Cómo dos bacterias podrían permitir construir en Marte: la solución biológica al mayor reto de la colonización humana
Dos microorganismos terrestres podrían transformar el inhóspito regolito marciano en un cemento natural capaz de sostener hábitats humanos. Una biotecnología que convierte la ciencia ficción en una solución real al mayor desafío de vivir fuera de la Tierra.
Por Enrique Coperías
Albañiles-astronautas. Dos astronautas levantan una pared con bloques de biocemento fabricado a partir de regolito marciano. La escena ilustra cómo la biocementación microbiana podría permitir construir estructuras resistentes en Marte sin depender de materiales traídos desde la Tierra. Crédito: IA-DALL-E-Rexmolón-Producciones
Cuando las primeras misiones tripuladas lleguen a Marte —un escenario que NASA continúa situando a medio plazo— los astronautas se enfrentarán a un dilema tan básico como decisivo: ¿con qué construirán sus refugios, laboratorios y pistas de aterrizaje?
Transportar materiales desde la Tierra hasta el planeta rojo es inviable: cada kilo enviado al espacio cuesta decenas de miles de euros y la carga útil es extremadamente limitada. La supervivencia marciana dependerá, por tanto, de la capacidad de fabricar in situ los elementos que sostendrán la presencia humana.
Un reciente artículo publicado en la revista Frontiers in Microbiology explora una solución tan sorprendente como prometedora: emplear bacterias para convertir el polvo marciano —el omnipresente regolito— en un material de construcción resistente.
No se trata solo de ciencia ficción. El trabajo, firmado por Shiva Khoshtinat, del Politécnico de Milán, en Italia; Jared Long-Fox, de la Universidad de Florida Central, en Estados Unidos; y Seyed Mohammad Javad Hosseini, de la Universidad de Jiangsu, en China, propone un sistema basado en un dúo dinámico de microorganismos con habilidades complementarias capaces de producir un tipo de biocemento a partir de recursos locales y desechos humanos. Una tecnología que, si prospera, podría cambiar para siempre la idea de cómo construimos más allá de la Tierra.
Por qué el regolito marciano es perfecto —y a la vez problemático— para construir
Marte ofrece un recurso abundante: su regolito, un polvo fino y rico en óxidos de silicio, aluminio, hierro y magnesio. A primera vista, su composición se asemeja en parte a la del cemento Portland, el más utilizado en la Tierra. Sin embargo, hay un problema clave: carece del calcio suficiente para comportarse como un cemento tradicional. Sin ese ingrediente fundamental, replicar el cemento terrestre estaría fuera de alcance sin importar toneladas de materiales.
Por eso, los autores del estudio miran hacia estrategias alternativas: métodos de construcción que puedan funcionar con poca energía, sin hornos ni procesos de sinterización a altas temperaturas —prohibitivos en un planeta donde cada vatio cuenta— y que aprovechen el regolito como materia prima. Aquí entra en escena la biomineralización, un proceso natural mediante el cual ciertos microorganismos producen minerales capaces de unir y consolidar partículas.
Las bacterias ya han demostrado en la Tierra que pueden solidificar suelos, reparar grietas en el hormigón e incluso frenar la erosión en desiertos mediante la formación de carbonato cálcico, un componente clave del cemento. Adaptar estos procesos a Marte abre una posibilidad fascinante: crear materiales de construcción directamente sobre el terreno, casi como si el planeta fabricara su propia piedra.
La solución biológica: un dúo microbiano capaz de fabricar cemento en otro planeta
Entre todos los caminos de biomineralización explorados por la literatura científica, el equipo destaca uno por encima de los demás: la biocementación mediante la precipitación de carbonato cálcico (CaCO₃). Aquí intervienen dos actores principales:
1️⃣ Sporosarcina pasteurii, la bacteria que fabrica cemento: este microorganismo es famoso por su capacidad para descomponer urea —una sustancia presente en la orina humana— y producir carbonato, que al encontrarse con calcio disponible precipita en forma de carbonato cálcico. El resultado es un material mineral que actúa como pegamento entre los granos del suelo.
2️⃣ Chroococcidiopsis, la cianobacteria indestructible: este microbio fotosintético, habitual en desiertos terrestres, es uno de los organismos más resistentes conocidos. Ha sobrevivido al vacío espacial, a la radiación extrema y a condiciones similares a las marcianas en experimentos orbitales. En Marte, aportaría dos funciones esenciales:
✅ Producir oxígeno y consumir CO₂.
✅ Generar sustancias poliméricas extracelulares, un manto pegajoso que favorece la unión de partículas y la estabilización del entorno químico donde actúa la Sporosarcina pasteurii.
Juntas, estas bacterias formarían un sistema simbiótico: una fabrica cemento; la otra crea el microambiente que lo facilita. Para alimentar el proceso, los astronautas solo necesitarían agua —obtenible del hielo marciano—, algo de luz y su propia orina, reutilizada como fuente de urea y sales minerales.
Cómo se fabricaría el biocemento en Marte, paso a paso
Aunque algunas de estas bacterias pueden soportar condiciones marcianas extremas, el artículo hace hincapié en que la biocementación es más fiable dentro de un entorno controlado, similar a un pequeño laboratorio. Esto permitirá algo fundamental: mantener el agua en estado líquido, algo casi imposible en la superficie marciana, debido a la bajísima presión atmosférica.
En el interior de un reactor presurizado, el proceso seguiría ciclos húmedo–seco:
✅ Durante la fase húmeda, las bacterias crecerían, aumentarían el pH del medio y precipitarían carbonato cálcico.
✅ En la fase seca, el material se consolidaría, endureciendo el bloque de biocemento formado. Repetido sucesivamente sobre regolito local, el sistema podría producir ladrillos, bloques o incluso mezclas extrusionables para impresión 3D.
El diseño también incluiría una membrana transparente anti-UV, puesto que, aunque las cianobacterias toleran la radiación, la Sporosarcina pasteurii es más vulnerable. Así, un escudo ultraligero permitiría optimizar el rendimiento de ambas especies.
Impresora 3D robótica. Una impresora 3D robótica deposita capas de biocemento elaborado con regolito local, formando una cúpula presurizable. La automatización y la biotecnología se perfilan como la vía más eficiente para levantar los primeros hábitats humanos en Marte. Crédito: IA-DALL-E-Rexmolón-Producciones
La impresión 3D biológica: la arquitectura del futuro marciano
Los autores ven en esta tecnología una excelente candidata para integrarse con la impresión 3D y la automatización robótica, pilares de cualquier proyecto de construcción marciana. El escenario es el siguiente:
1️⃣ Un sistema robótico prepara una mezcla de regolito, agua y nutrientes.
2️⃣ Justo antes de la extrusión, un conjunto de canales introduce las bacterias para evitar obstrucciones por solidificación prematura.
3️⃣ Brazos robóticos capaces de imprimir en múltiples ejes construyen capas sucesivas de biocemento, generando muros, arcos o cúpulas.
4️⃣ Sensores internos supervisan humedad, pH, distribución de partículas y crecimiento microbiano para ajustar el proceso en tiempo real.
Esta aproximación podría permitir fabricar estructuras complejas sin intervención humana directa, algo esencial en Marte, donde cualquier actividad extravehicular conlleva algún riesgo.
Una tecnología ISRU: cada desecho cuenta
La clave del atractivo de este enfoque es que encaja perfectamente en la filosofía ISRU (Utilización de recursos in situ), que propone aprovechar al máximo lo que ya existe en Marte —o lo que los propios astronautas generan— para minimizar la dependencia de suministros terrestres.
La biocementación necesita tres pilares:
✅ Calcio: presente en el regolito marciano, especialmente en rocas basálticas.
✅ Agua: recuperable del hielo subterráneo o de minerales hidratados.
✅ Urea: disponible en la orina, en un ejemplo refinado de economía circular.
A cambio, el proceso genera dos subproductos de enorme valor para una base marciana:
❌ Oxígeno, gracias a la fotosíntesis de las cianobacterias.
❌ Amoniaco, que podría reutilizarse como fertilizante para agricultura marciana.
Es decir, la construcción no solo no competiría con otros sistemas vitales, sino que los complementaría y reforzaría, integrándose en el ciclo de recursos de la colonia.
Limitaciones reales: lo que la ciencia aún debe resolver
Nada de todo esto está exento de retos. Los autores de la propuesta recuerda que las condiciones marcianas —radiación intensa, temperaturas que varían entre −90 ºC y 26 ºC, atmósfera tenue y gravedad reducida— pueden perjudicar gravemente la actividad microbiana.
Además, el regolito contiene percloratos, sales oxidantes tóxicas para la mayoría de los organismos. Antes de cultivar bacterias sobre regolito real será imprescindible purificarlo o seleccionar cepas especialmente resistentes.
Las limitaciones también son técnicas: no sabemos cómo afectará la baja gravedad al crecimiento de biofilms o a la distribución del agua en la mezcla. No hay que olvidar que los biofilms son comunidades de microorganismos (bacterias, hongos, algas…) que se adhieren a una superficie y se envuelven en una matriz pegajosa que ellos mismos producen. Esa matriz los protege frente a desecación, radiación, antibióticos o cambios de temperatura, y les permite sobrevivir y trabajar colectivamente.
Además, tampoco está resuelta la escalabilidad del sistema, ni cómo soportarían los biorreactores el lanzamiento, el aterrizaje o el manejo de materiales abrasivos como el regolito.
Colonias de Chroococcidiopsis, una cianobacteria extremófila propuesta para su uso en Marte, aisladas de una roca calcárea de Hawái. Las flechas señalan los baeocitos, pequeñas células de dispersión que se forman mediante divisiones sucesivas dentro de una vaina gelatinosa. Este mecanismo de reproducción, que facilita su supervivencia en entornos extremos, es uno de los rasgos que convertiría a esta especie en una candidata idónea para procesos de biocementación en el planeta rojo. Foto: Burkhard Büdel, Collection of Terrestrial Cyanobacteria and Cyanobionts.
Por qué esta tecnología podría ser clave para la colonización humana
A pesar de las incertidumbres, los investigadores concluyen que la biocementación representa una de las alternativas más energéticamente eficientes para construir estructuras en Marte que den paso a su colonización e incluso terrafformación. La comparación es contundente: mientras que producir una tonelada de biocemento en la Tierra cuesta unos 29 megajulios, la sinterización térmica del regolito requiere más de 1.300. Una diferencia de dos órdenes de magnitud.
El concepto es reciente, pero los experimentos en Tierra y en órbita ya han demostrado que algunos microorganismos pueden sobrevivir, y hasta prosperar, en condiciones similares a las marcianas.
El reto ahora es integrar microbiología, ingeniería de materiales, geología planetaria y robótica en un sistema robusto y reproducible. Y hacerlo antes de que llegue la primera tripulación.
Una nueva era de construcción basada en microorganismos
Si esta tecnología madura, el paisaje de una futura base marciana podría ser muy diferente de lo que imaginamos. Donde hoy vemos un desierto rojo e inhóspito, mañana podríamos encontrar estructuras impresas con biocemento, levantadas no por obreros ni grúas, sino por colonias de microorganismos trabajando silenciosamente dentro de reactores presurizados y robots impresores.
Es una imagen poderosa: la vida ayudando a extender la vida más allá de la Tierra. Del polvo surge la piedra, y de la piedra, el refugio para seguir explorando.
Porque quizá, para construir en el planeta rojo, la clave no esté en reproducir la ingeniería terrestre, sino en aprender de la naturaleza sus métodos más eficientes y elegantes.▪️
Información facilitada por Frontiers
Fuente: Shiva Khoshtinat, Jared Long-Fox, Seyed Mohammad Javad Hosseini. From Earth to Mars: a perspective on exploiting biomineralization for Martian construction. Frontiers in Microbiology (2025). DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1645014
