Huella de carbono del hormigón: 5 innovaciones materiales alternativas : DesignWanted

Nitika Choraria

Nitika es una escritora de diseño graduada en Gestión Digital por el Istituto Marangoni Milano. Para ella, el diseño es un medio ilimitado de autoexpresión que encapsula un equilibrio entre funcionalidad y estética.

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Asociación Mundial de Cemento y Concreto (GCCA)

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Hoy, mientras el mundo y la Asociación Mundial del Cemento y el Hormigón (GCCA), en particular, corren para alcanzar emisiones netas cero para 2050 para evitar los peores efectos del cambio climático, los investigadores están trabajando para descarbonizar el hormigón, uno de los materiales más contaminantes. en el mundo.

¿Sabía que el cemento, ingrediente clave del hormigón, actualmente representa alrededor del ocho por ciento de las emisiones globales de carbono del mundo?

Desde la utilización de piedra caliza cultivada a partir de algas hasta olivino, está surgiendo un número creciente de innovaciones materiales eclécticas para abordar la huella de carbono del hormigón.

Desplácese para explorar nuestro resumen de cinco de los materiales más innovadores.alternativa al hormigón y al cemento!

Para formar la nueva ala del Museo del Diseño de Gante, los estudios de arquitectura Carmody Groarke y TRANS Architectuur Stedenbouw colaboran con investigadores de materiales para desarrollar un ladrillo elaborado a partir de residuos de construcción locales.

Bajo en carbono: el Gent Waste Brick está diseñado junto con el especialista en economía circular Local Works Studio y el fabricante de materiales BC Materials.

Está hecho de un 63 por ciento de residuos municipales reciclados procedentes de Gante, recogidos en un centro de reciclaje local para hormigón y vidrio de demolición.

Estos materiales reciclados se mezclan además con arena Lommelzand del municipio belga de Lommel y se unen con cal hidráulica y carbonato de calcio molido.

Reducir la cantidad de energía necesaria para producirlos: estos ladrillos se curan en un ambiente húmedo durante dos semanas y se dejan secar al aire en lugar de cocerlos.

El material obtiene su resistencia mediante el proceso de carbonatación mineral, en el que el carbonato de calcio del ladrillo reacciona con el dióxido de carbono del aire circundante.

“¡Este proceso, junto con el uso de compuestos reciclados, da como resultado un ladrillo con 0,17 kilogramos de CO2e por kilogramo!” dice el estudio.

Un ladrillo de construcción sostenible, sin cocer y fabricado con un 90 por ciento de residuos de construcción: la startup escocesa Kenoteq lanza K-Briq.

Genera menos de una décima parte de las emisiones de carbono en su proceso de fabricación que un ladrillo normal: fue inventado por la profesora de ingeniería Gabriela Medero en la Universidad Heriot-Watt de Edimburgo.

"He pasado muchos años investigando materiales de construcción y me preocupa que las técnicas de construcción modernas exploten las materias primas sin considerar que se encuentran entre los mayores contribuyentes a las emisiones de carbono: ¡la cantidad de desechos que producen no es sostenible a largo plazo!" dice Medero.

Por otro lado, K-Briq parece un ladrillo normal y pesa lo mismo pero ofrece mejores propiedades de aislamiento y se puede producir en cualquier color.

Además de ahorrar energía en el proceso de fabricación, Kenoteq reduce las emisiones al producir ladrillos localmente.

Actualmente, hasta el 85 por ciento de los ladrillos utilizados en Escocia se importan de Inglaterra o Europa, lo que no es sostenible a largo plazo.

Kenoteq fabrica sus ladrillos en Hamilton's Waste and Recycling en Edimburgo, minimizando la cantidad de transporte requerido en el proceso.

Fundada por los estudiantes de doctorado Sam Draper y Barney Shanks para comercializar su investigación en el Imperial College de Londres, la startup británica Seratech desarrolla una forma de crear hormigón neutro en carbono.

Esto implica reemplazar hasta el 40 por ciento de su contenido de cemento con un tipo de sílice elaborado a partir de emisiones industriales capturadas y el mineral olivino, que absorbe carbono.

La captura y almacenamiento de carbono (CCS) involucrado para fabricar el material de reemplazo significa que se almacena más carbono en el concreto del que se emite en su producción de cemento, lo que lo hace en general neutral en carbono.

Las materias primas necesarias para su tecnología, de bajo costo y fáciles de escalar, (dióxido de carbono industrial y olivino, un silicato de hierro y magnesio) abundan en todo el mundo.

"El sustituto del cemento se puede integrar perfectamente en los procesos de producción existentes, ya que el olivino es un material abundante, a diferencia de otros sustitutos como la escoria granulada de alto horno molida (GGBS)", afirma Seratech.

Sin embargo, si algún día las emisiones de la industria se reducen hasta el punto en que el suministro no sea abundante, Seratech podría utilizar una tecnología asequible de captura directa de aire, extrayendo dióxido de carbono de la atmósfera.

Adoptando un enfoque más experimental, investigadores de la Universidad de Colorado Boulder desarrollan una forma de utilizar algas para elaborar hormigón neutro en carbono o incluso negativo en carbono.

En lugar de usar piedra caliza extraída de la tierra, encontraron una manera de hacer cemento utilizando piedra caliza cultivada por algas a través de la fotosíntesis.

El hormigón elaborado a partir de esta piedra caliza biogénica es neutro en carbono: el dióxido de carbono liberado a la atmósfera cuando se quema para hacer cemento es igual al que las microalgas extrajeron de la atmósfera durante su crecimiento.

Además, el cemento puede volverse carbono negativo (lo que significa que secuestra más dióxido de carbono del que emite) si la piedra caliza molida adicional, que generalmente se agrega a la mezcla como material de relleno, también se reemplaza por la alternativa cultivada con algas.

Como no se quema, el carbón de esta porción de piedra caliza permanece almacenado en el hormigón.

“¡Esto evitaría que dos gigatoneladas de dióxido de carbono por año fueran bombeadas a la atmósfera y potencialmente secuestraría 250 millones de toneladas adicionales!” dicen los investigadores de la Universidad de Colorado Boulder.

Para llevar al mercado la piedra caliza cultivada con algas, Wil Srubar (investigador principal y director del Laboratorio de Materiales Vivos de CU Boulder) ha cofundado una nueva empresa llamada Minus Materials.

El estudio de diseño surcoreano Newtab-22 utiliza conchas marinas de desecho recuperadas de las industrias pesquera y acuícola para fabricar un material sostenible que se asemeja al hormigón: Sea Stone.

Surgió de la ambición de Newtab-22 de ayudar a aliviar el problema de los desechos en la industria pesquera, que resulta en siete millones de toneladas de conchas marinas desechadas cada año.

El material con estética de terrazo se obtiene triturando conchas destinadas al vertedero antes de combinarlas con aglutinantes naturales no tóxicos.

Luego se añaden a un molde y se dejan solidificar en piezas parecidas al hormigón.

Esto da como resultado variaciones en los tamaños, texturas y colores de los fragmentos de concha y significa que cada pieza de Sea Stone es única.

También pueden ocurrir diferencias cambiando las cantidades de conchas y aglutinantes o agregando tintes de colores.

El método se realiza de forma manual para evitar el uso de calor, electricidad y tratamientos químicos así como para garantizar que el proceso sea lo más sostenible y asequible posible.

“Sea Stone podría convertirse en una alternativa sostenible al hormigón en el diseño de productos a pequeña escala, ya que los dos materiales comparten propiedades similares: las conchas marinas son ricas en carbonato de calcio, también conocido como piedra caliza, que se utiliza para fabricar cemento, un ingrediente clave del hormigón. !” dice Newtab-22.

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