La Universidad RMIT ha desarrollado un innovador hormigón de baja emisión de carbono que puede reciclar el doble de cenizas de carbón en comparación con los estándares actuales, reducir a la mitad la cantidad de cemento requerido y mantener un rendimiento excepcional a lo largo del tiempo. Esta innovación aborda dos problemas ambientales críticos: la producción de cenizas de carbón y las emisiones de carbono del cemento.
En 2022, las plantas de energía a carbón generaron más de 1.200 millones de toneladas de cenizas de carbón. En Australia, estas cenizas representan casi una quinta parte de todos los residuos y seguirán siendo abundantes durante décadas, incluso a medida que se adopten fuentes de energía renovables.
Además, la producción de cemento contribuye con el 8% de las emisiones globales de carbono, y la demanda de concreto, que utiliza cemento como ingrediente clave, está creciendo rápidamente.
Innovación en RMIT
Los ingenieros de RMIT, en colaboración con la estación de energía Loy Yang de AGL y la Asociación de Desarrollo de Cenizas de Australia, han logrado sustituir el 80% del cemento en el hormigón por cenizas volantes de carbón.
El Dr. Chamila Gunasekara, líder del proyecto en RMIT, destacó que esto representa un avance significativo, ya que los hormigones de baja emisión de carbono existentes reemplazan, como máximo, el 40% del cemento con cenizas volantes.
Adición de Nano Aditivos
La clave de este avance radica en la adición de nano aditivos para modificar la química del hormigón, permitiendo la incorporación de más cenizas volantes sin comprometer el rendimiento ingenieril. Esta modificación también permite el uso de «cenizas de estanque» de menor calidad, subutilizadas hasta ahora, obtenidas de los estanques de almacenamiento de lodos de carbón en las plantas de energía, con un procesamiento mínimo.
Prototipos y Normativas
Se han creado grandes prototipos de vigas de hormigón utilizando tanto cenizas volantes como cenizas de estanque, demostrando que cumplen con los estándares australianos de rendimiento ingenieril y requisitos ambientales. Los resultados preliminares muestran un rendimiento similar con cenizas de estanque de menor grado, lo que podría abrir un recurso enormemente subutilizado para la sustitución de cemento.
Modelado y Resiliencia a Largo Plazo
Un programa piloto de modelado por computadora, desarrollado en colaboración con el Dr. Yogarajah Elakneswaran de la Universidad de Hokkaido, se ha utilizado para prever el rendimiento a largo plazo de estas nuevas mezclas de hormigón.
Según el Dr. Yuguo Yu, experto en mecánica computacional virtual en RMIT, este enfoque permite entender cómo los materiales recién desarrollados resistirán el paso del tiempo.
Modelo Basado en Física
El modelo basado en física creado por RMIT revela cómo interactúan los diversos ingredientes en el nuevo hormigón de baja emisión de carbono a lo largo del tiempo. Por ejemplo, se puede observar cómo los nano aditivos de fraguado rápido actúan como un potenciador del rendimiento durante las etapas iniciales de fraguado, compensando las grandes cantidades de cenizas volantes y de estanque de fraguado más lento.
Impacto y Futuro
Esta investigación, respaldada por el Centro de Investigación de Transformación Industrial ARC para la Transformación de Recursos de Residuos Recuperados en Materiales y Soluciones Ingenieriles para una Economía Circular (TREMS), tiene el potencial de revolucionar la construcción sostenible. Liderado por el Profesor Sujeeva Setunge de RMIT, TREMS reúne a destacados científicos, investigadores y expertos de la industria para minimizar los residuos en los vertederos y reutilizar materiales recuperados en la construcción y la manufactura avanzada.
Conclusión
La adopción de este hormigón de baja emisión de carbono no solo representa una solución innovadora para la gestión de residuos de cenizas de carbón, sino que también reduce significativamente las emisiones de carbono de la industria de la construcción. La colaboración entre RMIT, Hokkaido University y socios industriales promete una implementación a gran escala de esta tecnología, marcando un importante avance hacia una construcción más sostenible y responsable con el medio ambiente.
Vía rmit.edu.au
