Un proyecto pretende hacer que el hormigón sea "Ultraverde"

Los investigadores quieren modificar la formulación del hormigón adoptando un enfoque de “hormigón ultraverde”.

El hormigón es el material de construcción más utilizado en todo el mundo y constituye la base de la infraestructura de nuestra sociedad moderna. Es parcialmente reciclable e incluso puede absorber CO ₂ de la atmósfera durante el proceso de curado.

Sin embargo, la cantidad de CO ₂ liberada durante el proceso de fabricación supera con creces la cantidad que puede reabsorberse posteriormente. Esta es la razón por la que la industria del hormigón genera alrededor del 8% de las emisiones globales de CO ₂ , más que la industria de la aviación y el transporte marítimo juntas.

Franco Zunino, científico senior del Instituto de Materiales de Construcción de ETH Zurich, espera cambiar eso con un nuevo proyecto.

Si bien no existe un hormigón intrínsecamente neutro para el clima o con emisiones de carbono negativas, Franco Zunino cree que no hay excusas para que el mundo industrializado no adopte de inmediato el nuevo y más sostenible «hormigón ultraverde».

Estrategia doble para un mejor hormigón

El hormigón consiste en una mezcla de cemento, agregados y agua. El cemento tradicional se compone aproximadamente de un 95% de clinker y un 5% de yeso. Para producir cemento, se queman piedra caliza y arcilla hasta obtener clinker en un horno calentado a 1.450°C (aproximadamente 2.642 Fahrenheit), lo que inevitablemente libera CO ₂ debido a la descomposición química de la piedra caliza. La enorme cantidad de energía que requiere el horno empeora aún más la huella de carbono del cemento.

EPFL ya ha lanzado su proyecto Limestone Calcined Clay Cements (LC3), en el que Zunino participa activamente y que ha establecido un nuevo estándar en la producción de cemento. Ha desarrollado una formulación de cemento utilizando un 50% de clinker y una combinación de arcilla calcinada y piedra caliza que ha reducido las emisiones de CO ₂ en alrededor de un 40%.

Sin embargo, mejorar la formulación del hormigón puede suponer un aumento significativo de estos beneficios medioambientales. Aquí es donde entra en juego el proyecto Ultra Green Concrete (UGC) de Zunino en el departamento de ingeniería civil, ambiental y geomática (D-BAUG) de ETH.

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Zunino sigue una doble estrategia para el nuevo hormigón ecológico: en primer lugar, reducir el contenido de clinker, es decir, la cantidad de clinker por unidad de cemento; en segundo lugar, reducir la proporción de cemento en el hormigón. Esta estrategia dual ofrece flexibilidad para adaptar composiciones de hormigón con bajas emisiones de carbono a mercados individuales.

“Lo ideal sería implementar ambas cosas al mismo tiempo; pero los componentes individuales son independientes entre sí. En algunos mercados, puede resultar difícil implementar ambos aspectos de la estrategia dual, ya que es necesario establecer capacidad de producción e infraestructura. Sin embargo, es posible implementar al menos uno de ellos y aun así ahorrar y reducir las emisiones de CO ₂ ”, afirma Zunino.

Los cálculos han demostrado que las emisiones de CO ₂ del Ultra Green Concrete se pueden reducir de 300 kg por metro cúbico a aproximadamente 80-100 kg por metro cúbico. Dependiendo de la aplicación, se podrían ahorrar hasta dos tercios de las emisiones de CO _{2 sin comprometer el rendimiento del material.}

Aunque el investigador subraya que no existe un hormigón intrínsecamente neutro desde el punto de vista climático o con emisiones de carbono negativas, cree que no hay excusas para que el mundo industrializado no adopte de inmediato este nuevo material de construcción más sostenible.

Hormigón rentable

Una razón para esta renuencia podría ser que la industria del hormigón no es particularmente innovadora. El hormigón ha demostrado tener un gran éxito debido a que es rentable, seguro y fácil de usar. Según Zunino, el “hormigón verde” podría ser incluso más barato que el hormigón convencional. La proporción de componentes costosos es menor, mientras que la calidad y, por tanto, el precio del hormigón siguen siendo los mismos. Esto crea incentivos financieros para el uso de materiales más respetuosos con el medio ambiente.

Por supuesto, los aspectos de seguridad también son importantes, afirma Zunino.

“Cualquiera que construye una casa quiere utilizar un material que le asegure que durará cien años. Pero tenemos que preguntarnos si esto realmente tiene sentido en vista de las enormes emisiones de CO ₂ que implica. ¿Podríamos utilizar en su lugar un material que cumpla con el ciclo de vida requerido por la estructura pero que emita significativamente menos CO ₂ ? En un escenario de crisis climática, una tonelada de CO ₂ ahorrada hoy es más valiosa que la misma tonelada ahorrada dentro de 50 años”.

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El cemento con bajas emisiones de carbono es incluso más duradero que el cemento convencional, afirma Zunino. Actualmente hay alrededor de siete plantas cementeras a gran escala en todo el mundo que producen cemento utilizando el enfoque LC3. Se espera que ese número supere los 40 en los próximos años.

“La demanda de hormigón aumentará en el futuro. Podemos ofrecer asistencia desarrollando mezclas de concreto mejoradas con un menor contenido de cemento y así lograr nuestros objetivos ambientales”. Zunino está convencido de que dentro de diez años el LC3 será el tipo de cemento más utilizado en todo el mundo.

Un artículo sobre el trabajo aparece en RILEM Technical Letters .

Fuente: Mira Wecker para ETH Zurich

Estudio original DOI: 10.21809/rilemtechlett.2023.179