Investigadores producen un cemento carbononeutral gracias a caliza biogénica

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Liderados por el académico Wil Srubar, un grupo de ingenieros de diversas universidades de Estados Unidos trabajan con microalgas con capacidad de “hacer crecer” piedra caliza, materia prima esencial para el cemento. Esta caliza, sin embargo, captura CO2, lo que transformaría a este nuevo tipo de cemento en carbononeutral e incluso, en carbono negativo.

La gran crítica que se le hace a la industria del cemento dice relación con su “aporte” a los gases de efecto invernadero a nivel global. Esto se produce, principalmente, por las altas temperaturas a las que se debe trabajar la piedra caliza para producir Clinker, la materia prima esencial del material.

Conseguir que el cemento sea carbononeutral -o incluso, no emita CO2- es uno de los principales desafíos del sector y, en ese sentido, una investigación que llevó a cabo un grupo de académicos de la University of Colorado Boulder avanza hacia ello, al descubrir que una microalga es capaz de generar de manera natural partículas de caliza a través de la fotosíntesis, lo que podría transformar a las edificaciones en recipientes de carbono.

Para ello, los investigadores llegaron a la conclusión de que es posible “cosechar biológicamente” piedra caliza desde estas microalgas en vez de extraerla. Así, reemplazando la materia prima, se genera un proceso natural a través de la fotosíntesis en que estas microalgas calcáreas, al igual que los arrecifes de coral en crecimiento, crean una red carbononeutral que genera la materia prima para el cemento. En otras palabras, el CO2 lanzado a la atmósfera equivale al que las microalgas ya capturaron.

Un hallazgo producto de la casualidad

Wil Srubar, académico del Departamento de Ingeniería Civil Medioambiental y Arquitectura de la y del programa de Ciencia e Ingeniería de los Materiales de la casa de estudios, descubrió las propiedades de estas microalgas durante su luna de miel en Tailandia, en 2017.

El profesor observó cómo los arrecifes de coral crecen en la naturaleza hasta formas sus estructuras de material sólido y durable gracias al carbonato de calcio, componente principal de la piedra caliza. Ahí, se preguntó “si la naturaleza puede generar caliza, ¿por qué nosotros no?”.

Foto: Escáner electrónico de una célula de cocolitóforo

De esta forma, Srubar y su equipo comenzaron a cultivar una especie de microalga particular (cocolitóforos) que secuestran y almacenan el dióxido de carbono en mineral a través de la fotosíntesis. Así, logran producir una gran cantidad de carbonato de calcio, la que incluso, puede verse desde el espacio.

“En la superficie, estas pequeñas algas son capaces de crear unos armazones de carbonato calcio de formas muy intrincadas y bellas. Básicamente, son armaduras de piedra caliza que rodean a sus células”, subrayó el académico.

Las ventajas de un hormigón fabricado con cemento carbononeutral

Para el siguiente paso del proyecto, el equipo fabricó pequeñas muestras de hormigón con cemento que incluyó en su composición, la caliza producida por las microalgas. “Estos cubos de ensayo lucen, se sienten y se comportan exactamente como el hormigón tradicional”, dijo Srubar, aunque el cemento que se utilizó para su fabricación es carbononeutral -incluso sin emisión de CO2- y la cantidad de dióxido de carbono asociada a emisiones es menor que la que captura la microalga.

Foto: Estudiantes trabajando con la caliza biogénica en el Laboratorio de Materiales Vivientes de la universidad, para crear cemento carbononeutral, como también, productos con cemento que puedan encapsular CO2 desde el ambiente y almacenarlo. Crédito: University of Colorado Boulder

De acuerdo al equipo, si se reemplaza el cemento de la construcción por este nuevo tipo de material con caliza biogénica, que se comporta similar a la piedra caliza que se extrae de canteras, se podrían reducir hasta 2 gigatoneladas de CO2 que se emiten a la atmósfera, mientras se capturan de forma permanente en el hormigón fabricado con este tipo de cemento más de 250 millones de toneladas adicionales de dióxido de carbono desde la atmósfera.

“Al utilizar esta piedra caliza de origen biológico, en vez de la que se extrae de canteras, para la producción del cemento portland, lo que hacemos es transformar al material no sólo en carbononeutral, sino también, en carbono negativo al sacar CO2 de la atmósfera y almacenarlo de manera permanente en el hormigón”, subrayó Srubar.

El profesor y su equipo recibieron un fondo del Departamento de Energía del gobierno de Estados Unidos para continuar desarrollando la investigación y conseguir escalar la producción de este cemento.

Revisen más detalles de esta investigación en el siguiente video

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