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23 noviembre 2021

Alternativas al cemento para una construcción más sostenible

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Si nos preguntaran cuál es el segundo material más consumido en el mundo después del agua, probablemente dudaríamos. Y sin embargo, salvo que nos encontremos en plena naturaleza, basta con mirar casi en cualquier dirección para encontrarlo: cada ser humano tocamos a tres toneladas de hormigón al año. Su uso duplica el de la suma de todos los demás materiales de construcción. Y aunque parece evidente que en el futuro va a continuar siendo el recurso básico que ha sido desde que se inventó en su forma moderna en el siglo XIX, hoy tenemos un problema: el cemento, el pegamento que une los componentes del hormigón, es responsable del 8% de las emisiones globales de CO2, el principal gas de efecto invernadero responsable del cambio climático. Por ello, tanto la investigación como la industria exploran modos de rebajar estas emisiones o de encontrar materiales sustitutivos. Estas son algunas de las propuestas.

Carbonatar el cemento para descarbonizarlo

Aunque en general el grueso de las emisiones de CO2 procede de la quema de combustibles fósiles, en el caso de la industria del cemento este factor solo suma el 50% del carbono emitido; la otra mitad no puede eliminarse ni mejorando la eficiencia ni sustituyendo las fuentes de energía, dado que es inherente a la reacción química que origina el principal ingrediente del cemento: la calcinación de piedra caliza, o carbonato cálcico (CaCO3), da como resultado óxido de calcio (cal, CaO) y CO2. Es imposible fabricar cemento sin producir CO2. Por lo tanto, y aparte de reducir la cantidad de este material en las mezclas de hormigón, las propuestas para descarbonizar la producción de cemento se centran en capturar el CO2 con el fin de que no se vierta a la atmósfera.

BBVA-OpenMind-Alternativas al cemento para una construccion mas sostenible 1-El cemento curado con CO2 evita las emisiones de carbono al quedarse solidificado. Imagen: Carbon Cure
El cemento curado con CO2 evita las emisiones de carbono al quedarse solidificado. Imagen: Carbon Cure

Existe una gran variedad de propuestas para la captura y almacenamiento de carbono, desde enterrar el CO2 hasta utilizarlo como materia prima para la fabricación de materiales. Sin embargo, estas tecnologías están aún en fases experimentales o de proyectos piloto, y algunos expertos se muestran escépticos al respecto. Un procedimiento específico del cemento consiste en utilizar CO2 para el curado, de modo que el carbono queda atrapado en estado sólido, mineralizado en forma de carbonato cálcico. Así, el cemento se convierte en un sumidero de carbono que es capaz incluso de mejorar las propiedades del hormigón obtenido.

Reciclaje de materiales

El reciclaje es también una vía esencial para reducir el consumo de cemento. Tradicionalmente los escombros de las demoliciones se arrojan a los vertederos, pero su reutilización es cada vez más frecuente. Los escombros pueden fragmentarse y triturarse a distintos tamaños, lo que posibilita su uso como bloques de construcción, en escolleras o muros de contención, como grava para carreteras y paisajismo, o también como áridos para fabricar hormigón nuevo. En la UE existe desde 2008 una directiva que instaba a los países a reciclar el 70% del material de las demoliciones para 2020. Aunque la mayoría de los estados miembros aún reciclan solo el 50%, en algunos la tasa ya alcanza el 90%.

BBVA-OpenMind-Alternativas al cemento para una construccion mas sostenible 2-Para completar el proceso de reciclaje de cemento son necesarias máquinas capaces de romper grandes porciones en trozos pequeños. Imagen: Wikimedia
Para completar el proceso de reciclaje de cemento son necesarias máquinas capaces de romper grandes porciones en trozos pequeños. Imagen: Wikimedia

El hormigón no es la única fuente de materiales reciclados para la construcción. Destaca sobre todo el acero, un material constructivo considerado a menudo un ejemplo de sostenibilidad por su durabilidad y por ser reciclable al 100% sin pérdida de propiedades. Aunque aún solo se reutiliza el 85%, es el material industrial más reciclado del mundo. Su inconveniente son también las emisiones, ya que la industria siderúrgica es responsable del 6,7% del total global; pero como en el caso del cemento, actualmente se trabaja en su reducción.

Otra posibilidad interesante en el capítulo del reciclaje atañe a un material ubicuo en nuestra civilización que a menudo acaba en la basura: el plástico. Destinarlo a la construcción es un modo de darle un uso definitivo. Diversos investigadores trabajan en la fabricación de elementos de construcción a partir de plásticos, como pavimentos, ladrillos, cubiertas o vigas. Según Sibele Cestari, de la Queen’s University Belfast, los residuos plásticos son el material de construcción perfecto: moldeable, ligero, resistente, duradero, impermeable y reciclable.

Materiales innovadores

La investigación busca nuevos materiales que puedan reemplazar al cemento como ingrediente básico de la construcción, para lo cual deben servir como aglutinantes y fraguar a temperatura ambiente prescindiendo del carbonato cálcico y sin emisiones de CO2. Desde los años 70 del siglo pasado, los cementos basados en geopolímeros son la opción mayoritaria. Se basan en silicatos de aluminio, que en presencia de un agente alcalino y agua reaccionan para formar un gel que se endurece incluso más rápido que el cemento convencional; de hecho, su rápido curado puede ser un inconveniente. Como materias primas se emplea metacaolín —un derivado del mineral de arcilla caolinita— o cenizas volantes, e incluso pueden aprovecharse subproductos industriales como la escoria. Diversas compañías producen estos cementos que reducen las emisiones respecto al convencional en un 80-90%, pero sus aplicaciones aún son restringidas, y todavía faltan estándares que faciliten un uso más generalizado.

BBVA-OpenMind-Alternativas al cemento para una construccion mas sostenible 3-This building on the Dresden Technical University campus was the first in the world to use carbon concrete. Image: Henn
Este edificio del campus de la Universidad Técnica de Dresde fue el primero del mundo en utilizar hormigón de carbono. Imagen: Henn

En la línea de los nuevos materiales innovadores que puedan sustituir o reducir el uso del cemento, las investigaciones giran en torno a opciones como biocementos que crecen de forma similar al coral gracias a la acción de microorganismos, hormigones de carbono que emplean fibras vegetales para reducir el uso de cemento —el primer edificio con este material está en desarrollo en Alemania—, ladrillos fabricados con colillas de cigarrillos y otras propuestas variadas. Sin embargo, todas ellas son y probablemente serán de uso muy limitado. En este campo y aunque no vaya a reemplazar al cemento, destaca como curiosidad la madera transparente, que se obtiene mediante ciertos tratamientos químicos y que ofrece la posibilidad de fabricar ventanas con mayor poder aislante que el vidrio.

Vuelta a lo tradicional

Por último, y dado que no es sencillo desarrollar nuevos materiales innovadores para un uso a gran escala y a un precio comparable al del hormigón, la construcción vuelve los ojos hacia materiales tradicionales hoy minoritarios, pero que los expertos sitúan en lo alto de la lista de los más sostenibles. Una encuesta de 2019 entre más de 500 arquitectos, ingenieros y profesionales de la construcción reveló que el bambú se considera el material sostenible de mayor crecimiento. La madera y el corcho suelen figurar también entre las preferencias de la construcción sostenible, junto con el llamado tapial o tierra apisonada, un material de uso milenario en todo el mundo que forma parte de la Muralla China.

BBVA-OpenMind-Alternativas al cemento para una construccion mas sostenible 4-Para realizar la cubierta de la Terminal 4 del Aeropuerto Adolfo Suárez Madrid-Barajas se utilizaron 2 millones de metros cuadrados de bambú. Imagen: Wikimedia
Para realizar la cubierta de la Terminal 4 del Aeropuerto Adolfo Suárez Madrid-Barajas se utilizaron 2 millones de metros cuadrados de bambú. Imagen: Wikimedia

Estos materiales tradicionales también son objeto de innovaciones. El timbercrete, creado en Australia, combina hormigón con serrín de madera. En los años 90 se ideó la madera laminada cruzada (CLT, por sus siglas en inglés), que ya se emplea incluso para construir edificios de gran altura; en Chicago se ha propuesto un rascacielos de madera de 80 plantas. En cuanto al bambú, de uso tradicional en Asia, sus óptimas propiedades mecánicas y su rápido crecimiento —que lo hace más renovable que la madera— han impulsado su popularidad. Su uso modular ofrece una gran versatilidad para construir estructuras, por lo que no pocos expertos lo consideran el material ecosostenible del futuro. Entre los proyectos más señalados con este material figura la cubierta de la terminal 4 del aeropuerto de Madrid-Barajas.

Javier Yanes

@yanes68

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