El sector de la construcción, vital para el desarrollo de las sociedades modernas, enfrenta constantes desafíos en términos de sostenibilidad ambiental. En una primera instancia es necesario reforzar el concepto de sostenibilidad que es distinto -aunque relacionado- al de sustentabilidad:
- La sostenibilidad se refiere a la capacidad de mantener o conservar un equilibrio a largo plazo en un sistema, ya sea social, económico o ambiental
- La sustentabilidad se centra en satisfacer las necesidades presentes sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer las suyas.
Entre los materiales de construcción fundamentales se encuentra el Cemento Reforzado con Fibras (CRF), reconocido por su durabilidad, pero criticado por su impacto ambiental.
Sin embargo, un equipo de investigadores de la Unión Europea ha dado un paso significativo hacia la mitigación de este problema mediante el desarrollo de un nuevo tipo de CRF más respetuoso con el medio ambiente.
El CRF, un componente esencial en la industria de la construcción debido a su resistencia y durabilidad históricamente ha estado asociado con altas emisiones de dióxido de carbono (CO2) durante su fabricación. Por cada tonelada de CRF producida, casi una tonelada de CO2 residual es liberada al ambiente.
El Proyecto FIBCEM
Para abordar este desafío, el proyecto FIBCEM (Nanotechnology enhanced extruded fibre reinforced foam cement based environmentally friendly sandwich material for building applications), financiado por la Unión Europea, se propuso desarrollar un producto más sostenible.
El resultado es el FIBCEM Plan B, un material compuesto avanzado de baja densidad que ofrece no solo una huella de CO2 reducida, sino también propiedades acústicas, térmicas e ignífugas comparables a los productos CRF convencionales.
Núcleo de espuma
La clave del éxito radica en la implementación de una serie de innovaciones tecnológicas. En primer lugar, se utilizó un núcleo de espuma que reemplaza parte del cemento con materiales alternativos como cenizas volantes y humo de sílice, combinado con un proceso de producción de extrusión de baja energía. Esto no solo reduce la cantidad de cemento necesaria, sino que también disminuye las emisiones de CO2 asociadas con su fabricación.
Además, se incorporaron polímeros superabsorbentes (SAP) y agentes espumantes químicos (CFA) para lograr una baja densidad, permitiendo la introducción de aire en el material. Los investigadores descubrieron que los SAP no solo aumentan la porosidad controlada, sino que también mejoran la hidratación del cemento, contribuyendo así a la resistencia y durabilidad del producto final.
Nanoarcillas modificadas
Por otro lado, se experimentó con nanoarcillas modificadas para mejorar las propiedades de la piel del cemento. Estas nanoarcillas, compatibilizadas con el CRF y las espumas de cemento mediante surfactantes y dispersantes, proporcionan dispersiones uniformes que mejoran la resistencia y otras características mecánicas del material.
El proceso de producción implica la extrusión por separado de los materiales del núcleo y la piel, seguido de la combinación de estas capas para formar el producto final. Aunque el potencial del FIBCEM Plan B es prometedor, se necesitan más evaluaciones antes de su implementación a gran escala.
Nuevo tipo de Cemento Reforzado en Fibra
El desarrollo de este material basado en un “sándwich de cemento” representa un avance significativo en el campo científico de la ingeniería de materiales. La combinación de un núcleo de cemento espuma con una ‘piel’ de cemento reforzado con fibra, ambos mejorados con nanoarcillas, promete no solo una mayor resistencia mecánica y durabilidad, sino también propiedades térmicas y acústicas mejoradas.
El uso de un agente espumante a nanoescala asegura la formación de una estructura de espuma con celdas cerradas de tamaño microscópico, lo que resulta en una densidad reducida del material y una mejora en sus capacidades de aislamiento térmico y acústico.
Además, el proceso de extrusión multicapa de baja energía garantiza la uniformidad y continuidad del material, eliminando cualquier discontinuidad entre las capas y maximizando su eficiencia y rendimiento.
Este enfoque innovador no solo representa un avance en la fabricación de materiales de construcción más sostenibles, sino que también abre nuevas posibilidades en términos de diseño y funcionalidad en el ámbito científico de la ingeniería de materiales.
El desarrollo de este nuevo tipo de CRF representa un avance significativo en la búsqueda de alternativas más sostenibles en la construcción. Al reducir tanto las emisiones de CO2 como la cantidad de materiales tradicionales utilizados, el FIBCEM Plan B allana el camino hacia un futuro más verde y próspero para la industria de la construcción.
La sostenibilidad en la construcción es vital para el desarrollo eficiente y respetuoso con el medio ambiente de las sociedades modernas.
Fuentes
- CORDIS – Resultados de Investigaciones de la UE: Nuevo cemento reforzado con fibras y más respetuoso con el medio ambiente
- CORDIS – Resultados de Investigaciones de la UE: Nanotechnology Enhanced Extruded Fibre Reinforced Foam Cement Based Environmentally Friendly Sandwich Material for Building Applications
