Cómo hacer un hormigón más resistente y sostenible

El hormigón es el material de construcción más utilizado en el mundo, y uno de los principales contribuyentes al calentamiento global, estimándose entre un 5 y un 10% las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con la producción de hormigón en el global de las generadas por la industria. Ahora, un nuevo estudio, que analiza la estructura molecular del material sugiere una forma en la que esas emisiones podrían reducirse en más de la mitad  y el resultado sería un material más resistente, más duradero.

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El estudio es la culminación de cinco años de investigación por un equipo de colaboración del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusett) y el CNRS (Centro Nacional para la Investigación Científica Francés), donde Roland Pellenq , científico del MIT, dirige la investigación.

Los resultados provienen del análisis molecular más detallado realizado hasta ahora de la compleja estructura de hormigón, que es una mezcla de arena, grava, agua y cemento. El cemento se fabrica mediante la cocción de un material rico en calcio, por lo general piedra caliza, con un material rico en sílice – arcilla – a temperaturas de 1500 grados centígrados, produciendo una masa dura, que se muele hasta obtener un polvo denominado clinker.

La descarbonatación de la piedra caliza, y el calentamiento de cemento, son responsables de la mayor parte de la producción de gases de efecto invernadero del material.

Según explica Pelleng en su estudio, en los cementos convencionales la relación calcio/sílice oscila entre aproximadamente 1,2 a 2,2; aceptando 1,7 como el estándar. Pero las estructuras moleculares nunca habían sido comparadas en detalle. Durante las pruebas se creó una base de datos con todas estas formulaciones químicas, obteniendo que la mezcla óptima no era la que se utiliza normalmente, siendo de aproximadamente 1,5.

A medida que la relación varía, la estructura molecular del material endurecido progresa desde una estructura cristalina bien ordenada a una desordenada estructura vítrea. Los investigadores  encontraron que la proporción de 1,5 partes de calcio por cada parte de sílice parece ser “una relación mágica”, porque en ese momento el material puede lograr dos veces la resistencia del cemento normal.

En consecuencia, reduciendo la proporción de calcio y sílice se podrían reducir las emisiones de CO2 a la atmosfera, llegando a ser esta reducción del 60%.

Hasta ahora, el trabajo se ha mantenido en el nivel molecular de análisis, “A continuación, tenemos que asegurarnos de que estas propiedades a nanoescala se traducen en la mesoescala“, dicen los investigadores. Es decir, a escala real, para su aplicación en la construcción de infraestructuras.

El artículo completo:

http://newsoffice.mit.edu/2014/stronger-greener-cement-0925