Reconociendo el impacto ambiental que la industria de construcción, específicamente los procesos de manufactura de concreto sostienen sobre el planeta al liberar cantidades masivas de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera (según discutido en la 2da Edición de NSM), han surgido varias iniciativas que lideran con el problema directamente. No es para menos, ya que los procesos de urbanización sin precedentes, ligados al movimiento masivo de personas a centros poblacionales por la automatización de industrias en países en vías de desarrollo, han proyectado que para el 2025 el mercado global de cemento sea de $725 billones de dólares con una tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR, por sus siglas en inglés) de 7.3% desde hoy hasta entonces.
Una de las iniciativas más sobresalientes en cuanto a tecnologías de captura de CO2 la ha desarrollado un equipo de investigadores interdisciplinario de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA). Enfocándose en cerrar el ciclo de carbono proveniente directamente desde fábricas de manufactura pesada, en un esfuerzo por resolver el problema de los contaminadores que más contribuyen a las emisiones de gases de invernadero, los académicos son los primeros en lograr un “upcycling” o supra-reciclaje del CO2, efectivamente tomando material descartado y reusándolo en un producto de mayor calidad o valor que el original.
Obviamente, la tecnología sería ideal para países en vías de desarrollo como lo son la República Popular China e India, quienes son los que más contaminan y que también necesitan de mayores cantidades de concreto para sus diversos proyectos de infraestructura por el crecimiento acelerado que conllevan.
El prototipo innovador de UCLA ha creado un nuevo material para construcción llamado CO2NCRETETM, el cual promete brindarle valor al gas que ha sido responsabilizado por el calentamiento global que atravesamos. El concepto de laboratorio recopila el dióxido de carbono (CO2) y le convierte en algo valioso al modificar su ecuación química y desarrollar un compuesto capaz de reemplazar el concreto, imprimiéndose el mismo de manera tridimensional (i.e. 3-D). Al igual que el cemento tradicional, el proyecto desarrollado a escala de laboratorio utiliza la piedra de cal o roca calcárea para confeccionar el compuesto impreso final. Vale la pena mencionar, que instrumental en el éxito del desarrollo del prototipo ha sido el trabajo en equipo de profesores de diversas disciplinas de acuerdo a UCLA:
- R. DeShazo, profesor de política pública y director del Centro de Innovación Luskin.
- Gaurav Sant, profesor asociado en ingeniería civil y ambiental.
- Henry Samueli, compañero de ingeniería civil y ambiental.
- Richard Kaner, profesor distinguido en química, bioquímica, ciencias de materiales e ingeniería.
- Laurent Pilon, profesor en ingeniería mecánica, aeroespacial y en bioingeniería.
- Matthieu Bauchy, asistente de profesor en ingeniería civil y ambiental.
¡Qué bien salen las cosas cuando trabajamos en equipo!
El llegar hasta éste punto en el desarrollo del innovador CO2NCRETETM, ha requerido la colaboración por parte de ingenieros, científicos de materiales y economistas que han estado trabajando con el problema ambiental de entre una a tres décadas, con cada uno aportando en facetas dirigidas del proyecto. Ya en su fase de pre-comercialización, Carbon Upcycling se encuentra en búsqueda de fondos para desarrollar la tecnología a cabalidad, escogiendo un nombre para la empresa significativo de ir hacia arriba en el ciclo del dióxido de carbono (CO2), al capturar el residuo de insumos que son descartados y reciclando los mismos a un producto superior que puede ser utilizado por la industria de la construcción como concreto.
Otro proyecto similar pero que ya se encuentra en su fase comercial lo ofrece la firma canadiense CarbonCure, la cual recopila el dióxido de carbono (CO2) capturado, lo inyecta mientras se mezcla el cemento para crear concreto, y al endurecer, queda secuestrado eternamente al convertirse en un mineral dentro del proceso. No solo esto, sino que, según Christie Gamble, Directora de Sustentabilidad de la empresa, y las pruebas realizadas por CarbonCure al producto final, debido al proceso, el nuevo mineral mejora la fuerza de compresión del concreto, consiguientemente, requiriendo menos cemento en el proceso de manufactura.
¡Mejor concreto, menos contaminación!
El sistema se encuentra en operación en la empresa Thomas Concrete de Atlanta, Georgia, la cual estima que ha prevenido que 15 millones de libras de emisiones de CO2 hayan sido liberadas a la atmósfera desde que comenzaron a utilizar la tecnología en el 2016. El que haga sentido financiero es parte instrumental de que las tecnologías de captura de emisiones dióxido de carbono (CO2) se popularicen dentro de las industrias de concreto y construcción.
De acuerdo a CarbonCure, hasta el momento sobre 90 plantas se encuentran utilizando un sistema similar entre Canadá y los Estados Unidos, más que una fracción de las 5,500 plantas estimadas que operan en los EE.UU. nada más. Existen otras empresas además de CarbonCure que ofrecen soluciones similares como lo son la discutida anteriormente, Carbon Upcycling y Carbicrete, representando el inicio de una industria que se enfocará en la aplicación positiva del dióxido de carbono (CO2), dentro de un nicho con el potencial de valer un trillón de dólares para el 2030 según estimados.
Por otro lado, la empresa canadiense Progressive Planet Solutions se ha concentrado en reemplazar la ceniza voladora en vez de la caliza, obteniendo nuevos derivados de la quema de carbón y de su mina de zeolita molida, opciones que al ser utilizadas como material de cemento suplementario (SCM, por sus siglas en inglés), también reducen la cantidad de cemento necesario para hacer concreto.
Bajo la dirección de Nicholas DeCristofaro, quien funge como el oficial de tecnología de Solidia Technologies, se ha desarrollado un método nuevo para hacer cemento con el mineral wollastonita, un inosilicato de calcio con mucho menos carbón que la caliza, permitiendo una reducción de un 70% en las emisiones. La innovación consiste en cambiar la ecuación del compuesto químico del conocido cemento “Portland”, ya que el cemento de Solidia no se endurece cuando se le añade agua, sino que requiere de la absorción de 240 kilogramos (kg) de dióxido de carbono (CO2) por cada 1,000kg de mezcla.
A diferencia del cemento Portland que puede tardar semanas en curar, el de Solidia se cura en menos de 24 horas y tan solo un bloque puede capturar todo el CO2 encontrado en una oficina mediana de 15’ pies (ft., en inglés) por 15’ft. Para justificar la compra de los equipos necesarios para curar el cemento, al igual que para comprar el CO2 de empresas de gas que fluctúa de $50 a $200 por 1,000kg, las empresas manufactureras de concreto deben pensar en que recibirán un producto de mayor calidad en mucho menos tiempo y que no sufrirá del 3% al 8% en desperfectos físicos de ladrillos mal formados por el periodo de gracia que el proceso brinda para reformar los mismos. Adicionalmente, los ladrillos y losas se pueden producir en blanco, siendo un producto mucho más receptivo a colores y proveyendo ahorros en los pigmentos decorativos que utilizan productores de concreto especializado.
Considerando que de acuerdo a la Agencia Internacional de Energía (IEA), aproximadamente un 7% de todo el dióxido de carbono (CO2) liberado en emisiones anualmente proviene de la producción moderna del concreto, soluciones como las anteriormente mencionadas son importantísimas para alcanzar emisiones negativas. Inclusive, el apoyo a Solidia por parte de LafargeHolcim, la multinacional suiza y manufacturera de cemento de mayor tamaño del mundo, asegurarán que las innovaciones se pongan en práctica y alcancen la comercialización.
En realidad, lo más importante de éstas tecnologías de captura, redirección y reutilización del CO2 es el impacto positivo al medioambiente que la diseminación de las mismas podría representar. De acuerdo a estas empresas vanguardistas, las emisiones en la producción de concreto se reducirían por 700 megatoneladas (MT) anuales, que sería lo mismo que remover 150 millones de autos de las carreteras anualmente, brindándole un respiro saludable a nuestro planeta.
