Un equipo de científicos, liderado por el Doctor Alessandro Rotta Loria, mejoraron la capacidad de secuestro de CO2 del hormigón hasta en un 45% utilizando una solución basada en agua carbonatada en vez de agua regular en la producción del material. Este simple cambio, además, brindaría una mayor resistencia al material.
Una de las grandes ventajas que posee el hormigón -y por la que es el segundo material más consumido por el ser humano, después del agua- es que es fácil de producir. Sólo es necesario agua, áridos (gruesos y finos) y cemento para elaborarlo y, con ello, dar forma a carreteras, puentes, viviendas, elementos arquitectónicos, entre un sinfín de aplicaciones, ya sean en el área de la infraestructura o incluso, en el campo del arte.
El gran desafío que tiene el sector, sin embargo, es la reducción de su huella de carbono, especialmente en la producción de cemento, la pasta que aglutina todos los otros elementos que dan forma al hormigón, la que utiliza grandes cantidades de energía. Para ello, tanto en Chile como en el mundo, la industria está dando importantes pasos, estableciendo una Hoja de Ruta para alcanzar la carbono neutralidad y que el producto final tenga emisión cero.
Dentro de esas Hojas de Ruta, la captura de CO2 es un elemento esencial para el tránsito hacia la carbono neutralidad, por lo que varias instituciones alrededor del mundo, desarrollan técnicas para mejorar la capacidad natural que tiene el hormigón para absorber CO2 del medioambiente (el proceso de carbonatación) y así, convertirlo en un material más sustentable.
Siguiendo esa línea, investigadores de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, desarrollaron una sencilla técnica que puede mejorar sustantivamente esa cualidad del hormigón, además de aumentar su resistencia, al cambiar un único ingrediente de su “receta”: el agua.
De agua normal a agua carbonatada, todo en la misma receta
En pruebas de laboratorio, el equipo liderado por el Doctor Alessandro Rotta Loria (Ph.D en Mecánica de la Escuela Politécnica Federa de Lausana, EPFL, y actual profesor asistente en la Escuela de Ingeniería de Northwestern) utilizó una solución basada en agua carbonatada en vez de agua “normal” para la producción de hormigón. Este simple cambio, que se llevó a cabo en laboratorio, arrojó resultados alentadores.
El proceso evidenció una mejora significativa en la eficiencia que tiene este nuevo hormigón para secuestrar CO2, alcanzando a capturar hasta un 45% del gas. Esto significa que casi la mitad del CO2 que se inyectó durante la fabricación del hormigón se capturó y almacenó en el proceso. Los investigadores esperan que este nuevo proceso de fabricación del material pueda ayudar a compensar las emisiones de CO2 del sector.
“Lo que intentamos aquí -dijo el Doctor Rotta- fue desarrollar estrategias que disminuyan las emisiones de CO2 asociadas con la industria y, eventualmente, puedan transformar al cemento y al hormigón en grandes ‘sumideros de carbono’. Aún no nos encontramos ahí, pero ahora, tenemos un nuevo método para reutilizar algo del CO2 emitido como resultado de la producción del hormigón, en el mismo material”.
Un hormigón más resistente y sustentable
Si bien mejorar las propiedades de absorción de CO2 que posee el hormigón es importante, también lo es que el material no pierda en resistencia ni durabilidad, una de sus cualidades más destacadas. En ese sentido, la investigación que lidera Alessandro Rotta también buscó que este nuevo tipo de hormigón no vea afectadas estas propiedades y, al mismo tiempo, mantener la alta tasa de absorción de dióxido de carbono que se evidenció en los ensayos en laboratorio.
Para ello, el proceso de captura del CO2 se realizó de la siguiente forma: en vez de inyectar el gas durante la mezcla de todos los ingredientes del hormigón (un método que ya probado), primero se inyectó el CO2 en agua mezclada con una pequeña cantidad de cemento en polvo. Luego de mezclar esta solución ya carbonatada con el resto del cemento y los áridos, lograron un hormigón que, efectivamente, absorbía dióxido de carbono durante su proceso de producción.
Además, al analizar estas muestras de hormigón carbonatado, el académico y su equipo descubrieron que su resistencia era incluso mayor que la de un hormigón tradicional. “Una limitación típica que ocurre con los métodos de carbonatación es que la resistencia del material a menudo se ve afectada por las reacciones químicas”, comentó el académico de Northwestern.
“Sin embargo -agregó- basado en nuestros experimentos, demostramos que la resistencia puede ser incluso mayor. Debemos realizar más ensayos, pero por lo pronto, sí podemos asegurar que la resistencia no se ve comprometida y, al no variar este aspecto, las aplicaciones tampoco cambian y se podría utilizar este hormigón para vigas, columnas y otros elementos”.
Por el momento, el equipo continuará desarrollando nuevos ensayos con este hormigón carbonatado. “Lo interesante es que es una solución tan simple, tecnológicamente hablando, que debiese ser relativamente fácil para la industria el poder implementarla”, destacó Rotta.
“También -complementó Davide Zampini, Ph.D en Ingeniería Civil de Northwestern y vicepresidente global de I+D en Cemex y coautor del estudio- de este nuevo método para acelerar y acentuar la carbonatación de materiales cementosos brinda una oportunidad para el desarrollo de nuevos productos basados en el clínker, en el que el CO2 se transforma un ingrediente clave”.
