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Un equipo de investigadores de la Northwestern University y de la empresa ️CEMEX Innovation Holding ha desarrollado un nuevo material de construcción a través de un proceso que combina agua marina, dióxido de carbono (CO2) y electricidad.
Este nuevo material puede ser usado en la producción de cemento y hormigón y, según sus desarrolladores, en su producción captura más CO₂ del que emite. Es por eso que el nuevo material tiene la capacidad de hacer la producción de cemento y hormigón más sostenible.
El método para crear el nuevo material comienza introduciendo electrodos en el agua salada para hacer circular por ella una corriente eléctrica que separa las moléculas de agua en gas hidrógeno e iones de hidróxido. Según explican los responsables del desarrollo, mientras circula la corriente, se añaden al agua burbujas CO₂ con el fin de cambiar la composición química del agua aumentando la concentración de iones de bicarbonato.
Los iones de estos dos compuestos (hidróxido y bicarbonato) reaccionan con otros iones que pueden encontrarse disueltos en el agua marina, como calcio y magnesio. De estas reacciones químicas surgen tanto carbonato de calcio ( CaCO3) como hidróxido de magnesio. El primer compuesto, continúa explicando el equipo, es en sí mismo un sumidero de carbono; el segundo, por otra parte, es capaz de capturar carbono adicional interactuando con las moléculas de CO₂.
Según destacan sus desarrolladores, el proceso es similar al que emplean corales y moluscos para construir sus estructuras y conchas. La diferencia clave es que estos animales utilizan su propio metabolismo en lugar de energía eléctrica para detonar el proceso químico.
El material resultante, una mezcla de carbonato de calcio e hidróxido de magnesio, puede utilizarse como sustituto de la arena o de la gravilla empleadas en la fabricación de hormigón, pero también puede utilizarse para producir cemento, yeso e incluso pintura.
Y además, tiene una importante ventaja: sus propiedades pueden ser alteradas introduciendo pequeños cambios en el proceso de elaboración como la corriente y su voltaje, o la duración de la inyección de CO₂, entre otros. Así es posible lograr una sustancia más porosa o más densa y dura.
Los detalles del proceso y sus resultados fueron publicados en un artículo en la revista Advanced Sustainable Systems.
Otro factor importante es el ratio de carbonato de calcio e hidróxido de magnesio obtenido en el material resultante. De este ratio depende, por ejemplo, la cantidad capturada de dióxido de carbono. Según explican los desarrolladores, una mezcla 50/50 de los compuestos puede permitir capturar una tonelada de CO₂ por cada dos toneladas de material.
El proceso, como señalábamos al principio, comienza con la separación de las moléculas del agua. Esto genera, además de los iones empleados para desatar las posteriores reacciones químicas, hidrógeno. Este gas no solo resulta inocuo sino que también puede ser utilizado como reserva de energía.
Eso sí, debido a que la electricidad es parte del proceso de manufactura de este material, siembre hay que tener en cuenta que las emisiones netas de su producción dependerán del mix energético. Es decir, si la energía empleada en el proceso emite CO₂ que no es capturado, parte de la captura se perdería.
Otro detalle a tener en cuenta es que buena parte de las emisiones de CO₂ asociadas a la producción de cemento se generan en una etapa distinta de su fabricación, cuando la arena se tritura con la la piedra caliza y se calienta a altas temperaturas capaces de descomponer el carbonato cálcico.
Este problema se da si se emplea el material en la creación del cemento y no cuando se mezcla después con este en la producción de hormigón.
