El cemento biogénico a base de piedra caliza promete edificios con cero emisiones de carbono.
El cemento es un ingrediente de construcción importante en todo el mundo y, como resultado, la producción de cemento es una fuente importante de emisiones globales de dióxido de carbono (CO2), que representan aproximadamente el siete por ciento de las emisiones anuales de gases de efecto invernadero, en gran parte a través de la quema de piedra caliza extraída.
Ahora, un equipo de investigación de la Universidad de Colorado Boulder ha afirmado haber descubierto una manera de hacer que la producción de cemento sea neutra en carbono, e incluso negativa en carbono, extrayendo el dióxido de carbono del aire con la ayuda de microalgas.
La piedra caliza es un ingrediente clave en el cemento biogénico, pero agregarla a la mezcla consume mucha energía. Se extrae de grandes canteras y se quema a altas temperaturas, liberando grandes cantidades de dióxido de carbono. El equipo de investigación descubrió que reemplazar la piedra caliza extraída con piedra caliza cultivada biológicamente, un proceso natural que algunas especies de microalgas calcáreas completan a través de la fotosíntesis, crea una forma neta de carbono neutral para hacer cemento biogénico.
El científico de materiales Wil Srubar, investigador principal del proyecto, recibió un premio CAREER de la Fundación Nacional de Ciencias en 2020 para explorar cómo cultivar partículas de piedra caliza utilizando microalgas para producir concreto con beneficios ambientales positivos. La idea se le ocurrió mientras buceaba en su luna de miel en Tailandia en 2017. Vio de primera mano en carretes de coral cómo la naturaleza desarrolla sus propias estructuras duraderas a partir del carbonato de calcio, un componente principal de la piedra caliza.
Él y su equipo comenzaron a cultivar cocolitóforos, microalgas blancas turbias que secuestran y almacenan dióxido de carbono de forma natural en forma mineral a través de la fotosíntesis. Con solo luz solar, agua de mar y dióxido de carbono disuelto, estos pequeños organismos producen las mayores cantidades de carbonato de calcio nuevo en el planeta y a un ritmo más rápido que los arrecifes de coral. Las floraciones de cocolitóforos en los océanos del mundo son tan grandes que se pueden ver desde el espacio. Estas microalgas viven en aguas cálidas y frías, saladas y dulces de todo el mundo, lo que las convierte en excelentes candidatas para el cultivo en casi cualquier lugar.
“En la superficie, crean estas conchas de carbonato de calcio muy intrincadas y hermosas. Es básicamente una armadura de piedra caliza que rodea las celdas”, dijo Subaru.
Los investigadores utilizaron cocolitóforos para producir cemento biogénico a base de piedra caliza con una huella ambiental mucho menor. “Este es un momento realmente emocionante para nuestro equipo”, dijo Subaru. “Para la industria, ahora es el momento de resolver este problema tan perverso. Creemos que tenemos una de las mejores soluciones, si no la mejor solución, para que la industria del cemento y el hormigón aborde su problema de carbono”.
El equipo de investigación ha sido recompensado por su trabajo innovador con una subvención de 3,2 millones de dólares del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) para desarrollar y ampliar la fabricación de cemento biogénico a base de piedra caliza.
La piedra caliza no es el único producto que pueden crear las microalgas: los lípidos, las proteínas, los azúcares y los carbohidratos de las microalgas se pueden usar para producir biocombustibles , alimentos y cosméticos, lo que significa que estas microalgas también podrían ser una fuente de otros coproductos más costosos, lo que ayuda para compensar los costos de producción de piedra caliza.
“Hacemos más concreto que cualquier otro material en el planeta, y eso significa que toca la vida de todos”, dijo Subaru. “Es muy importante que recordemos que este material debe ser asequible y fácil de producir, y los beneficios deben compartirse a escala mundial”.
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