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Jul 19, 2023

Materiales de construcción de carbono negativo

Tal vez se esté preguntando si los materiales de construcción de carbono negativo pueden absorber

Tal vez se esté preguntando si los materiales de construcción de carbono negativo pueden absorber más carbono del que emite su producción. Si lo hace, entonces no está solo, muchos de nosotros lo hacemos.

De hecho, mucha gente tiene la misma pregunta en mente... Y no es de extrañar porque los sistemas de construcción de carbono negativo son bastante recientes, pero llegaron para quedarse. ¿Por qué?

Más de un tercio de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero (GEI) son cortesía del sector de la construcción. Y el mundo está en un punto crítico cuando tiene que reducir las emisiones de GEI. Es por eso.

En primer lugar, ayuda a diferenciar entre carbono neutral y carbono negativo.

Ser carbono neutral significa que la cantidad de CO2 que emite el material es la misma que la cantidad que elimina de la atmósfera. Ser carbono negativo significa que la cantidad de CO2 que el producto absorbe es mayor de la que libera.

Los sistemas de construcción de carbono negativo implican el uso de materiales y tecnología de construcción que pueden reducir drásticamente las emisiones de carbono del sector de la construcción con la eliminación efectiva de CO2 del aire. Esto es posible con la aplicación de una combinación de estos:

Las emisiones de carbono de la industria de la construcción y su impacto en el medio ambiente están cobrando impulso recientemente. El sector de la construcción representa una gran cantidad de uso de energía y emisiones de carbono.

Simplemente hay muchas fuentes de GEI cuando se construye una estructura, como el dióxido de azufre, el monóxido de carbono, el carbono, las partículas y otros contaminantes. Otras fuentes importantes incluyen la energía necesaria para la producción y el transporte de materiales de construcción, el tratamiento, el vertido de desechos y la demanda de equipos de construcción.

Los materiales y productos utilizados en un edificio, como el acero y el aluminio, se crean a través de varios procesos. Estos incluyen la extracción de materias primas, el proceso de materias primas, la fundición, la fabricación de productos finales y el transporte a las obras de construcción. Cada uno de esos procesos utiliza energía expresada en emisiones de carbono.

Las emisiones totales de todos los materiales y productos de construcción y la construcción involucrada en su elaboración se refieren al carbono incorporado en el edificio. El carbono incorporado representa alrededor del 20% de las emisiones totales de GEI del sector de la construcción.

Reducir el carbono incorporado es una de las medidas prácticas de mitigación para el sector. Y puede hacerlo optando por sumideros de carbono y materiales y productos de construcción con emisiones de carbono negativas.

Las tecnologías de construcción tradicionales dependen en gran medida de los combustibles fósiles para satisfacer sus necesidades energéticas, lo que genera enormes emisiones de carbono. Agregue a esto el hecho de que estos sistemas tradicionales a menudo carecen de enfoques de eficiencia energética. Esto luego condujo a un mayor uso de energía y costos más altos.

Además, los sistemas de construcción tradicionales no tienen la capacidad de eliminar el carbono del medio ambiente. Incluso si se reducen las emisiones durante la construcción, el carbono emitido por el propio edificio seguirá siendo positivo.

Mantener a raya las temperaturas globales ya no es una opción; es un deber. De lo contrario, el planeta tendrá que experimentar peores efectos del cambio climático.

Aquí es donde entra en juego la importancia de cambiar a materiales de construcción de carbono negativo. Además de su sostenibilidad, también ofrecen enormes ventajas financieras.

Por ejemplo, el uso de fuentes de energía renovables y la ingeniería de eficiencia energética pueden resultar en menores gastos de energía tanto para los constructores como para los inquilinos. Más notablemente, pero sin esfuerzo, la capacidad de secuestro de carbono de los materiales de construcción modernos de carbono negativo puede generar créditos de carbono.

Los créditos de carbono son unidades obtenidas al reducir o eliminar el carbono de la atmósfera. Cada crédito representa una tonelada de carbono evitada o eliminada.

La generación de créditos de carbono dio a los titulares ingresos adicionales al vender los créditos.

Ahora podría preguntarse qué material de construcción tiene la huella de carbono más baja para obtener la mayor cantidad de créditos.

En realidad, depende de cómo se procesa el material o producto, cuál es la tecnología detrás de él, el uso de energía, las materias primas utilizadas, etc. Recuerde el carbono incorporado.

El hormigón es barato y fácil de fabricar, lo que lo convierte en un material favorito en el sector de la construcción en todo el mundo. Pero eso se produce a expensas de la salud de la tierra:7%de las emisiones globales de carbono.

Ese hecho estimula una carrera entre científicos e ingenieros para diseñar materiales de construcción más sostenibles. Además del hormigón verde o negativo en carbono, ¿cuáles son otros ejemplos de materiales de construcción bajos en carbono?

Vamos a conocerlos a todos.

La investigación y el desarrollo de materiales de construcción bajos en carbono dieron como resultado productos innovadores que utilizan productos reciclados. Estos son algunos ejemplos de materiales de construcción de carbono negativo desarrollados recientemente.

Los procesos involucrados en la producción de metales son muy intensivos en carbono. Pero tomar todo el rendimiento de su ciclo de vida puede reducir su uso total de energía. Eso es porque el uso repetido de metales reciclados no afecta sus propiedades.

Además, es posible reutilizar partes estructurales metálicas existentes, como columnas y vigas de acero, incluso sin el proceso de reciclaje completo. Es aún más interesante saber que los constructores pueden usar productos metálicos que no están destinados a la construcción. Por ejemplo, los contenedores de envío también se pueden reutilizar en la construcción de nuevas estructuras.

Usando40% Las cenizas volantes (polvo de vidrio fino hecho principalmente de hierro, sílice y alúmina) ayudan a cortar el carbono incorporado en los ladrillos convencionales. Es un subproducto de la quema de carbón para la generación de electricidad. El uso de este material de construcción bajo en carbono ha sido desde 2009.

Lo que hace que las baldosas sean ecológicas es el uso de cerámica de ~50 % de vidrio reciclado y otros minerales. Los residuos de vidrio convertidos en baldosas se utilizan luego en pisos y revestimientos internos y externos. Los componentes de vidrio brillante añaden más calidad estética a las baldosas.

La madera está hecha de ~50% de carbono en peso seco. Teniendo en cuenta el carbono incorporado y el carbono almacenado en la madera, muchos materiales de construcción de madera son carbono negativo.

Gracias a sus propiedades de carbono negativo, la madera está volviendo a ser un material de construcción popular. A diferencia del hormigón y el metal fabricados a partir de combustibles fósiles con alto contenido de carbono, la madera es un material renovable que ayuda a eliminar el CO2 de la atmósfera.

Otro material de construcción con carbono negativo es el cáñamo, que es bastante impopular. Es un compuesto de fibras de cáñamo y es un aglutinante similar al pegamento. El cáñamo puede absorber el doble de carbono que un bosque típico.

Subproductos de procesos industriales y materiales reciclados utilizados para reemplazar materias primas para hacer hormigón tradicional. Por ejemplo, las cenizas volantes y la escoria granulada de alto horno se sustituyen por cemento intensivo en carbono.

Asimismo, se puede utilizar escoria de cobre lavada en lugar de áridos o arena. El uso de granito reciclado de escombros demolidos también ayuda a reducir las emisiones de hormigón.

Hay varias formas de hacer bloques de hormigón con bajo contenido de carbono o incluso con carbono negativo.

Una forma es agregar una piedra caliza biogénica, un material neutral en carbono, que puede extraer CO2 del aire, convirtiéndolo en carbono negativo.

Otra forma es reemplazar la mezcla tradicional de cemento con un cemento a base de magnesio utilizando agua de mar. Puede absorber carbono en lugar de emitirlo como lo hace el cemento convencional.

La fabricación de cemento, el ingrediente clave del hormigón, representa una enorme8% de las emisiones totales del mundo. Pero no es posible dejar de usar bloques de concreto para construir estructuras.

Por lo tanto, surgen formas innovadoras de hacer que el concreto no solo sea un material de construcción neutral en carbono, sino que también sea negativo en carbono. Después de todo, necesitamos casas más fuertes para soportar tormentas y huracanes mucho más fuertes.

Con todas esas opciones, ¿cuáles serían los mejores materiales de construcción neutros en carbono? Para ayudarte a decidir o simplemente iniciar tu proceso de selección, te ofrecemos los mejores productos del sector.

Si bien hay bastantes empresas pioneras que intentan hacerse un nombre en el espacio, estas son las mejores que se destacan.

En la parte superior de nuestra lista de los mejores materiales de construcción de carbono negativo se encuentran los productos de Plantd. Plantd es una empresa revolucionaria de materiales de construcción sostenibles que transforma el césped perenne de rápido crecimiento en materiales de construcción duraderos y con emisiones de carbono negativas.

La tecnología de producción de bajas emisiones de carbono patentada de Plantd atrajo recientemente $ 10 millones en la ronda de financiación de la Serie A recientemente. American Family Ventures lideró la ronda.

Tanto los cofundadores como los ingenieros de la empresa, Huade Tan y Nathan Silvernail, trabajaron juntos y perfeccionaron sus habilidades en SpaceX. Mientras estuvieron allí, diseñaron y construyeron sistemas y componentes clave de la nave espacial tripulada durante años. Completando su equipo pionero está el emprendedor en serie Josh Dorfman, cofundador y director ejecutivo.

Con su equipo altamente capacitado, Plantd está redefiniendo la cadena de valor para materiales de construcción sostenibles con emisiones de carbono negativas.

Comenzando con productos de paneles estructurales para paredes y techos como en la imagen de arriba, Plantd fabricará materiales de construcción que son un sustituto directo de los productos tradicionales de construcción de viviendas. Tampoco necesitan ninguna técnica de instalación alternativa.

La empresa cultiva hierba perenne de crecimiento rápido en lugar de talar árboles y es pionera en tecnología de producción novedosa para reducir las emisiones de carbono. El producto resultante llamado Plantd Structural Panels™ es capaz de retener el 80 % del CO2 capturado en el campo.

Luego, ese CO2 queda encerrado dentro de las paredes y los techos de las casas nuevas.

Al igual que con los materiales de construcción de carbono negativo de Plantd, CarbiCrete desarrolla productos de construcción innovadores y de bajo costo que ayudan a reducir las emisiones. Su tecnología patentada permite la producción de hormigón negativo en carbono y libre de cemento utilizando residuos minerales y CO2 como materias primas.

La empresa ofrece hormigón prefabricado de alta calidad a un menor costo y de una manera que reduce su huella de carbono. Esto atrae la atención de los inversionistas, lo que le permite a la empresa recaudar un total de ~$28 millones hasta la fecha. Entre los principales inversores se incluye NGen, el Supercluster de fabricación avanzada de Canadá.

Con el hormigón a base de cemento, el primer paso del proceso consiste en mezclar cemento con áridos y agua. Con CarbiCrete, el cemento está fuera de la ecuación. En su lugar, se utiliza escoria de acero y se mezcla con los demás materiales de construcción.

También vale la pena señalar que la creación de CMU (unidades de mampostería de hormigón) de CarbiCrete implica una cámara de absorción especializada en la que se inyecta CO2. En 24 horas, el hormigón alcanzará su máxima resistencia.

En comparación con las CMU a base de cemento, las CMU de CarbiCrete muestran propiedades mecánicas y de durabilidad equivalentes o mejores. También tienen las mismas propiedades de absorción de agua, pero tienen una mayor resistencia a la compresión de hasta30%y mostrar una mejor resistencia al congelamiento/descongelamiento.

El análisis del ciclo de vida (LCA) de CarbiCrete muestra una reducción del 100 % de las emisiones de CO2 al eliminar el uso de cemento.

¿El resultado?

3kg de CO2 eliminado por CMU 2kg evitados por no usar cemento + 1kg capturado durante el curado. Es decir, emisiones netas negativas con el secuestro permanente de carbono mineralizado en el curado del producto.

Si el cemento fuera considerado un país, sería el tercer mayor emisor de carbono del mundo. Incluso superó a un país grande como la India.

Pero una empresa social, GreenJams, con sede en Roorkee y Visakhapatnam, ofrece una solución. La startup obtiene apoyo financiero a través de subvenciones de varias instituciones, incluidas universidades. Ha completado su ronda ángel en una cantidad no revelada.

GreenJams crea materiales de construcción de carbono negativo a partir de biomasa agrícola y bloques de cáñamo. Sus primeros prototipos de productos se ven a continuación.

Su producto llamado Agrocrete está hecho de material reciclado. Sus fundadores dijeron que el producto puede:

Los residuos agrícolas como paja de arroz, tallos de algodón, bagazo, etc. utilizados para hacer Agrocrete se mezclan con el producto innovador de la firma BINDR. Es una alternativa baja en carbono 100 % reciclada al cemento Portland hecha de subproductos industriales de las industrias del acero, el papel y la energía. Así es como transcurre la vida de Agrocrete.

Agrocrete tiene la misma resistencia que un ladrillo rojo convencional del horno. Sin embargo, ofrece una menor tendencia a la absorción de agua, captura toneladas de emisiones de CO2 y puede permanecer durante al menos 75 años.

Para colmo, los bloques de Agrocrete son un 30 % más livianos, por lo que también reducen los costos de mano de obra y son más convenientes para que los albañiles trabajen en ellos.

Los materiales de construcción con emisiones de carbono negativas, como los anteriores, en realidad reducen las emisiones de GEI a medida que se utilizan. En el transcurso de todo su ciclo de vida, eliminarán más carbono del aire del que liberarán. Pueden ayudar a compensar el impacto ambiental de su proyecto de construcción o ayudar a que su hogar sea más sostenible.