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El concreto está en todas partes. Como el material de construcción más utilizado del mundo, forma puentes, edificios, carreteras y otra infraestructura. Pero el concreto, y su ingrediente principal, el cemento, son responsables de aproximadamente el 8% de las emisiones de CO2 del mundo. De hecho, si la industria del cemento fuera un país, se clasificaría como el cuarto emisor de gases de efecto invernadero más grande, detrás de China, Estados Unidos e India.
Ahora, la nueva investigación académica de Mehdi Khanzadeh, profesor asistente de ingeniería civil y ambiental en la Facultad de Ingeniería, podría ayudar a expandir el uso de concreto carbonatable, una alternativa concreta más ecológica.
“El concreto carbonatable en realidad solo se usa en bloques CMU, que es una parte muy limitada de nuestra industria”, dijo Khanzadeh. “Si podemos abordar las limitaciones a través del método que proponemos, entonces podemos abrir una parte mucho mayor de nuestra industria para implementar sistemas carbonatables”.
Los métodos actuales para producir concreto carbonatable dificultan lograr un material de alta resistencia y duradero, por lo que el concreto carbonatable se usa principalmente para producir bloques CMU (también conocidos como bloques de cemento) y otros materiales de construcción a pequeña escala que no son carga.
En su última investigación, Khanzadeh aborda estas limitaciones y presenta hallazgos innovadores que algún día podrían conducir a que el material se use más ampliamente en la construcción.
El documento, “desbloquear la limitación dependiente de la profundidad del curado de CO2 externo en materiales cementiciosos carbonatables utilizando hidrogeles enzimáticos impregnados de solución”, se publica en ACS Sostenible Química e Ingeniería.
El concreto tradicional se realiza a través de una reacción entre el cemento y el agua, llamada hidratación. Sin embargo, en el concreto carbonable, el cemento interactúa con CO2 en lugar de agua en un proceso llamado carbonatación. Este proceso absorbe el CO2 en el material, lo que lo hace más sostenible que el concreto tradicional. El concreto carbonatable también utiliza un tipo diferente de cemento, que requiere menos energía para producir y genera emisiones de CO2 más bajas.
El CO2 más profundo se absorbe en el concreto (es decir, carbonatación uniforme sobre la profundidad), más fuerte y más duradero se vuelve, pero los métodos actuales para producir concreto carbonatable han alcanzado una profundidad de carbonatación limitada.
Mehdi Khanzadeh, profesor asistente de ingeniería civil y ambiental en la Facultad de Ingeniería, ha estado desarrollando su nuevo método para producir concreto carbonatable desde 2021. Crédito: Joseph V. Labolito
Khanzadeh ha desarrollado un nuevo método para fabricar concreto carbonatable, llamado cura de CO2 interno-external, que aumenta la profundidad de carbonatación. Las pruebas iniciales muestran que el concreto realizado con este proceso tiene un aumento del 80% –100% en su rendimiento mecánico y de durabilidad en comparación con el concreto carbonatable actual.
“Esperamos que al usar este proceso podamos pasar de usar solo concreto carbonatable para bloques y adoquines para usar el material para vigas y columnas a gran escala”, dijo Khanzadeh.
Khanzadeh ha estado trabajando en esta investigación desde 2021. Comenzó produciendo sistemas de concreto carbonatables simplificados y a pequeña escala, comenzando con soluciones y progresando a pastas y morteros. En cada paso, Khanzadeh realizó métodos de caracterización avanzados y otras pruebas para examinar el rendimiento del material.
Actualmente está trabajando para ampliar la producción del concreto carbonatable utilizando su método, teniendo en cuenta los desafíos de suministro de material, la rentabilidad y la sostenibilidad.
“Trato de tener en cuenta, incluso si esto es exitoso, ¿será aplicable?” Dijo Khanzadeh. “¿Este material será escalable? Esto es especialmente importante para algo como el concreto. Lo usamos mucho, por lo que debe ser accesible en todas partes”.
La investigación aún está en la etapa de prueba de concepto, y Khanzadeh dice que se requerirán más pruebas para determinar la durabilidad a largo plazo del material. También planea realizar pruebas adicionales para determinar hasta qué punto el material es negativo de carbono o de carbono neutral.
Pero Khanzadeh tiene la esperanza de que su investigación ayude a la industria de la construcción a avanzar hacia un futuro más sostenible.
Más información: Abdullah Al Fahim et al, desbloqueando la limitación dependiente de la profundidad del curado de CO2 externo en materiales cementitivos carbonatables utilizando hidrogeles enzimáticos impregnados de solución, ACS Química e Ingeniería Sostenible (2025). Doi: 10.1021/acssuschemeng.4c08707
Proporcionado por la Universidad de Temple
Cita: la innovación concreta promete un futuro más verde con más profunda absorción de CO (2025, 24 de marzo) Recuperado el 24 de marzo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-03-concrete-greener-future-eeper-co8322.html
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