Un nuevo método convierte el CO₂ en material de obra y reduce el impacto ambiental del cemento

Fabricar una tonelada de cemento libera al aire casi otra entera de dióxido de carbono. Esta relación directa entre producción y emisión convierte al cemento en uno de los mayores responsables de gases de efecto invernadero a nivel industrial. El proceso implica calentar piedra caliza a más de 1.400 grados, lo que consume cantidades ingentes de energía y provoca una reacción química que libera CO₂.

Aunque la demanda de este material no deja de crecer, las consecuencias medioambientales del modelo actual empujan a investigadores de todo el mundo a buscar alternativas con menos impacto climático. A este reto responde un reciente experimento desarrollado por universidades de Estados Unidos que propone una vía distinta para crear un compuesto con aplicaciones similares.

Permite transformar el CO₂ en un material útil para la construcción

El punto de partida se encuentra en una reacción electroquímica. Allí, el dióxido de carbono se transforma en oxalato, un ion que puede unirse a metales y formar sales sólidas. Ese sólido, un oxalato metálico, tiene propiedades que permiten integrarlo como precursor en la fabricación de nuevos tipos de cemento. Así lo han demostrado investigadores de la Universidad de Michigan en colaboración con equipos de las universidades de California en Los Ángeles y Davis, según explican en un artículo publicado en Advanced Energy Materials.

Para obtenerlo, emplearon un sistema de electrodos que, además de facilitar la transformación del CO₂, permite liberar los iones metálicos necesarios para estabilizar el oxalato. El resultado es un compuesto sólido que puede utilizarse en procesos constructivos con una huella climática menor. Todo esto, sin recurrir a los niveles tradicionales de plomo, un metal útil como catalizador pero altamente contaminante.

Ese fue uno de los mayores avances del equipo: reducir la cantidad de plomo al mínimo posible mediante el uso de polímeros que regulan el entorno químico inmediato del catalizador. Jesús Velázquez, uno de los responsables del estudio por parte de la Universidad de California en Davis, explicó que “los oxalatos metálicos representan una frontera poco explorada, con potencial como materiales cementantes alternativos, precursores de síntesis e incluso soluciones de almacenamiento de carbono”.

Capturar carbono y reutilizarlo es más eficaz que enterrarlo sin más

Este tipo de enfoque no busca enterrar el carbono sin más, sino reaprovecharlo en procesos industriales útiles. La idea es evitar que regrese a la atmósfera en forma de gas. Charles McCrory, químico de la Universidad de Michigan y uno de los responsables del proyecto, apuntó en el comunicado de su centro que “es un proceso de captura real porque se obtiene un sólido, pero también es una captura útil porque se consigue un material valioso con aplicaciones posteriores”.

La clave está en cómo se ha reducido el uso del plomo hasta niveles de partes por mil millones, gracias a técnicas que permiten controlar la estructura química del entorno en el que se produce la reacción. Anastassia Alexandrova, del equipo de UCLA, expuso que “en este trabajo, tenemos un ejemplo de una impureza de plomo traza que actúa como catalizador”.

El proyecto se enmarca en el programa 4C (Center for Closing the Carbon Cycle), una iniciativa financiada por el Departamento de Energía de Estados Unidos. Su objetivo es encontrar métodos que conviertan el CO₂ en productos útiles para romper el ciclo de emisiones. Aunque todavía está en fase experimental, los primeros resultados son prometedores y han iniciado ya los estudios para evaluar la viabilidad del proceso a gran escala.

Esa escalabilidad fue uno de los elementos clave para limitar al máximo el uso de plomo. McCrory explicó en el texto difundido por la Universidad de Michigan que “parte de la razón por la que quisimos reducir el catalizador de plomo a niveles ínfimos es por las dificultades de escalar un proceso con grandes cantidades de ese metal; no sería viable desde el punto de vista ambiental”.

El proceso sigue en desarrollo, pero abre la puerta a una nueva manera de integrar el carbono industrial en materiales duraderos. No como residuos que deban almacenarse sin uso, sino como parte de una solución más amplia para construir con menos emisiones.