Una de las mayores preocupaciones actuales es el calentamiento del planeta debido a la emisión desmesurada de gases de efecto invernadero, entre los cuales se encuentra el CO₂. Siempre se ha dicho que la construcción es uno de los sectores que más influye en dicho cambio climático, fundamentalmente porque la fabricación de cemento Portland provoca una emisión considerable de CO₂, que llega a ser el 5 % del balance total de emisiones mundiales. De hecho, determinados informes advierten de que la industria de la construcción, en su conjunto, podría ser responsable de generar entre el 40 y el 50 % de todos los gases de efecto invernadero.
En resumen, fabricar una tonelada de cemento Portland implica la emisión de una tonelada de CO₂. Sin embargo, el uso de cementos con adiciones puede reducir drásticamente este tipo de emisiones, incluso hasta en un 40 %.
Sin embargo, no siempre tenemos en cuenta todos los factores que entran en juego. Recientemente, nuestro grupo de investigación realizó un ejercicio de análisis del ciclo de vida completo del hormigón empleado en la fabricación de un elemento estructural sencillo, como puede ser una columna de hormigón armado (García-Segura et al., 2014). Algunos resultados son muy interesantes, especialmente los relacionados con los cementos con adiciones, la carbonatación y la reutilización del material al terminar su vida útil.
Efectivamente, de todos es conocido el fenómeno de la carbonatación, por la cual el hormigón captura CO₂ y pierde la alcalinidad que protege de la corrosión a las armaduras, acortando, por tanto, la vida útil de la estructura. Aunque el fenómeno es perverso, también es cierto que dicha carbonatación supone un sumidero de gases de efecto invernadero. La cuantificación de este efecto, más la carbonatación última, que puede tener lugar al final del ciclo de vida de las estructuras, si usamos el hormigón, por ejemplo como árido machacado de relleno, puede hacer que el balance de CO₂ completo sea diferente al que estamos acostumbrados.
Los cementos con adiciones utilizan ciertos subproductos de desecho para reemplazar el cemento Portland, el principal contribuyente a las emisiones de CO₂ en la fabricación de hormigón. El objetivo de este estudio es determinar si la reducción de la durabilidad y la reducción de la carbonatación de los hormigones con cementos con adiciones compensan las menores emisiones en su producción. Este estudio evalúa las emisiones y la captura de CO₂ en una columna de hormigón armado durante su vida útil y después de su demolición y reutilización como grava de relleno. El deterioro del hormigón debido a la carbonatación y la inevitable corrosión de las armaduras, terminan con la vida útil de la estructura. Sin embargo, la carbonatación continúa incluso después de la demolición, debido a la mayor superficie expuesta del material reciclado. Los resultados indican que los hormigones fabricados con cemento Portland, con adiciones de cenizas volantes silíceas (35% FA) y con escoria siderúrgica granulada de alto horno (80% BFS), capturan un 47, 41 y 20%, respectivamente, de las emisiones de CO₂. La vida de servicio de cementos con altas cantidades de adiciones, como CEM III/A (50 % BFS), CEM III/B (80 % BFS), y CEM II/BV (35 % FA), es aproximadamente un 10 % más corta, debido al mayor coeficiente de velocidad de carbonatación. En comparación con el cemento Portland, y a pesar de una menor captura de CO₂ y de vida útil, el CEM III/B emite un 20 % menos de CO₂ al año. Se concluye que la adición de FA al cemento Portland, en lugar de BFS, conduce a menores emisiones, pues FA necesita menos procesamiento después de ser recogido, y las distancias de transporte son generalmente más cortas. Sin embargo, las mayores reducciones se lograron usando BFS, debido a que se puede reemplazar una cantidad mayor de cemento. Los cementos con adiciones emiten menos CO₂ al año durante el ciclo de vida de una estructura, a pesar de que dicha adición reduce notablemente la vida útil. Si el hormigón se recicla como grava en relleno, la carbonatación puede reducir las emisiones de CO₂ a la mitad. El caso estudiado demuestra cómo se pueden utilizar los resultados obtenidos.
Os dejo a continuación los resultados, en tablas, de dicho balance aplicados a distintos tipos de cementos, con más o menos adiciones. Podréis comprobar que se ha analizado el ciclo completo, desde la producción (incluido el transporte), la construcción, el uso, la demolición y tras la demolición. En el artículo de referencia tenéis los detalles del estudio.
Resultados interesantes:
- La vida de servicio de cementos con altas cantidades de adiciones, como CEM III/A (50 % BFS), CEM III/B (80 % BFS), y CEM II/BV (35 % FA), es aproximadamente un 10 % más corta, debido al mayor coeficiente de velocidad de carbonatación.
- CEM III/B emite un 20% menos de CO₂ anual que el CEM Portland, a pesar de que tiene una vida útil menor y que recarbonata mucho menos. En valores de emisiones absolutas, CEM III/B emite un 28% menos que el CEM Portland. También es verdad que este cemento se recomienda en para hormigón en masa y armado de grandes volúmenes, como presas de hormigón vibrado o cimentaciones de hormigón armado. No es utilizable para hormigón de alta resistencia, hormigón prefabricado u hormigón pretensado.
- Si el hormigón se recicla como grava en relleno, la carbonatación puede reducir las emisiones de CO₂ a la mitad.
De todos modos, no todos los tipos de cementos sirven para cualquier cosa. Os dejo estos enlaces que creo os serán útiles:
- Recomendaciones para la selección del tipo de cemento a emplear en hormigones estructurales Real Decreto 1247/2008 de 18 de julio, por el que se aprueba la instrucción de hormigón estructural (EHE-08).
- Recomendaciones de uso Real Decreto 256/2016, de 10 de junio, por el que se aprueba la Instrucción para la recepción de cementos (RC-16).
Referencias:
GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; ALCALÁ, J. (2014). Life-cycle greenhouse gas emissions of blended cement concrete including carbonation and durability. International Journal of Life Cycle Assessment, 19(1):3-12. DOI 10.1007/s11367-013-0614-0 (link)