Hormigón verde: ¿qué hay detrás? Retos, metas y protagonistas en el diseño de este material sostenible

El puerto de Cádiz ha visto cruzar por sus aguas barcos y navegantes que determinaron la historia. Por allí pasaron los fenicios, dejaron su huella los romanos y se vivieron tiempos dorados tras la conquista de América. Ahora, este puerto protagoniza otra historia de cambio y adaptación muy diferente: una que tiene como protagonistas a los materiales que persiguen la eficiencia.

Una nueva terminal de contenedores contará con un innovador cemento ecológico que reduce las emisiones de dióxido de carbono (CO2) entre un 30% y un 50% respecto a otros materiales convencionales. Con este cemento se da forma a bloques de hormigón duraderos mediante procesos que utilizan materiales reciclados y reducen el consumo energético.

El hormigón lleva siendo parte fundamental de nuestras infraestructuras desde hace miles de años. Su resistencia, su durabilidad y su versatilidad lo han convertido en un protagonista de la historia de la construcción. Hoy, retos como la descarbonización hacen que sea necesario adaptar los materiales para que sean más sostenibles y eficientes, algo que deja huella en infraestructuras tan relevantes como el puerto de Cádiz.

¿Qué es el hormigón verde?

El concepto de hormigón verde es muy amplio, pero se usa en general para hacer referencia al que se desarrolla a partir de materiales con una huella de carbono baja (como los reciclados o los reutilizados) o a aquel que aporta alguna característica o funcionalidad especial que incrementa la eficiencia energética del edificio (por ejemplo, una elevada durabilidad).

“Ambos aspectos no son excluyentes, es decir, podemos obtener un hormigón con menor huella de carbono que también posea alguna funcionalidad avanzada”, explica José Luis García Calvo, vicedirector técnico del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja del CSIC (IETcc-CSIC). “En ambos casos se estaría aumentando la sostenibilidad del proceso constructivo, entendiendo esta sostenibilidad desde un punto de vista no solo ambiental, sino también social y económico”.

En los últimos años, la industria y la ciencia de la construcción han comenzado una carrera para desarrollar hormigones más sostenibles. Las cifras respaldan este interés: de acuerdo con datos de la consultora McKinsey, la producción de cemento –el ingrediente principal del hormigón– está detrás del 7% de las emisiones globales de CO2. Y a la realidad medioambiental se suma la económica: cada año se fabrican 4.000 millones de toneladas métricas de cemento, cuyos costes están aumentando debido a los sistemas de fijación de los precios del carbono.

Las ventajas de encontrar alternativas y fabricar hormigón verde son medioambientales, sociales y económicas. En la búsqueda de soluciones, señala García, es muy importante evitar tener una mentalidad cortoplacista y tener en cuenta todo el ciclo de vida del hormigón.

“Nunca debemos separar la sostenibilidad de la durabilidad. Por ejemplo, para una misma estructura, ¿qué es más sostenible, un hormigón de baja huella de carbono con una vida útil de cinco años o uno con mayor huella de carbono cuya vida útil sea de 100 años? El segundo siempre implicaría un menor consumo de recursos a largo plazo”, explica el vicedirector técnico del IETcc-CSIC.

Cómo se fabrica el hormigón verde: procesos y materiales clave

La principal diferencia entre el hormigón verde y el convencional está en los materiales que los componen. Por ejemplo, el cemento convencional: uno de los pasos de su fabricación, la dedicada a la generación del clínker (o clínker Portland, principal componente fruto de calcinar caliza y arcilla), está detrás del 90% de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) del proceso debido a la utilización de grandes hornos que funcionan a temperaturas superiores a 1.400 oC.

“En este sentido, se está buscando disminuir el contenido de cemento Portland en el hormigón por otros materiales alternativos con menor huella de carbono. En el caso de las características especiales, estas se consiguen añadiendo ciertos compuestos o agentes o empleando la nanotecnología”, explica este experto.

Desde Mckinsey destacan varias estrategias para descarbonizar la cadena de valor tanto del cemento como del hormigón. La primera de ellas pasa por reducir la cantidad de clínker que está presente en el cemento, sustituyéndolo por otros materiales como cenizas, escoria metálica o arcilla calcinada o bien optando por métodos innovadores en la construcción, el diseño y la mezcla de materiales.

La segunda estrategia se basa en utilizar fuentes de energía más sostenibles para alimentar los hornos, y la tercera en almacenar o reutilizar las emisiones de CO2. La consultora da especial importancia a la implementación de medidas que favorezcan la circularidad.

“Para lograr un entorno de construcción ecológica, el cemento y los materiales de hormigón reciclados se pueden utilizar en edificios y construcciones nuevos, ya sea como módulos reutilizables o como materiales que pueden descomponerse e incorporarse a otros”, señalan desde la consultora internacional. “Ya existen ejemplos de reciclaje de cemento y hormigón en todo el mundo. En los países nórdicos, se están construyendo nuevas estructuras que utilizan hormigón procedente de edificios demolidos”.

De acuerdo con García, las principales dificultades de crear hormigón de bajo impacto ambiental están asociadas a garantizar la compatibilidad de los nuevos materiales, conseguir unas características en el estado fresco (el estado inicial, recién amasado) que faciliten su puesta en obra y garantizar que no se limiten sus propiedades.

“En este sentido, no todo vale cuando queremos reutilizar o reciclar un residuo en la matriz de hormigón. Desde mi punto de vista, se deben cumplir tres características básicas: que exista suficiente cantidad de residuo que asegure su utilización, que se mantenga una composición química estable a lo largo del tiempo y que se dote al hormigón de nuevas y mejores características o, en todo caso, que no se limiten sus propiedades”, explica el vicedirector técnico del IETcc-CSIC.

Proyectos que transforman la industria del hormigón verde

Desde hace años, existen proyectos e iniciativas que utilizan hormigones sostenibles o ecohormigones. Tal y como explica este especialista, hace más de 20 años que la industria cementera utiliza residuos en la fabricación de cementos. A esto se suma el esfuerzo del mundo de la investigación en materiales.

“En el IETcc-CSIC y en otros centros se desarrollan hormigones verdes en distintos proyectos de investigación de manera habitual. El de la construcción es un sector concienciado con el aumento de la sostenibilidad y lleva trabajando en ello de manera constante. Evidentemente, aún no se ha llegado a la descarbonización, pero se está avanzando en ello”, reconoce García.

En el IETcc-CSIC, las líneas de trabajo se centran en el desarrollo de hormigones con características avanzadas, como los autorreparables, los fotocatalíticos o los expansivos; o de otros con menor huella de carbono, disminuyendo el contenido de cemento Portland y empleando residuos industriales, agrícolas, forestales o de construcción, por ejemplo.

Se han puesto en marcha muchas otras iniciativas con nombre propio. El proyecto NACTON, por ejemplo, investiga el uso de extractos vegetales como inhibidores de la corrosión de un material que suele ir de mano la mano del hormigón: el acero. Al reducir los niveles de erosión del acero, se puede aumentar la durabilidad de las estructuras de hormigón armado.

Por otro lado, están los proyectos que dan uso al hormigón verde. La constructora Neinor Homes suma ya varias alianzas para utilizarlo en sus promociones de viviendas. Lo hizo con Cemex para utilizar un material con menor huella de CO2 en las obras de Torrejón Park Homes y con Heidelberg Materials Hispania para continuar introduciendo productos y soluciones bajos en carbono. Y la lista sigue.

“La I+D+i en hormigón verde está más avanzada de lo que ‘a priori’ pudiera parecer. Y no sólo en relación con el material: un diseño ingenieril y/o arquitectónico adecuado es muy importante a la hora de aumentar la sostenibilidad de nuestras construcciones”, concluye García.