Cemento y hormigón más ecológicos: una innovadora fórmula con agua salada, CO2 y electricidad

El cemento es fundamental en la construcción, pero enfrenta dos grandes desafíos: su alta emisión de gases de efecto invernadero y la carencia de materias primas como la arena, cuya extracción daña el medio ambiente.

Un nuevo enfoque. Investigadores de Northwestern University, en alianza con CEMEX Innovation Holding, han creado un material revolucionario usando agua marina, CO2 y electricidad, que promete transformar la industria de la construcción.

Este innovador material, destinado al cemento y hormigón, captura más CO2 del que libera, lo que lo convierte en una opción más verde para la construcción.

Combinación única: agua salada, CO2 y electricidad. El proceso inicia con la introducción de electrodos en agua salada, descomponiendo las moléculas en gas hidrógeno e iones de hidróxido mediante una corriente eléctrica. Simultáneamente, se inyecta CO2, alterando la composición química del agua al incrementar los iones de bicarbonato.

Estos iones, hidróxido y bicarbonato, reaccionan con iones presentes en el agua marina, como el calcio y magnesio, formando carbonato de calcio (CaCO3) e hidróxido de magnesio. Mientras que el primero actúa como sumidero de carbono, el segundo captura carbono adicional del CO2.

Inspiración natural. El proceso es comparable al de corales y moluscos que usan su metabolismo para las reacciones químicas, diferenciándose al emplear energía eléctrica.

Aplicaciones diversas. La mezcla de carbonato de calcio e hidróxido de magnesio ofrece múltiples usos: desde reemplazar arena y gravilla en hormigón, hasta fabricar cemento, yeso e incluso pintura.

Flexibilidad en las propiedades. Una ventaja clave es la alteración de propiedades ajustando variables del proceso, como la corriente eléctrica o el tiempo de inyección de CO2, permitiendo una producción más personalizada.

Los detalles del estudio fueron publicados en la revista Advanced Sustainable Systems.

Optimización en la captura de CO2. La proporción de carbonato de calcio e hidróxido de magnesio determina la cantidad de CO2 capturada, logrando capturar una tonelada de CO2 por cada dos toneladas del material con una composición 50/50.

Producción de hidrógeno como subproducto. El proceso genera hidrógeno, un gas inofensivo que puede ser utilizado como fuente energética.

Sin embargo, las emisiones netas dependerán de la fuente de electricidad utilizada, ya que si la energía no es limpia, parte de la captura de CO2 podría perderse.

Es importante considerar que gran parte de las emisiones en la producción de cemento ocurre durante la trituración de la arena y piedra caliza, no en la mezcla con el material nuevo para hormigón.

Imagen | Northwestern University