CDT Incluso los mayores pecadores pueden mejorar: Ésta es también la esperanza de los expertos cuando se trata del “pecador climático” hormigón. Entre el 6 y el 8 por ciento de las emisiones de CO2 causadas por el hombre en todo el mundo son atribuibles al cemento, el aglutinante indispensable para el duro y versátil material de construcción – pero al mismo tiempo es capaz de aglutinar químicamente el gas climático emitido durante la producción de cemento de nuevo después de la fabricación; al menos parcialmente: entre el 11 y el 30 por ciento, dependiendo de la receta y las condiciones.
Fuente: AZO Materials
“Carbonatación” es el nombre que recibe este proceso, en el que la piedra caliza se forma a partir del hidróxido de calcio del hormigón y el CO2, una lenta reacción que dura años y cuyo ritmo depende de numerosos factores. Los expertos llevan mucho tiempo pensando en utilizarla para mejorar la huella de carbono del hormigón y ahora, en el proyecto DemoUpCARMA, los expertos de Empa trabajan con socios bajo la dirección de la ETH de Zúrich (véase infobox) para probar si el proceso puede utilizarse y, sobre todo, acelerarse en una planta de hormigón real.
Análisis elaborados en los laboratorios de Empa
Concretamente: en una planta especialmente instalada de la empresa Kästli Bau AG en Rubigen, en el cantón de Berna, y con material reciclado procedente de estructuras de hormigón deconstruidas. El dióxido de carbono con el que se “alimenta” este material procede de la cercana planta de tratamiento de aguas residuales y se suministra licuado. En la planta, se almacena en un silo especial desde el que los gránulos reciclados se “inundan” continuamente mediante un proceso desarrollado por la empresa neustark AG, con sede en Berna, es decir, se exponen al gas CO2 puro y se mide con precisión su absorción.
El equipo de expertos investigó en detalle los procesos que tienen lugar durante la absorción de CO2 del granulado reciclado. También investigaron cómo el llamado “agua de reciclado” de agua, cemento y arena, que se produce, por ejemplo, durante la limpieza de vehículos de hormigón y plantas mezcladoras, puede utilizarse para aglutinar dióxido de carbono.
Andreas Leemann y Frank Winnefeld, del laboratorio de Hormigón y Asfalto de Empa, realizaron numerosas pruebas para determinar la eficacia y la capacidad del granulado reciclado para absorber CO2 y en qué condiciones, con resultados sorprendentes. Las muestras del material tratado mostraron claros cambios al microscopio: Las partículas más pequeñas tenían parches de porciones oscuras y claras en la superficie, donde la piedra de cemento original había cambiado.
El análisis con un microscopio electrónico de barrido mostró que las porciones claras eran carbonato cálcico, mientras que las fases oscuras consistían principalmente en silicato cálcico hidratado -C-S-H para abreviar-, el principal producto de la hidratación del cemento que confiere al hormigón su resistencia. Este C-S-H se ha visto privado de parte de su calcio por la carbonatación: Por tanto, tiene menos calcio y puede reaccionar con los nuevos compuestos de cemento del hormigón reciclado, lo que aumenta su resistencia a la compresión.
Pruebas prácticas con diversos tipos de hormigón de uso frecuente en Suiza confirmaron estas conclusiones. Los productos reciclados con gránulos de hormigón carbonatado alcanzaron mayores resistencias que los hormigones comparativos con material reciclado no tratado. “Así que una fase reactiva que se forma de nuevo en los gránulos y produce una mayor resistencia en el hormigón reciclado”, dice Leemann, “eso sí que nos sorprendió”.
Además, los análisis demostraron que la humedad desempeña un papel importante en la acumulación de CO2: Las mezclas recicladas más secas mostraron una absorción significativamente más rápida del gas de efecto invernadero que el material excesivamente húmedo. Y como el almacenamiento al aire libre de los granulados reciclados en Suiza no favorece precisamente el secado, los expertos del Empa se preguntan si este proceso debería optimizarse técnicamente.
Una mejora significativa al alcance de la mano
Los resultados positivos muestran que el proceso puede hacer que el hormigón sea más respetuoso con el clima de dos maneras. En primer lugar, absorbiendo CO2 para “aliviar” la atmósfera: Hasta el 10% de las emisiones liberadas a la atmósfera durante la producción del cemento para el hormigón original pueden ser absorbidas por los nuevos materiales de construcción.
En segundo lugar, al reducir el contenido de cemento del hormigón reciclado -entre un 5 y un 7 por ciento- gracias a su mayor resistencia. El resultado final, según los expertos de Empa, es que el potencial de ahorro de CO2 es de un 15%.
Y: El tratamiento con CO2 del “agua de reciclado” mostró más potencial. Las muestras fueron capaces de aglutinar una cantidad considerable del gas en los análisis: unos 120 gramos por kilogramo de material seco. El uso de este material también produjo un aumento, aunque pequeño, de la resistencia del hormigón al que se añadió.
La medida en que estos resultados pueden aplicarse en la práctica sigue siendo, por supuesto, una cuestión abierta. Por ejemplo, la cuestión de hasta qué punto y con qué gastos técnicos y financieros puede aplicarse el proceso en las plantas de hormigón. Y cómo afectará la carbonatación de gránulos reciclados a los distintos hormigones a largo plazo, es decir, durante toda la vida útil de varias décadas.
Gran potencial a lo largo de todo el ciclo de vida
Los llamados análisis del ciclo de vida, realizados por Romain Sacchi y Christian Bauer, del Grupo de Evaluación Tecnológica del Instituto Paul Scherrer (PSI) de Villigen, junto con el experto de Empa Andreas Leemann, ofrecen una primera valoración al respecto. Teniendo en cuenta todas las influencias sobre las emisiones de CO2 desde la producción, el uso hasta la eliminación de los hormigones “clásicos”, así como las variantes con granulado reciclado sin tratar y con granulado reciclado enriquecido con CO2, el estudio muestra que el material carbonatado puede reducir el efecto neto de los gases de efecto invernadero en torno a un 13%, en comparación con el hormigón con cemento convencional y sin material reciclado. En el caso del hormigón con material reciclado, el efecto sigue siendo del 9 por ciento; un potencial significativo.
Un ambicioso proyecto piloto con muchos participantes
DemoUpCARMA son las siglas de “Demonstration and Upscaling of CARbon dioxide MAnagement solutions for a net-zero Switzerland”. Bajo la dirección de la ETH de Zúrich, expertos de Empa, Eawag, PSI y las empresas Kästli Bau AG y neustark AG trabajan con otros 18 socios de la investigación y la industria para identificar e investigar vías para generar emisiones negativas. Además del almacenamiento de CO2 en hormigón nuevo y reciclado en Suiza, esto incluye también un estudio sobre el transporte y almacenamiento permanente de CO2 en un depósito geológico en Islandia en el proyecto derivado DemoUpStorage. Ambos proyectos cuentan con la financiación y el apoyo de la Oficina Federal Suiza de la Energía (OFEE) y la Oficina Federal Suiza del Medio Ambiente (OFMA).
Fuente: https://www.empa.ch/
Cargando...
