cualquier edificio polar. Solemos pensar que las propiedades de una sustancia vienen dictadas, ante todo, por los ingredientes que la componen. Este trabajo ofrece otra perspectiva: importa también cómo se ordenan esas piezas, dónde se tocan y de qué manera transmiten las fuerzas o frenan una fractura.

Los autores contemplan las proteínas quiméricas como una herramienta para manipular interfaces a escalas diminutas y concebir nuevos compuestos biomiméticos, inspirados en estrategias presentes en la naturaleza. Incluso apuntan que los avances en la obtención de nanocristales de celulosa permiten fabricarlos a gran escala a partir de residuos de biomasa. El verdadero horizonte quizá no sea crear más cosas con hielo, sino aprender a programar mejor el diálogo entre materias corrientes.

Hace más de ochenta años, alguien quiso levantar un portaaviones con agua congelada y madera. Aquel buque nunca navegó. La pregunta que escondía, en cambio, sobrevivió: quizá lograr materiales extraordinarios no requiera siempre descubrir sustancias exóticas porque a veces, el salto consiste en aprender a organizar de otra manera las que ya teníamos delante.

Referencias

• Universidad Hebrea de Jerusalén. "Scientists create 'super ice' that is ten times stronger and far harder to shatter". Phys.org, 15 de septiembre de 2026.
• Chen Adar et al. "Biomimetic engineering of a fortified ice composite with enhanced mechanical properties". Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2 de agosto de 2026. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2026.116037.