Hormigón bajo en carbono: comenzando desde cero

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Publicado originalmente por Proyecto Energía Cero. Únase a nosotros para un seminario web sobre hormigón verde el 11 de marzo.
Por Joe Emerson

¡Hormigón! Ha sido utilizado desde antes del 6.500 a. C., más extensamente en el Imperio Romano, y luego olvidado hasta su resurrección en Europa alrededor del siglo XV. En la actualidad, es el material creado por el hombre más común en el planeta: se utiliza para hogares, rascacielos, carreteras, puentes y estacionamientos, y por una buena razón. Proporciona resistencia, flexibilidad y durabilidad en la construcción que se igualan con pocos o ningún otro material de construcción.

Cortesía de Wilsonville Concrete

La fuente número uno de carbono incorporado en los edificios

El cemento utilizado en el hormigón se produce quemando piedra caliza en hornos a temperaturas muy altas (2,300 ° a 3,000 ° F) usualmente usando carbón en polvo o gas natural como combustible, desperdiciando una gran cantidad de energía y liberando dióxido de carbono (CO2) de la combustión. La reacción química involucrada en la fabricación de cemento libera más CO2 como subproducto. La producción de una tonelada de cemento Portland produce una tonelada de emisiones de CO2. El setenta y nueve por ciento de las emisiones de CO2 del concreto provienen del cemento a pesar de que es solo el 13% del material; el resto es arena, agregados y agua.

No es sorprendente que el hormigón sea la principal fuente de carbono incorporado en los edificios, que representa hasta el 55%. Y es responsable del 8 al 11% de las emisiones globales de CO2. Si fuera un país, la industria del hormigón sería el tercer mayor emisor de CO2 después de China y Estados Unidos. Sin embargo, es la “base” de hogares, edificios, ciudades y sistemas de transporte en todo el mundo y su uso está creciendo rápidamente. La demanda mundial de hormigón es segundo solo después del agua.

¿Cómo podemos seguir aprovechando los beneficios de resistencia, flexibilidad y durabilidad del hormigón mientras reduciendo su impacto de CO2? Y lo que es más importante, ¿cómo se puede utilizar el CO2 en la producción de hormigón para convertir una de las peores fuentes de emisiones de carbono en un método para retener el carbono a largo plazo?

Usar en lugar de almacenar CO2

La captura y almacenamiento de CO2 es la antigua forma de pensar. La tecnología para secuestrar (capturar y almacenar) CO2 de las centrales eléctricas de gas, la fabricación de cemento y fertilizantes está bien establecida, pero hasta ahora ha habido pocos usos económicos para el producto resultante. La mayor parte de la atención se ha centrado en el almacenamiento subterráneo. Pero para alcanzar objetivos climáticos importantes de manera rentable, debemos pasar a Captura y usar – y, con la tecnología disponible recientemente, el hormigón ofrece ahora una excelente oportunidad. El CO2 de la producción de cemento, o de otros procesos industriales, se puede capturar y agregar al concreto premezclado oa sus componentes, donde se convierte en un mineral que nunca se puede liberar como CO2. El hormigón resultante suele ser más resistente y utiliza menos cemento.

Cortesía de Wilsonville Concrete

Tecnologías de hormigón verde y su disponibilidad

Actualmente, varias empresas utilizan CO2 y / o reducen las emisiones de CO2 en sus productos de diferentes formas para producir productos de hormigón “ecológicos” que van desde algo más bajo en carbono, hasta cero carbono y carbono negativo. Tecnologías CarbonCure, una empresa con sede en Halifax, Nueva Escocia, inventó un proceso que consiste en eliminar el CO2 de la creación del cemento e inyectarlo en el hormigón durante la mezcla. Esto elimina parte del CO2 del aire y lo incrusta permanentemente en el concreto y lo fortalece, lo que reduce la cantidad de cemento necesaria. Hasta ahora, el hormigón CarbonCure logra una reducción neta de carbono de solo un 5 a un 7%. Su mayor ventaja es su amplia disponibilidad en toda América del Norte. Ver su mapa de Productores de CarbonCure y solicítelo a su proveedor local.

Planeta azul, con sede en Los Gatos, California, usa dióxido de carbono recolectados de la chimenea de escape de las plantas de energía para producir agregados sintéticos que se pueden usar para crear concreto. El CO2 capturado de los gases de combustión no requiere purificación, que es un proceso intensivo en energía y capital. Como resultado, el método de Blue Planet es extremadamente eficiente y tiene un costo menor que los métodos tradicionales de captura de CO2. El CO2 de los gases de combustión se convierte en carbonato (CO3), que bloquea el carbono para siempre. El resultado es un hormigón con bajo contenido de carbono, carbono neutro o carbono negativo, con la misma integridad estructural que el hormigón convencional. Al compensar la huella de carbono del cemento, el carbono secuestrado en el agregado sintético de Blue Planet compensa con creces la huella de carbono del componente de cemento, lo que hace que la combinación sea neutra o negativa en carbono. El proceso también reduce la necesidad de extraer más arena y agregados de piedra caliza, que son los componentes principales del concreto y la causa de un impacto ambiental significativo. Aunque Blue Planet todavía está probando su tecnología, Concreto Central en California, parte de US Concrete, con sede en Texas, ya ha utilizado agregado Blue Planet en concreto vertido en el Aeropuerto Internacional de San Francisco. El agregado de Blue Planet debería estar disponible para los productores de concreto para 2022. Regístrese con Blue Planet para obtener actualizaciones de disponibilidad.

CarbiCrete utiliza un proceso llamado activación por carbonatación que elimina la necesidad de cemento en el concreto reemplazándolo en la mezcla con escoria molida, un subproducto de desecho de la fabricación de acero. La mezcla de hormigón se vierte en moldes al igual que el hormigón convencional y luego se cura utilizando CO2 capturado de fuentes industriales. Durante el curado, el gas se vuelve sólido, uniendo los gránulos de escoria y dando al hormigón su resistencia. El proceso se puede implementar en cualquier planta de fabricación de hormigón prefabricado, pero aún no está disponible para aplicaciones de hormigón vertido. El proceso de CarbiCrete elimina las emisiones de CO2 asociadas con la producción de cemento y luego inyecta CO2 recuperado de otras industrias en sus productos. Debido a que se consume más CO2 del que se emite durante el proceso, se trata de hormigón con carbono negativo. Los productos de albañilería CarbiCrete pronto estarán disponibles a través de Patio Drummond en Quebec y ampliarán la distribución en los próximos años. Su producto de concreto premezclado aún está en desarrollo y es posible que no esté disponible durante algunos años. Pero vale la pena consultar con CarbiCrete para acceder a esta solución de carbono negativo tan pronto como esté disponible.

Hormigón de EE. UU. utiliza varios métodos para reducir la huella de carbono de su concreto, desde el uso de CarbonCure, el uso de agregados de alta resistencia que reducen la necesidad de cemento, hasta la incorporación de cenizas volantes de la quema de carbón o escoria de acero en el cemento. La incorporación de escoria de acero reduce el uso de cemento Portland hasta en un 50%. También puede producir agregados a partir de escoria. Esto reduce la cantidad de escoria que se convierte en residuos de vertederos y reduce la necesidad de extraer materias primas. US Concrete tiene salidas en las costas este y oeste, así como en Texas. Si hay uno cerca de usted, pregúntele si tiene disponible alguna de estas opciones de concreto con bajo contenido de CO2. O comuníquese con su oficina de California para obtener más información sobre sus opciones de concreto con bajo contenido de CO2.

Cortesía de Wilsonville Concrete

Solidia Tecnologias en Piscataway, Nueva Jersey utiliza un proceso de menor temperatura y menor energía, lo que resulta en 30 a 40% menos de emisiones de CO2 durante la fabricación de cemento. Además, cura su hormigón con CO2 residual en lugar de agua, atrapando permanentemente el CO2. Afirma una reducción general del 70% en las emisiones de CO2 en comparación con los bloques prefabricados estándar y conserva una gran cantidad de agua. El hormigón Solidia cura en menos de 24 horas en comparación con los 28 días del hormigón tradicional. El hormigón bajo en carbono de Solidia está disponible en adoquines y bloques hoy en Norteamérica desde EP Henry para jardinería, muros de contención, entradas para vehículos, aceras y patios. El concreto premezclado de Solidia sustituirá parte de su material cementoso bajo en carbono por cemento Portland ordinario y reducirá la huella de carbono del concreto premezclado en un 30%. Eso debería estar disponible en los próximos dos años. Consultar disponibilidad con Solidia.

Cemento geopolímero ha estado disponible durante años. En lugar de secuestrar CO2, no utiliza cemento Portland en absoluto, lo que da como resultado un perfil de carbono muy bajo y una durabilidad superior. Soluciones de geopolímeros en Texas fabrica un concreto geopolimérico sin calor que combina desechos reciclados de cenizas volantes, escoria de alto horno granulada molida y otros minerales naturales en lugar de usar cemento Portland. Tiene una huella de carbono que es aproximadamente el 10% de la del cemento Portland, es resistente a los ácidos, es mucho más duradera y duradera (hasta 1.000 años según la empresa) que el hormigón estándar, y utiliza menos agua y recursos naturales vírgenes. El cemento resultante es de mayor calidad que el cemento Portland y puede usarse en instalaciones estándar de concreto premezclado. Es más caro que el hormigón estándar, pero sus beneficios para el medio ambiente son muchos. Los constructores interesados ​​en usar su producto deben llamarlos directamente o solicitar que su proveedor de concreto los llame.

Otras opciones

La industria del cemento está promoviendo un cemento con menos CO2 – Cemento Portland-piedra caliza (PLC), que es un cemento mezclado que incorpora entre un 5 y un 15% de piedra caliza como ingrediente, lo que reduce la cantidad de cemento utilizado en el hormigón y reduce su huella de CO2 en aproximadamente un 10%. Cemento Lehigh de Canadá produce mezclas de hormigón que incorporan EcoCemPLC lo que reduce las emisiones de CO2 hasta en un 10%. Usted puede localice aquí a los proveedores norteamericanos de Lehigh Cement.

La línea de fondo

La conclusión aquí es que los contratistas deben pedirle a su proveedor de concreto los productos de CO2 más bajos a los que puedan acceder y que sean adecuados para su proyecto. La disponibilidad de hormigón con bajo contenido de carbono está creciendo y puede variar según la región. Pedir a los proveedores que ubiquen, accedan y suministren estos productos será la forma más eficaz de introducirlos en la corriente principal.

Cortesía de Wilsonville Concrete

Acerca de Joe Emerson: Joe vendió estufas de leña energéticamente eficientes durante la primera crisis energética, calentó su casa con una estufa de leña, instaló colectores solares de agua caliente y aisló su casa en 1979. Participó en la construcción de más de una docena de nuevas viviendas de energía cero y renovó dos existentes. hogares a cero neto. Su hogar actual es un hogar de energía positiva que alimenta completamente sus vehículos eléctricos. Joe inició el Proyecto Energía Cero para compartir los beneficios de los hogares con energía cero.

Únase a nosotros para un seminario web sobre hormigón verde como parte de semana de secuestro.

Ahora, te dejo hasta una próxima vez. ¡Hasta más ver!

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