El impacto ecológico del hormigón en todo su ciclo de vida
En el marco del proyecto CLIMATCON, realizado en la Universidad Heriot-Watt (HWU) de Edimburgo (Reino Unido) y teniendo como investigadora principal a Xiao-Hui Wang (becaria Marie Curie), se ha estudiado el proceso de carbonatación de las vigas de hormigón armado cuando se someten a carga. También se ha comparado el rendimiento del hormigón convencional, obtenido con cemento Portland, con el de varios tipos de hormigón ecológico que contienen cenizas volátiles o bien escoria de altos hornos triturada y granulada (ambos, subproductos industriales). La industria del hormigón deja una profunda huella medioambiental, pues genera aproximadamente el 5 % de las emisiones mundiales de CO2, principalmente por el proceso de calcinación aplicado para hacer cemento. Por eso, para reducir esas emisiones, están ganando en popularidad distintos tipos de hormigón ecológico que existen hace mucho tiempo. Una vez construida, una estructura de hormigón armado empieza a absorber lentamente CO2 de la atmósfera por medio del proceso de carbonatación. Se puede creer que de esa manera se compensa parte de las emisiones iniciales de CO2, pero la carbonatación también reduce la alcalinidad del hormigón, por lo que el acero de su interior también es más proclive a la corrosión. Una corrosión precoz Se sabe que los hormigones ecológicos realizan la carbonatación más rápido que los hormigones tradicionales. «Al usar hormigones ecológicos, se emite menos dióxido de carbono, pero la tasa de carbonatación es mayor y, por tanto, la corrosión puede iniciarse antes —explicó Dimitri Val, supervisor del proyecto y catedrático de Infraestructuras, Seguridad y Fiabilidad en la HWU—. Así pues, hay que gastar dinero en reparaciones, que aumentan los costes y generan más emisiones». El equipo de CLIMATCON se propuso dar con una forma de medir la verdadera sostenibilidad de los distintos tipos de hormigón evaluando el impacto medioambiental y los costes durante todo el ciclo de vida de las estructuras resultantes. Este análisis del ciclo vital supera a otros métodos anteriores que apenas tenían en cuenta los efectos del deterioro. Se colocaron muestras de vigas hechas con seis hormigones diferentes dentro de una cámara especial, donde se sometieron a una carbonatación acelerada durante períodos de ciento veinte o doscientos cuarenta días. «Sabemos que si el hormigón se somete a carga, su tasa de carbonatación es mayor, así que las muestras colocadas en la cámara se habían sometido a carga», puntualizó Val. Unos resultados sorprendentes Al medir la tasa de carbonatación se obtuvieron algunos resultados inesperados. Según informó Val: «La carga había afectado a la tasa de carbonatación de los hormigones ecológicos en una medida mucho mayor a la esperada que a la del hormigón convencional». Esto podría tener consecuencias en el rendimiento de los hormigones ecológicos usados en estructuras reales, pero se necesita más investigación para averiguar el motivo. «Hay que examinar lo que ocurre dentro del material», señaló Val. Seguidamente, los investigadores crearon un modelo numérico que es capaz de pronosticar la velocidad de carbonatación del hormigón y la cantidad de CO2 que absorberá, para lo cual tiene en cuenta factores como la carga, las grietas del hormigón, la temperatura y la humedad. De este modo, se ha obtenido un método probabilístico con el que evaluar el rendimiento de las estructuras de hormigón armado durante todo su ciclo de vida teniendo en cuenta el proceso de carbonatación. Así, en los cálculos entran en juego el deterioro y la consiguiente necesidad de mantenimiento y reparación, por lo que se pueden pronosticar las emisiones de CO2 y la posterior absorción de este gas por carbonatación. Según concluyó Val, con este método, el primero en conjugar los costes y el impacto medioambiental y reflejar elementos de incertidumbre, ingenieros civiles, fabricantes de hormigón y autoridades normativas en el campo de la construcción podrán estudiar la sostenibilidad de las estructuras de hormigón de una forma mucho más racional.
Palabras clave
CLIMATCON, estructuras de hormigón, hormigón ecológico, cemento Portland, carbonatación, emisiones de CO2, sostenibilidad, evaluación del impacto
