Investigadores crean una nueva “receta” para un hormigón más sustentable

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Un equipo liderado por Mirian Velay-Lizancos, académica de la Universidad de Purdue (EE.UU) descubrió que, agregando un elemento extra a la clásica mezcla del hormigón, el material incrementó su capacidad natural de absorción de CO2 del ambiente, consiguiendo que sea un elemento mucho más sostenible. Revisa en este artículo los detalles del estudio.

Después del agua, el hormigón es el material más utilizado por el hombre y diversos estudios proyectan que su uso seguirá creciendo a medida que se necesite infraestructura urbana más resiliente a los efectos del cambio climático.

Sin embargo, uno de los grandes inconvenientes del uso del hormigón es su huella de carbono. Al respecto, se han realizado variadas investigaciones para disminuir el aporte del hormigón a las emisiones de C02 en la atmósfera, las que van desde la captura del gas en la planta para después incorporarlo en la mezcla, reemplazo de cemento por otros aglutinantes, utilizar acelerantes para los hornos de Clinker, entre otros.

Estos desarrollos, sin embargo, están pensados para el proceso de producción del material. Por su parte, el hormigón, una vez ya endurecido y moldeado para distintas estructuras, posee capacidad de absorber el CO2 del ambiente durante todo su ciclo de vida, pero de forma lenta, por lo que su incidencia en la reducción de este gas en el aire es más bien marginal.

Eso podría cambiar radicalmente con la reciente investigación liderada por Mirian Velay-Lizancos, académica asistente en el Departamento de Ingeniería de la Universidad de Purdue (Estados Unidos), cuyos resultados muestran que con una nueva “receta” del hormigón, el material puede absorber el CO2 al doble de su velocidad, reduciendo de manera sustancial las emisiones de carbono al medio ambiente.

Desarrollando un hormigón más verde

Según comentó la académica, la idea de esta investigación nace a partir de las cualidades propias del hormigón. “El hormigón moderno necesita ser resistente, durable, económico y lo más sostenible posible. La manufactura del material es un proceso intensivo tanto en el consumo de materias primas como de energía y lo que el equipo que lidero intenta hacer no es cambiar el cómo utilizamos al hormigón, sino que éste nos sea útil para nuestro desarrollo”, explicó en el portal de la Universidad de Purdue.

Foto: Milan Velay-Lizancos y su equipo están desarrollando hormigón que puede capturar al dióxido de carbono de manera más eficiente y exitosa que las mezclas tradicionales. Crédito: Purdue University photo/John Underwood

¿Cómo consiguieron incrementar la velocidad de absorción de CO2 del hormigón, ya endurecido? El equipo liderado por Velay-Lizancos descubrió que, al agregar pequeñas cantidades de dióxido de titanio en polvo a la pasta de cemento para la mezcla, permite que el hormigón duplique su capacidad absorción del CO2. Esto, porque se reduce el tamaño de las moléculas de hidróxido de calcio, lo que hace más eficiente el proceso.

No obstante, este no era el objetivo principal del equipo investigador, compuesto por los estudiantes de doctorado Carlos Moro y Vito Francioso. De hecho, la idea de agregar dióxido de titanio era para ver cómo este elemento interactuaba con el cemento de la mezcla para hacer un hormigón más resistente y cómo la temperatura del curado podría afectar esas interacciones.

Foto: Muestras de cemento (izquierda) y nano-partículas de óxido de titanio. Crédito: Grupo de investigación de Velay.

Al analizar unas muestras de hormigón, los investigadores descubrieron que las que tenían dióxido de titanio en su composición, absorbían CO2 del medioambiente más rápido que aquellas sin el componente. Ese fue el punto de inicio para un nuevo enfoque, orientado más a la sostenibilidad del material.

El mismo hormigón pero con un ingrediente extra

Una vez decidido el nuevo camino de la investigación, el equipo liderado por Velay-Lizancos descubrió que, al agregar nano partículas de dióxido de titanio a la mezcla del hormigón, el tamaño de las moléculas de hidróxido de calcio se reduce, haciendo más eficiente la absorción del dióxido de carbono. Asimismo, además de incrementar la velocidad, también aumentó el volumen del gas capturado por el hormigón.

Foto: Análisis de las muestras de hormigón para la investigación. Crédito: Grupo de Investigación de Velay

Gracias a este cambio, el estudio se enfocó en determinar cuál es el porcentaje de dióxido de titanio que se debe añadir a la mezcla del hormigón para que se consigan los resultados deseados. En ese sentido, los resultados iniciales mostraron, primero, que éste depende de la relación agua-cemento y la edad del cemento de la mezcla para el hormigón.

“Siempre he querido ayudar a otros, hacer algo significativo, algo que impacte”, comentó la académica en el portal de la Universidad de Purdue y agregó que “este trabajo es una forma de ayudar a otros. Nuestra investigación puede llevar a disminuir los niveles de emisión de dióxido de carbono. Sabiendo que lo que estás haciendo puede colaborar en detener los efectos del cambio climático, hace que te levantes con más energía y trabajes más duro que el día anterior”.

Foto: Detalle de los poros de las muestras de hormigón, a escala de 1cm. Crédito: Grupo de Investigación de Velay
Foto: Detalle de los poros de una muestra de hormigón (a escala 100 nm). Crédito: Grupo de Investigación de Velay

Si bien esta investigación se encuentra en su primera fase, Mirian Velay-Lizancos adelantó que seguirán trabajando con esta nueva “receta” del hormigón, buscando que el material sea más sostenible, durable y resistente.

Revisa más detalles de la investigación, AQUÍ

Conoce más de este “nuevo” hormigón en el siguiente video

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