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(noticias nanowerk) Los materiales de construcción a base de cemento, como el hormigón, vuelven a absorber los gases de efecto invernadero tras su producción, lo que genera una gran cantidad de dióxido de carbono, un proceso que dura décadas y es difícil de controlar. ¿Y si se pudiera acelerar para proteger el clima? Los investigadores de Empa están trabajando con numerosos socios en un proyecto complejo para encontrar una solución que ya se está implementando en la planta de producción de hormigón. Los primeros resultados son alentadores.
Las tesis centrales
Investigación
Incluso los mayores pecadores pueden hacerlo mejor: esa es también la esperanza de los expertos cuando se trata de hormigón “pecador del clima”. Del 6 al 8 por ciento del CO producido por el hombre.2 Las emisiones globales se deben al cemento, el aglutinante indispensable para este material de construcción duro y versátil, pero al mismo tiempo también es capaz de unir químicamente los gases de efecto invernadero emitidos durante la producción de cemento después de la producción; al menos parcialmente: entre el 11 y el 30 por ciento, según la receta y las condiciones.
“Carbonización” es el nombre que se le da a este proceso en el que se crea piedra caliza a partir de hidróxido de calcio en el hormigón y CO.2 – una reacción lenta que lleva años y cuyo ritmo depende de numerosos factores. Los expertos llevan mucho tiempo pensando en utilizarlo para reducir la huella de CO2 del hormigón; ahora los expertos de Empa en el proyecto DemoUpCARMA, junto con socios liderados por ETH Zurich, están probando si el proceso se puede utilizar y cómo, y, sobre todo, acelerado en una planta real de hormigón.
Análisis complejos en los laboratorios de Empa
![Partículas de granulado recicladas después de la carbonización.](https://www.nanowerk.com/news2/green/id63827_1.jpg)
En concreto: en un sistema especialmente instalado por la empresa Kästli Bau AG en Rubigen, en el cantón de Berna, y con material reciclado de estructuras de hormigón desmanteladas. El dióxido de carbono con el que se “alimenta” este material proviene de la depuradora cercana y se entrega en estado licuado. Luego se almacena en la fábrica en un silo especial, desde donde el granulado reciclado se «inunda» continuamente, es decir, se expone a CO puro, según un proceso desarrollado por la empresa bernesa neustark AG.2 Gas y consumo medidos con precisión. El equipo de expertos investigó en detalle los procesos que ocurren durante el CO2 Ingesta de los gránulos reciclados. También investigaron cómo la llamada “agua reciclada”, compuesta de agua, cemento y arena, que se produce, por ejemplo, en la limpieza de vehículos de hormigón y plantas mezcladoras, se puede utilizar para unir dióxido de carbono.
Andreas Leemann y Frank Winnefeld, del laboratorio de hormigón y asfalto de Empa, llevaron a cabo numerosas pruebas para determinar la eficacia y la eficacia con la que el granulado reciclado absorbe CO2 y en qué condiciones, con resultados sorprendentes. Las muestras del material tratado mostraron cambios claros bajo el microscopio: las partículas más pequeñas tenían puntos oscuros y claros en la superficie donde la piedra de cemento original había cambiado.
El análisis con un microscopio electrónico de barrido reveló que las porciones claras eran carbonato de calcio, mientras que las porciones oscuras consistían principalmente en hidrato de silicato de calcio (CSH para abreviar), el principal producto de la hidratación del cemento que le da resistencia al concreto. A este CSH se le ha eliminado parte del calcio mediante carbonatación: por lo tanto, tiene menos calcio y, a su vez, puede reaccionar con compuestos de cemento recién formados en el hormigón reciclado, con el resultado de que aumenta su resistencia a la compresión.
Estos resultados se confirmaron mediante pruebas prácticas con distintos tipos de hormigón utilizados habitualmente en Suiza. Los productos reciclados con gránulos de hormigón carbonizados alcanzaron mayores resistencias que los hormigones comparables con material reciclado sin tratar. «Así que nos sorprendió una fase reactiva que se vuelve a formar en los gránulos y conduce a una mayor resistencia en el hormigón reciclado», dice Leemann.
Además, los análisis mostraron que la humedad juega un papel importante en el CO2 Acumulación: Las mezclas de reciclaje más secas mostraron una absorción de gases de efecto invernadero significativamente más rápida que el material demasiado húmedo. Y como en Suiza el almacenamiento del granulado reciclado al aire libre no favorece precisamente el secado, los expertos de Empa se preguntan si este proceso debería optimizarse técnicamente.
Mejora significativa a nuestro alcance
Los resultados positivos muestran que el proceso puede hacer que el hormigón sea dos veces más respetuoso con el clima. En primer lugar, al absorber CO2 “Aliviar” la atmósfera: hasta el 10 por ciento de las emisiones que entraron a la atmósfera durante la producción del cemento para el hormigón original pueden ser absorbidas por los nuevos materiales de construcción.
En segundo lugar, reduciendo el contenido de cemento en el hormigón reciclado entre un 5 y un 7 por ciento gracias a su mayor resistencia. La conclusión, según los expertos de Empa, es el potencial de CO2 El ahorro es de un buen 15 por ciento.
Y compañía2 El tratamiento del “agua reciclada” mostró un mayor potencial. En los análisis, las muestras pudieron captar una cantidad significativa de gas: alrededor de 120 gramos por kilogramo de material seco. El uso de este material también supuso un aumento, aunque leve, de la resistencia del hormigón al que se añadía.
Por supuesto, aún está por verse hasta qué punto estos resultados se pueden implementar en la práctica. Por ejemplo, la cuestión de qué tan bien y con qué esfuerzo técnico y financiero se puede implementar el proceso en plantas de concreto. Y cómo la carbonatación del granulado reciclado afecta a diferentes hormigones a largo plazo, es decir, durante toda su vida útil de varias décadas.
Gran potencial en todo el ciclo de vida.
Una primera evaluación de esto la proporcionan los llamados análisis del ciclo de vida de 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. Teniendo en cuenta todas las influencias sobre el CO2 Emisiones procedentes de la producción, uso y eliminación del hormigón “clásico”, así como de sus variantes sin tratar y con CO2Con el granulado reciclado enriquecido, el estudio muestra que el material carbonizado puede reducir el efecto neto de los gases de efecto invernadero en aproximadamente un 13 por ciento, en comparación con el hormigón con cemento convencional y sin material reciclado. Para el hormigón con material reciclado, el efecto sigue siendo del 9 por ciento; un potencial importante.
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