CDT El proceso de la NTU de Singapur consiste en inyectar vapor y CO2 en el hormigón de mezcla.
Fuente: Voxel Matters
Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) han desarrollado un método de impresión 3D de hormigón que captura carbono, demostrando una nueva vía para reducir el impacto ambiental de la industria de la construcción.
El innovador método, detallado en la revista científica Carbon Capture Science & Technology, pretende reducir significativamente la huella de carbono del cemento -material responsable de 1.600 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono (CO2), o alrededor del 8% de las emisiones mundiales de CO2- mediante un menor uso de materiales, una reducción del tiempo de construcción y de las necesidades de mano de obra.
El nuevo proceso de impresión de hormigón en 3D consiste en inyectar vapor y CO2 -capturados como subproductos de procesos industriales- en el hormigón de mezcla, que luego incorpora y almacena directamente el CO2 en la estructura de hormigón. Los resultados han demostrado que el método de inyección de CO2 y vapor mejoró las propiedades mecánicas del hormigón, ofreciendo una mayor resistencia en comparación con el hormigón impreso en 3D convencional.
«El sector de la edificación y la construcción provoca una parte importante de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Nuestro nuevo sistema de impresión 3D de hormigón ofrece una alternativa para reducir las emisiones de carbono, ya que no sólo mejora las propiedades mecánicas del hormigón, sino que también contribuye a reducir el impacto ambiental del sector. Demuestra la posibilidad de utilizar el CO2 producido por centrales eléctricas u otras industrias para la impresión 3D de hormigón. Dado que el cemento tradicional emite mucho carbono, nuestro método ofrece una forma de recuperar CO2 mediante la impresión de hormigón 3D», declaró el investigador principal del estudio, el profesor Tan Ming Jen, de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial (MAE) de la NTU y del Centro de Impresión 3D de Singapur (SC3DP) de la NTU.
El equipo de investigación cree que su innovación representa una contribución prometedora a la consecución de los objetivos mundiales de desarrollo sostenible y a la reducción de la dependencia de la industria de procesos convencionales de alto consumo energético, como la construcción con hormigón armado.
El nuevo desarrollo se basa en investigaciones anteriores sobre impresión 3D para la construcción realizadas por el profesor Tan y su equipo del SC3DP de la NTU, así como por colaboradores internacionales.
Para desarrollar su sistema de impresión 3D de hormigón, el equipo de investigación conectó la impresora 3D a bombas de CO2 y a un chorro que pulveriza vapor.
Cuando se activa, el sistema bombea CO2 y vapor a la mezcla de hormigón a medida que se imprime la estructura. El CO2 reacciona con los componentes del hormigón, convirtiéndose en una forma sólida que permanece encerrada dentro del material (secuestrada y almacenada). Al mismo tiempo, el vapor mejora la absorción de CO2 en la estructura impresa en 3D, aumentando sus propiedades.
En las pruebas de laboratorio, los investigadores comprobaron que la estructura de hormigón impreso mejoraba en un 50% su capacidad de impresión, lo que significa que puede moldearse e imprimirse con mayor eficacia. La estructura también era más resistente y duradera. El hormigón impreso era hasta un 36,8% más resistente a la compresión (cuánto peso puede soportar) y hasta un 45,3% más resistente a la flexión (cuánto puede doblarse antes de romperse) en comparación con el hormigón impreso en 3D normal.
Además, el método es más ecológico: absorbe y atrapa un 38% más de dióxido de carbono que los métodos tradicionales de impresión 3D.
«Nos encontramos en un momento crítico en el que el mundo está acelerando sus esfuerzos por cumplir los objetivos del cambio climático. Creemos que nuestra tecnología podría contribuir a hacer más sostenible el sector de la construcción», afirma el primer autor Lim Sean Gip, doctorando de la Escuela de MAE de la NTU.
«Nuestro sistema propuesto muestra cómo la captura de dióxido de carbono y su uso en la impresión de hormigón en 3D podría dar lugar a edificios más resistentes y ecológicos, lo que supondría un avance en la tecnología de la construcción», afirma el coautor, el Dr. Daniel Tay, investigador de la NTU School of MAE.
La NTU y sus colaboradores han presentado conjuntamente una solicitud de patente estadounidense para esta innovación. En futuras investigaciones, los investigadores planean optimizar el proceso de impresión 3D para hacerlo aún más eficiente y utilizar potencialmente gases residuales en lugar de dióxido de carbono puro.
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