Los moluscos guardan el secreto de un hormigón más sostenible

Cada año, la producción mundial de cemento genera más de dos mil quinientos millones de toneladas de CO₂. . Esta huella climática convierte al hormigón en uno de los grandes desafíos de la transición hacia una economía baja en carbono. Ahora, una innovadora tecnología desarrollada por la Universidad Northwestern podría cambiar las reglas del juego: un material de construcción negativo en carbono que no solo evita emisiones, sino que captura CO₂ de la atmósfera mientras genera hidrógeno como subproducto. La técnica, cercana al mecanismo de producción de conchas al que recurren los moluscos, permite crear un nuevo tipo de arena como base para un hormigón sostenible.

Producir arena para un hormigón sostenible… y energía renovable

Para generar este innovador material negativo en carbono, el equipo de investigadores comenzó por introducir electrodos en agua de mar y aplicar una corriente eléctrica de baja intensidad. Este estímulo provoca la ruptura de las moléculas de agua, lo que libera hidrógeno y genera iones hidróxido. Paralelamente, se inyecta CO₂ en el agua de mar. Esta combinación modifica la composición química del agua y potencia la concentración de iones bicarbonato.

Por último, estos iones hidróxido y bicarbonato reaccionan con otros iones disueltos presentes de forma natural en el agua de mar, como el calcio y el magnesio. El resultado es la formación de minerales sólidos, principalmente carbonato cálcico e hidróxido de magnesio. El primero actúa directamente como sumidero de carbono al fijarlo en su estructura, mientras que el segundo puede seguir capturando CO₂ mediante reacciones posteriores.

Según explican los investigadores, el proceso guarda ciertas similitudes con la estrategia que emplean corales y moluscos para formar sus conchas, en las que utilizan energía metabólica para transformar los iones disueltos en carbonato cálcico. Sin embargo, en este caso, el equipo ha sustituido esa energía biológica por electricidad y ha acelerado el proceso mediante la inyección de CO₂ para potenciar la mineralización.

Como ventaja añadida, en caso de utilizar energía renovable, el proceso genera hidrógeno verde como subproducto, un combustible limpio con múltiples aplicaciones en sectores como el transporte, la industria química o la generación de electricidad. Así, la tecnología propuesta contribuye a la reducción de emisiones y, a la vez, permite producir energía renovable.

Minimizar la extracción de arena

Esta técnica no solo emplea recursos disponibles de manera prácticamente ilimitada, sino que además podría proporcionar una alternativa a la extracción intensiva de arena, un problema ambiental creciente en muchas partes del mundo.

Y es que el cemento, el hormigón, las pinturas y los yesos se elaboran habitualmente a partir de minerales ricos en calcio y magnesio, que suelen obtenerse mediante la extracción de áridos, lo que se conoce comúnmente como arena. En la actualidad, este material se obtiene a través de la minería en montañas, cauces de ríos, costas e incluso del lecho marino.

Beneficios y aplicaciones potenciales

El material desarrollado ofrece diversas ventajas que lo convierten en una solución atractiva para la industria de la construcción:

• Reducción de emisiones: al capturar más CO₂ del que se emite durante su producción, contribuye activamente a la mitigación del cambio climático.
• Uso de recursos renovables: el agua de mar y el CO₂ atmosférico son recursos prácticamente inagotables, lo que garantiza la viabilidad ambiental del proceso.
• Producción de hidrógeno: el hidrógeno generado de forma secundaria ofrece oportunidades adicionales en la transición hacia sistemas energéticos más limpios.
• Versatilidad: el material puede utilizarse en múltiples aplicaciones, desde la fabricación de hormigón estructural hasta revestimientos arquitectónicos o elementos decorativos.

Estas características lo posicionan como una solución de alto potencial para un sector en plena transición hacia modelos constructivos más sostenibles y circulares.

Los retos para una implantación a gran escala

Pese a las perspectivas prometedoras, la adopción a gran escala de este material afronta aún ciertos retos:

• Escalabilidad industrial: adaptar el proceso a una producción masiva requerirá inversiones, pruebas piloto y mejoras en la eficiencia.
• Competitividad de costes: será clave analizar su viabilidad económica frente a los materiales convencionales en diferentes mercados.
• Certificación y normativas: la introducción de nuevos materiales en el sector de la construcción deberá ajustarse a los estándares de seguridad y rendimiento de la industria.

No obstante, el equipo de Northwestern confía en que, con el impulso adecuado desde la investigación, la inversión y el sector público, este tipo de materiales podrían integrarse de manera progresiva en los procesos de construcción más habituales.

El CO₂ como materia prima

La propuesta de la Universidad Northwestern representa un paso relevante en la búsqueda de soluciones innovadoras para la construcción sostenible. Al transformar el CO₂ en una materia prima, se abre la posibilidad de crear infraestructuras que no solo sean funcionales y duraderas, sino también aliadas en la lucha contra el calentamiento global.

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Fuentes:

• Northwestern Now