Construcción 4.0, Economía Circular, Ciudad Futuro, Nuevos Materiales
Nuevos materiales que nos llevan más allá del hormigón
Publicado el 04/06/2019 a las 05:22 PM
El hormigón está en todas partes pero es sabido el daño ambiental que genera al planeta. En este reportaje de The Guardian, se muestran alternativas concretas para su reemplazo al corto plazo.

La irrupción de edificios altos construidos casi completamente de madera en Vancouver, Viena y Brumunddal en Noruega han confirmado el hecho de que es posible construir rascacielos de madera que compiten con los edificios más altos del mundo, y ahora Tokio también se incorpora con sus propios diseños.

Hacer edificios de madera puede parecer una idea más bien medieval. Pero hay un problema muy actual que está impulsando a las ciudades y a los arquitectos a recurrir a la madera tratada como un recurso: el cambio climático.

El hormigón es el segundo material más utilizado en la economía mundial, después del agua, y una de las fuentes de emisiones de gases de efecto invernadero más grandes del mundo. El proceso químico mediante el cual se crea el cemento, el ingrediente clave del concreto, involucra grandes cantidades de dióxido de carbono.

El problema de reemplazar el hormigón es que es un material muy bueno en lo que se usa. Chris Cheeseman, profesor de Ingeniería de Materiales en el Imperial College de Londres, dice que la clave a considerar es la gran cantidad de hormigón usado en todo el mundo y es probable que continúe usándose. “El hormigón no es un producto alto en carbono. El cemento es alto en carbono, pero el concreto no. Pero es la escala en la que se usa lo que lo hace alto en carbono. La magnitud de la fabricación es enorme, ese es el problema".

Las materias primas para fabricar el hormigón no solo están disponibles a bajo costo y en abundancia en la mayoría de los lugares del mundo, sino que el material en sí mismo tiene propiedades extraordinarias: el cemento Portland, el componente principal del hormigón, es moldeable y vertible, aunque se endurece rápidamente, lo que, dependiendo de las condiciones de uso, no es necesariamente malo.

Cheeseman también señala otra ventaja: el concreto y el acero tienen propiedades de expansión térmica similares, por lo que el acero se puede usar para reforzar el concreto, lo que lo hace mucho más resistente y flexible como material de construcción de lo que podría ser por sí solo. El acero utilizado puede ser reciclado, lo que reduce su impacto de carbono, pero Cheeseman dice que la combinación de acero y concreto, que da una enorme resistencia a los edificios, aunque es moldeable y ampliamente disponible, es difícil de superar. "Es algo increíble. Hacer cualquier cosa con propiedades similares va a ser muy difícil ".

Usar madera, por ejemplo, no es sencillo. La madera absorbe la humedad del aire y es susceptible a la putrefacción y las plagas, sin mencionar el fuego.

Pero tratar la madera y combinarla con otros materiales puede mejorar sus propiedades. La madera laminada en cruz (CLT) es una madera de ingeniería, hecha de capas encoladas de madera aserrada sólida en forma transversal, para formar bloques de construcción. Este material es liviano pero tan resistente como el concreto y el acero, y los expertos en construcción dicen que puede ser más versátil y más rápido para trabajar que el concreto y el acero, e incluso al parecer, más silencioso.

Stora Enso es el mayor proveedor de madera CLT de Europa, y Markus Mannström, su vicepresidente ejecutivo de biomateriales, informó que la compañía está experimentando una creciente demanda mundial de construcción en madera, y el cambio climático es el factor clave. Los países nórdicos, donde se encuentran las oficinas centrales de Stora Enso, con sus grandes recursos forestales, han liderado el camino, pero la compañía está experimentando una creciente demanda en todo el mundo, incluso en Asia. Planta dos o tres árboles por cada árbol utilizado, lo que ha contribuido a que Suecia haya duplicado su tasa de cobertura forestal en el siglo pasado.

Pero incluso la madera tratada tiene limitaciones. En Noruega, se planea que el edificio Mjøstårnet sea el más alto del mundo con un marco de madera. Subirá 88 metros de altura, con 18 pisos, y se utilizará para oficinas, habitaciones de hotel y apartamentos. Mjøstårnet no podrá mantener su corona por mucho tiempo, si la construcción del W350 avanza  (proyecto en Japón): que llegará a 70 pisos y estará hecho de madera al 90%. Pero todavía está en las primeras etapas de la planificación. Solo cuando estos proyectos hayan sido probados en la práctica será posible ver la madera como una alternativa generalizada al hormigón en la construcción de edificios altos.

 

Otros tipos de hormigones

Las cenizas volantes son una posible alternativa como aditivo del hormigón. Estas cenizas, que son un subproducto de las centrales eléctricas que queman carbón, se recolectan en las centrales eléctricas modernas y pueden incorporarse a las mezclas de hormigón para componer desde el 15% al 30% del cemento, sin dañar la resistencia o la durabilidad de la mezcla resultante.

Un subproducto de la industria de procesamiento de mineral de hierro, la escoria de alto horno granulada molida, también se puede usar de una manera similar. Esto se incorpora a las mezclas de concreto y tiene el potencial de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Pero Anna Surgenor, asesora principal de sostenibilidad del Green Building Council del Reino Unido, que actualmente se dedica a educar a los miembros de la industria de la construcción sobre la disponibilidad de sustitutos del cemento, señala que aunque estos productos de desecho pueden ahorrar carbono en la mezcla de hormigón, su uso no siempre es sencillo.

“Es posible reemplazar el contenido de cemento en el hormigón con productos de desecho, y también podrían usarse materiales alternativos -como el CLT- en la construcción para reducir el impacto general del carbono, sin embargo, hay varios cálculos que deben considerarse a lo largo de todo el ciclo de vida del edificio, entre los que se incluyen los factores de localización: desde dónde se envían estos materiales. Si se transportan a largas distancias, utilizando combustibles fósiles, el uso de materiales alternativos podría no tener sentido desde una perspectiva general de reducción de carbono".

Por otro lado, las cenizas volátiles y la escoria del mineral de hierro son abundantes en algunas áreas donde el hormigón es más necesario, incluidos los países en rápido desarrollo, como China e India, pero son pesados ​​y eso significa que no solo son intensivos en carbono para el transporte a largas distancias, sino que también es costoso su traslado.

Otros materiales discutidos tienen pros y contras. Los silicatos de magnesio no están tan ampliamente disponibles como los bloques de construcción de concreto, limitando su atractivo. Las arcillas de calcita son prometedoras, según Cheeseman, pero reducirían las emisiones de carbono del hormigón sólo en un tercio: vale la pena hacerlo, pero no es una solución integral.

 

Zanahorias y palos

Un estudio realizado por la Universidad de Lancaster ha concluído que agregar partículas de vegetales, como de zanahorias o remolacha azucarera, puede fortalecer el concreto y reducir el volumen de cemento requerido. Se está realizando un trabajo similar con el bambú y otras fibras.

El grafeno, un material maravilloso inventado en el Reino Unido a principios de este siglo, también entra en juego. Los expertos de la Universidad de Exeter han utilizado el grafeno en la fabricación de hormigón para crear un nuevo material compuesto que es dos veces más resistente que el concreto tradicional y cuatro veces más resistente al agua. Monica Craciun, profesora de nanociencia en el departamento de ingeniería de la universidad, llamó al nuevo material "un cambio de juego absoluto", y continúa el trabajo sobre cómo desarrollarlo aún más. La introducción comercial todavía está lejos.

Si bien estas tecnologías son todas ideas prometedoras, son costosas, no han sido probadas o están basadas en materiales que no son abundantes. El Real Instituto de Asuntos Internacionales de Chatham House, publicó una visión general de la innovación en la industria el 2018, y llegó a esta sombría conclusión: “Algunos cementos novedosos no se han validado durante más de una década dentro de la comunidad académica, sin llegar a ningún mercado. En la actualidad, estas alternativas rara vez son tan rentables como el cemento convencional, y enfrentan la escasez de materia prima y la resistencia al cambio de los clientes ".

Dada la lenta utilización de las alternativas al concreto y sus limitaciones, la atención se ha dirigido a soluciones como la captura y almacenamiento, o incluso el uso del dióxido de carbono que resulta de su producción.

CarbonCure, una compañía canadiense, recicla dióxido de carbono en sus productos. El dióxido de carbono licuado se captura de los procesos industriales y se inyecta en el hormigón mientras se fabrica, lo que ayuda con el proceso de incorporación del cemento. Hasta ahora, la compañía ha reducido las emisiones de carbono a través de sus productos, lo que equivale aproximadamente a sacar alrededor de 5,000 automóviles de la carretera.

Pero la tecnología de captura de carbono sigue siendo muy costosa y sólo unos pocos proyectos han intentado innovar de esta manera para reducir las emisiones del cemento.

Fuente: The Guardian

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