Cómo la construcción puede hacer el cambio al concreto bajo en carbono

By Cristián Peters Quiroga01 March 2023

La estadística de titulares sobre el hormigón es cruda, por decir lo menos. El material de construcción más utilizado en el mundo es responsable de alrededor del 8% de las emisiones de carbono del mundo.

Si bien existe una gran cantidad de alternativas al concreto, el costo de ampliarlas es actualmente alto. Foto: Adobe Stock

Con esto en mente, es preocupante que todavía no exista un estándar acordado a nivel mundial sobre lo que constituye el concreto bajo en carbono.

Lo que se acuerda es que, por cada tonelada de cemento estándar producido, se libera una tonelada de CO2. Y el cemento por sí solo es responsable de entre el 5% y el 7% de las emisiones globales totales de carbono.

A pesar de estas emisiones, que tradicionalmente han sido un subproducto del proceso de fabricación del concreto, no se puede negar sus beneficios literalmente monumentales.

Actualmente, no existe un material asequible, flexible y duradero en el planeta que pueda usarse en la construcción en la medida en que se usa el concreto.

Desafortunadamente, la crisis climática exige más que utilidad; exige sostenibilidad. Aquí nuevamente, los admiradores del concreto tienen un argumento: su masa térmica le permite absorber efectivamente las variaciones de temperatura, reduciendo el consumo de energía dentro de los edificios.

También tiene un papel que desempeñar en la economía circular, y hemos visto un número cada vez mayor de proyectos que demuestran impresionantes iniciativas de reciclaje de materiales, así como un uso creciente de subproductos de la industria en la fabricación de hormigón.

Economía circular

The Concrete Initiative es un proyecto europeo liderado por varias asociaciones de cemento, hormigón y áridos. Una de sus funciones es resaltar los beneficios del hormigón, desde una perspectiva social, económica y sostenible.

La organización cita una serie de estudios de casos ejemplares, incluido el túnel de base de San Gotardo en Suiza, el túnel ferroviario más largo del mundo con poco más de 57 km.

El cemento es el verdadero elefante en la habitación, responsable de hasta el 8% de las emisiones globales de carbono. Foto: Heidelberg Materials

El túnel en sí tiene credenciales de sostenibilidad innegables, como cambiar una gran cantidad de tráfico por carretera, tanto de pasajeros como de mercancías, al ferrocarril.

Para la construcción del túnel, se tuvo que excavar un total de más de 28 millones de toneladas de material. Esto resultó en otra marca de sustentabilidad ya que todos los agregados necesarios para la construcción de concreto del túnel provenían directamente de este material excavado.

Sin duda, estamos viendo un cambio, tanto de los fabricantes como de los usuarios finales de concreto, hacia prácticas más sustentables.

Puntos de conversación

La pregunta de qué se puede hacer ahora mismo para reducir el impacto de Concrete en las emisiones se planteó recientemente a expertos en el Foro Económico Mundial en Davos, durante un evento organizado por la consultora de gestión global McKinsey & Company.

Se discutieron una serie de palancas para descarbonizar el hormigón a lo largo de su cadena de valor:

Reducir la cantidad de clínker en el cemento: el clínker representa aproximadamente el 90 % de las emisiones liberadas en la producción de cemento; el efecto se puede reducir sustituyéndolo, por ejemplo, por cenizas volantes, escorias metálicas o arcilla calcinada.

Reducir el CO2 de la energía utilizada en el proceso de producción: los fabricantes están investigando combustibles alternativos y tecnologías más nuevas, como la electrificación de hornos, además de desarrollar negocios de reciclaje de desechos patentados que se enfocan en el uso de desechos industriales y municipales en sus hornos.

Almacenamiento o utilización de las emisiones de CO2 restantes: en el evento de Davos, los productores de cemento y hormigón describieron cómo se puede almacenar el CO2 en los agregados de hormigón cuando se reciclan los residuos de construcción y demolición.

El contratista John F Hunt vertiendo EFC en la estación Euston de Londres como parte del proyecto HS2 del Reino Unido. Imagen: John F Hunt

Según McKinsey, la industria está abierta al desarrollo de una actitud más circular hacia el cemento y el hormigón.

Hay, dijo la organización, un entusiasmo por ‘ecologizar’ el proceso, pero también incertidumbre con respecto a la mejor manera de invertir en estas cadenas de valor.

Catalizadores del cambio

Sin embargo, como el gran motor diesel ahora está comenzando a ser desafiado por métodos de propulsión más sostenibles, como la batería eléctrica y la energía de hidrógeno, el material de construcción que ha estado con nosotros desde la era neolítica finalmente puede tener una competencia sostenible.

El fabricante de materiales con sede en Suiza Holcim ofrece actualmente ECOPact, una amplia gama de hormigones bajos en carbono, que promete producir hasta un 90 % menos de CO2.

La compañía es un tanto imprecisa acerca de las técnicas y tecnologías que emplea para lograr estos números, y se ha informado que una cantidad significativa proviene de la compensación de carbono, posiblemente a través de la plantación de árboles o la conservación de bosques.

Ampliar

Uno de los problemas con el concreto ‘más verde’ es aumentar su escala, aunque las cosas están comenzando a mejorar.

En el Reino Unido, el proyecto ferroviario High-Speed ​​2 (HS2) es actualmente uno de los proyectos de infraestructura más grandes del mundo.

Paul Cole, ingeniero jefe de Skanska UK. Imagen: Skanska

En la estación de Euston de Londres, el equipo de construcción del contratista John F Hunt ha estado utilizando Earth Friendly Concrete (EFC), desarrollado por el proveedor de materiales con sede en Australia Wagners.

En el corazón de EFC se encuentra un sistema de geopolímero que une los desechos industriales para hacer concreto sin cemento. Según Wagners, por cada m3 de hormigón se reutilizan 400 kg de material de desecho, lo que supone una reducción del 75 % de las emisiones de carbono, en comparación con el hormigón tradicional.

Daniel Sweeny, gerente de sostenibilidad del grupo de John F Hunt, dijo: “Hemos logrado un progreso significativo en la reducción de nuestro carbono operativo dentro del Grupo; sin embargo, nuestro mayor desafío ahora es trabajar con nuestra cadena de suministro para reducir nuestro carbono incorporado.

“Colaborar con Capital Concrete para verter Earth Friendly Concrete en nuestro proyecto HS2 Euston nos permitió ahorrar más de 30 toneladas de CO2e como resultado directo. La consecuencia de este ahorro se está aplicando en todo John F Hunt, y aumentaremos nuestro uso de EFC, viéndolo como un producto necesario para ayudar a la industria de la construcción a lograr el cero neto”.

Esta es una buena noticia. La noticia no tan buena es que HS2 podría haber reducido potencialmente su huella de carbono en 2,5 millones de toneladas, si se hubiera utilizado EFC en todo el proyecto, es decir, el mismo peso que 38 portaaviones.

Sin embargo, la ampliación llevará tiempo, y es tiempo que tal vez no tengamos.

‘Producto maravilloso’

En otro ejemplo basado en el Reino Unido, como parte de un plan de mejora de la autopista, Skanska emprendió recientemente una prueba utilizando hormigón armado bajo en carbono.

Los trabajadores vierten TioCem de Heidelberg Materials, que tiene propiedades capaces de reducir la contaminación del aire Foto: Heidelberg Cement

aul Cole, ingeniero jefe del proyecto, dijo: “Estamos haciendo este proyecto de innovación para ver si podemos eliminar el carbono del hormigón y el acero de nuestras estructuras de hormigón armado”.

Cole dice: “Estamos utilizando un material cementoso activado con álcali, junto con un polímero reforzado con fibra”, lo que, en pocas palabras, significa que el hormigón no contiene cemento con alto contenido de carbono ni barras de refuerzo de acero. El reemplazo del cemento, que Cole llama “un producto maravilloso”, inicia la reacción necesaria para que el concreto se endurezca, pero tiene una huella de carbono mucho menor que el cemento.

Cole es pragmático acerca de lo desafiante que es hacer que el cambio sísmico se aleje del concreto estándar. Él dice: “Las soluciones no están ahí para que simplemente las recojamos y las ejecutemos. Tenemos que investigarlos, tenemos que probarlos, tenemos que probarlos, investigarlos”.

Quizás, lo más importante, dice, “Tenemos que convencer a nuestros clientes de que lo que estamos proponiendo funciona y que será el material apropiado para usar en sus obras permanentes”.

Captura de carbon

Hablando de convencer a los clientes de que habla en serio, la empresa alemana de materiales que solía comercializarse como Heidelberg Cement recientemente cambió su nombre a Heidelberg Materials: así de seria es la empresa con respecto a sus propias credenciales de sostenibilidad.

El Dr. Dominik von Achten, presidente del consejo de administración de la empresa, dijo: “Nuestro futuro es sostenible.

“Seremos la primera empresa en el mundo en ofrecer cemento libre de carbono a gran escala a partir de 2024. Estamos impulsando vigorosamente la ampliación de nuestras actividades de CCUS [captura, uso y almacenamiento de carbono]: para 2030, reduciremos nuestra emisiones de CO2 en 10 millones de toneladas con los proyectos que ya hemos puesto en marcha”.

Thomas Guillot, CEO de la Asociación Global de Cemento y Concreto Foto: GCCA

Uno de estos proyectos es la construcción de una instalación de captura de carbono a gran escala en la planta de cemento Brevik de la empresa en Noruega.

Por primera vez en el mundo, se espera que la instalación noruega capture aproximadamente el 50% del carbono en sus emisiones para 2024, con un total de alrededor de 400,000 toneladas anuales.

En Slite, Suecia, la subsidiaria de Heidelberg, Cementa, opera un plan cuatro veces más grande que su contraparte noruega. Esta instalación produce alrededor del 75% del cemento utilizado para toda la producción de hormigón en Suecia.

Aquí, Heidelberg construirá una instalación de captura de carbono, que se espera que capture 1,8 millones de toneladas de CO2 para 2030, el equivalente a las emisiones totales de la planta.

Además, la filial de Heidelberg, Cementa, introducirá la biomasa en el mix de combustibles, fomentando la reducción de emisiones.

Un estudio de factibilidad para el proyecto ha concluido que la ubicación del puerto de la planta significa que transportar el carbono a un sitio de almacenamiento permanente en alta mar y colocarlo varios kilómetros en el lecho rocoso es una solución viable.

La última palabra en sostenibilidad

Los miembros de la Asociación Global de Cemento y Concreto se encuentran entre los principales fabricantes de materiales, por lo que se podría suponer que existe algún sesgo hacia el uso continuado de estos materiales en la construcción.

Sin embargo, Thomas Guillot, director ejecutivo de la organización, dice: “Estamos pidiendo el apoyo de los legisladores para crear una demanda en el mercado de productos bajos en carbono en la construcción y la contratación pública. Las reformas de políticas y la promoción de productos con bajas emisiones de carbono pueden marcar una gran diferencia, ya que la infraestructura pública representa casi el 60 % de toda la demanda mundial de cemento y hormigón.

Guillot dice: “Es fundamental que la industria cuente con el apoyo del gobierno para expandir los pilotos exitosos en todo el mundo hacia el despliegue a escala comercial.

“También necesitamos que la industria de la construcción en general trabaje con nosotros hacia la ambición de cero concreto neto. Los profesionales de la construcción, trabajando con nosotros y los legisladores, serán clave para desarrollar el diseño y el marco regulatorio que impulsará el uso eficiente de recursos y productos, el uso de material reprocesado y reciclado y la reutilización de elementos, así como otras tecnologías para reducir materiales y prolongar la vida útil de proyectos completos”.

La energía renovable se encuentra con el hormigón sostenible

El gigante de materiales con sede en México Cemex se está poniendo en el mapa de la sostenibilidad en el sureste de Europa, con su cemento Vertua con bajo contenido de carbono que se utiliza en tres importantes proyectos de energía renovable en Croacia y Bosnia y Herzegovina.

El parque eólico Ivovik en Bosnia y Herzegovina tendrá 20 aerogeneradores y se espera que produzca suficiente energía para satisfacer la demanda de más de 100.000 hogares.

Cemex está suministrando cemento con bajo contenido de carbono Vertua Ultra para los cimientos de hormigón de la turbina.

El cemento Vertua Plus de Cemex también se está utilizando para producir concreto para los cimientos de proyectos de parques eólicos cerca de Obrovac en la región de Dalmacia en Croacia.

Y finalmente, Cemex ha proporcionado 21,000 toneladas de cemento para producir concreto instalado en el revestimiento del túnel en el proyecto hidroeléctrico Dabar en el este de Herzegovina.

Sergio Menéndez, presidente de Cemex Europa, Medio Oriente, África y Asia, dijo: “Estamos orgullosos de apoyar la transición de energía renovable con nuestra familia de productos Vertua”, dijo. “Cemex está constantemente innovando soluciones de construcción para permitir que sus clientes estén a la vanguardia de una industria de construcción circular y con menos emisiones de carbono”.

Image: El proyecto hidroeléctrico Dabar en Herzegovina. Foto cortesía: Cemex

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