El sector de la construcción, junto con la producción de los materiales empleados en ella, es uno de los principales emisores de dióxido de carbono (CO2), un potente gas de efecto invernadero que contribuye al calentamiento global y al cambio climático. No obstante, la incorporación de CO2 en los materiales de construcción podría representar una estrategia prometedora para mitigar este impacto ambiental. Científicos han anunciado el desarrollo de un material compuesto para tarimas que almacena más CO2 del que se emite durante su fabricación, ofreciendo así una opción «carbono-negativa». Este avance no solo cumple con los códigos de construcción, sino que también resulta más económico que las tarimas compuestas estándar.
Un nuevo material de construcción podría reducir el impacto del calentamiento global
Los resultados de esta investigación serán presentados en la reunión de primavera de la Sociedad Americana de Química (ACS, por sus siglas en inglés), que se celebra de forma híbrida, tanto virtual como presencial, del 17 al 21 de marzo de 2024. Este evento reúne cerca de 12.000 presentaciones sobre diversos temas científicos.
Según David Heldebrant, químico orgánico y uno de los investigadores principales del proyecto, aparte de algunos tipos de cemento, los compuestos carbono-negativos son escasos. El material compuesto para tarimas desarrollado por su equipo es uno de los primeros en demostrar ser CO2 negativo a lo largo de su ciclo de vida.
La construcción de edificios y los materiales utilizados en este proceso son responsables del 11% de todas las emisiones de carbono relacionadas con la energía, de acuerdo con el Consejo Mundial de Construcción Verde. Aunque se han realizado esfuerzos significativos para desarrollar suministros de construcción que puedan compensar estas emisiones, como el uso de productos reciclados o derivados de plantas, estas alternativas sostenibles suelen ser más caras que los materiales tradicionales o no logran igualar sus propiedades, como la resistencia o durabilidad.
La industria de las tarimas es un sector multimillonario. Las tarimas fabricadas a partir de compuestos de madera plástica son una alternativa popular a las tarimas de madera, ya que son menos propensas al daño por radiación ultravioleta y tienden a ser más duraderas. Estas tarimas compuestas se fabrican típicamente a partir de una mezcla de virutas de madera o aserrín y plástico, como el polietileno de alta densidad (HDPE). Una alternativa para hacer estos compuestos más sostenibles es usar rellenos que son productos de desecho o que de otro modo serían incinerados.
En este contexto, Keerti Kappagantula, colega de Heldebrant, empezó a utilizar carbón marrón de baja calidad y lignina, un producto derivado de la madera que queda como residuo en la fabricación de papel, como relleno en los compuestos para tarimas. Para que el carbón pulverizado y las partículas de lignina se mezclen y adhieran al plástico, el equipo de investigación necesitaba añadir grupos funcionales de éster a la superficie de las partículas. Heldebrant, quien trabaja en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL, por sus siglas en inglés) y desarrolla líquidos especializados para capturar CO2, se enteró de este trabajo durante una conversación con Kappagantula.
La idea de añadir CO2 a la superficie de las partículas en el compuesto para hacer el material aún más amigable con el medio ambiente, al tiempo que se mejora el rendimiento mecánico de los compuestos, entusiasmó a Satish Nune, otro investigador del proyecto, y a Heldebrant. Para probar la viabilidad de este enfoque, el equipo recurrió a una reacción química clásica para formar un nuevo enlace químico entre el CO2 y un grupo funcional llamado fenol, abundante en productos de madera como el carbón y la lignina. Tras la reacción, las partículas de lignina y carbón contenían entre un 2 y un 5% de CO2 por peso.
El equipo mezcló diferentes proporciones de estas partículas con HDPE para formar compuestos de color negro-marrón, y probó las propiedades resultantes. Un compuesto que contenía un 80% de relleno maximizó la cantidad de contenido de CO2, demostrando al mismo tiempo una resistencia y durabilidad que cumplen con los códigos de construcción internacionales para materiales de tarimas. Se fabricó mediante extrusión por fricción utilizando la máquina de procesamiento y extrusión asistida por cizalladura (ShAPE™) de PNNL. Los investigadores utilizaron este material para formar compuestos de 10 pies de largo que parecen y se sienten similares a cualquier compuesto de madera estándar encontrado en tarimas o muebles de jardín.
Además de sus favorables propiedades físicas, las nuevas tarimas compuestas ofrecen una ventaja sustancial en términos de precio y sostenibilidad. Son un 18% más baratas que las tarimas compuestas estándar. Además, almacenan más CO2 del que se libera durante su fabricación y vida útil. Si se reemplazaran los 3.55 mil millones de pies de tarimas vendidas en EE. UU. cada año por las tarimas compuestas carbono-negativas desarrolladas por los investigadores, se podrían secuestrar anualmente 250,000 toneladas de CO2, lo que equivale a las emisiones anuales de 54,000 automóviles.
A continuación, los investigadores planean realizar formulaciones compuestas adicionales y probar sus propiedades. Imaginan que se podrían desarrollar compuestos carbono-negativos para una gama de materiales de construcción, como cercas y revestimientos. Mientras tanto, el equipo trabaja para comercializar sus tarimas. Esta nueva tarima carbono-negativa podría estar disponible en los minoristas de suministros de construcción tan pronto como el próximo verano.
Vía www.acs.org
Conny dice
Excelente!!! Cómo consigo mayor información por favor