Desde mediados del siglo diecinueve la producción de cemento moderno, también llamado cemento Portland, no ha parado de crecer, lo que ha acelerado el calentamiento planetario. Actualmente el 8% del dióxido de carbono (C02) global proviene de la fabricación de cemento. Así lo reporta Marcelo González, doctor en Ciencias de la Ingeniería e investigador del departamento de Ingeniería y Gestión de la Construcción de la PUC.
González explica que el proceso requiere grandes cantidades de energía para alimentar los hornos en los que se cocina la mezcla básica caliza y arcilla. Esa energía proviene principalmente del carbón. Para disminuir este derroche, propone aprovechar la basura de las centrales termoeléctricas para levantar edificaciones con menor huella de carbono. "La estrategia consiste en reemplazar el cemento por materiales suplementarios, como las cenizas volantes provenientes de la generación de electricidad, que en Chile se acopian en botaderos debido a su alto contenido de sulfatos", dice el ingeniero.
Como los sulfatos aceleran la degradación del cemento, lo primero es neutralizar su efecto. Para conseguirlo, González desarrolló un nuevo uso para la nanotecnología, al agregar nanotubos de carbono del tamaño de un virus (20 — 300 nm) a la mezcla. "Los nanotubos están hechos de grafeno, un material químicamente inerte, muy resistente y liviano, que a simple vista parece un fino talco negro", explica. Ese polvo tiene el poder para convertir simple ceniza en cemento de la mejor calidad.
¿Cómo funciona? El profesor González usa el siguiente ejemplo: "Si tengo un cubo de un centímetro cúbico y lo divido en dos, mantendré el mismo volumen, pero aumentaré un porcentaje de la superficie de contacto total, al aumentar el número de caras de 6 a 12. Si repito el proceso muchas veces, mantendré el mismo volumen, pero obtendré un aumento exponencial en el número de caras, y por tanto, de la superficie de contacto". Eso permite que una cucharada de nanotubos pueda reforzar gran cantidad de ceniza. Para asegurar una distribución homogénea de los nanotubos, González los diluye directamente en el agua. "Es como ponerle una gota de endulzante a un gran balde de té", comenta.
Según el estudio financiado por el Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Técnico (Fonicyt), la nueva fórmula permite reemplazar hasta el 90% de la mezcla de la argamasa, dejando sólo el 10% restante para el cemento convencional. "El beneficio es múltiple, porque se reutiliza un desecho, se disminuye la producción de C02 y se consigue un producto mejor", dice el académico.
Actualmente los nanotubos de carbono no se fabrican en Chile, pero eso no desanima al profesor González, quien advierte "en un país constructor como Chile, tenemos que estar un paso adelante en el desarrollo de nuevos materiales".