Amb la característica comuna de contribuir a la mitigació dels impactes ambientals i climàtics de la producció de materials de construcció, presentem a continuació tres tecnologies diferents: la primera aplica les energies renovables per a l'assoliment de les temperatures necessàries per produir ciment; la segona permet reduir la quantitat de material necessària per aconseguir un formigó funcional però més lleuger; i la tercera recorre a bacteris per obtenir maons amb capacitat d'automultiplicació.
- Heliogen: energia solar per a l'assoliment d'altes temperatures en usos industrials
- Cobiax: bosses d’aire dins els blocs de formigó
- Universitat de Colorado: materials de construcció vius
- Autors
Contents
Heliogen: energia solar per a l'assoliment d'altes temperatures en usos industrials
Heliogen és una companyia californiana especialitzada en tecnologies d'energia solar per concentració. Entre els productes que ofereix hi ha HelioHeat™. Segons l'empresa, és el primer sistema al món capaç de crear temperatures ultraaltes per a usos industrials a partir d'energies totalment renovables.
Heliogen assegura el seu sistema permet temperatures de fins a 1.500 ºC, que s'assoleixen gràcies al seu sistema patentat de control de l'alineació de miralls solars orientats cap a un únic punt receptor, dalt d'una torre, cosa que permet fer-los funcionar com una lupa de grans dimensions a fi de concentrar l'energia solar tèrmica fins assolir les temperatures desitjades. D'acord amb Heliogen, l'efecte del seu camp d'energia solar de concentració, a Lancaster (Califòrnia), és l'equivalent a multiplicar per mil dos-cents la radiació tèrmica del sol.
La planta de concentració solar de Heliogen ('©'Heliogen)
Això pot permetre l'abandonament de les energies fòssils en usos industrials propis dels camps de la mineria (calcinació), la metal·lúrgia (torrefacció de minerals, sinterització...) o del refinament d'hidrocarburs (reformat catalític). HelioHeat™, doncs, permet dur a terme aquests processos d'una manera econòmica i pràcticament sense emissions carbòniques.
Les temperatures que possibilita aquesta tecnologia també poden aplicar-se a la catàlisi termoquímica de l'aigua, a fi d'obtenir hidrogen (i a partir d'aquí gas de síntesi en combinació amb CO) de manera ambientalment responsable –val a dir que aquesta és tota una altra línia d'actuació de Heliogen, anomenada HelioFuel™.
I com s'ha vingut suggerint, la temperatura que proporciona HelioHeat™ també és apta per formar el compòsit de ciment a partir de pedra calcària, creta o pissarra.
Cal assenyalar malgrat tot que prop del 50% de les emissions de CO2 de la producció de formigó a partir de ciment provenen de la transformació química del carbonat de calci en hidròxid de calci (CaCO3 → Ca(OH)2), i aquestes emissions malauradament són de difícil reducció.
La iniciativa de Heliogen compta entre d'altres amb les inversions de Bill Gates, que hi ha vist un sistema prometedor a fi de poder reemplaçar els combustibles fòssils en processos industrials de mineria, metal·lúrgia, siderúrgia o de fabricació de materials de construcció.
Cobiax: bosses d’aire dins els blocs de formigó
Cobiax és una companyia alemanya especialitzada en la producció de formigó. Un dels seus productes és el mòdul Cobiax SL (de slim line), que permet reduir de fins a un 35% la quantitat de formigó utilitzada gràcies a la incorporació d’aire dins els seus blocs, contingut en receptacles fabricats amb plàstic reciclat. Cal assenyalar que aquestes recipients amb aire a l’interior serveixen sobretot per reblir les parts de la llosa de formigó que no ha de suportar càrregues estructurals. D’aquí també la denominació comercial del producte, ja que aquestes lloses poden ser de menys gruix que les convencionals.
És amb aquesta tecnologia que s’estan construint, per exemple, dos edificis de tretze plantes per encàrrec de la Sparkasse Versicherung (SV), a Mannheim (al Land de Baden-Württemberg). Els edificis, amb una superfície útil total de 24.300 m2, es completaran l’estiu de 2020. En la construcció de l’estructura d’aquest projecte, segons Cobiax, a més dels estalvis de material esmentats, xifrats en 1.613 t menys de formigó, se n’han aconseguit també d’emissions de CO2, de l’ordre de 136 t, així com econòmics i energètics derivats del transport de materials, en ser aquests menys quantiosos i menys pesants: segons Cobiax, finalment han calgut per a l’estructura dels edificis de la SV només 645 m3 de formigó, aproximadament un centenar de viatges de camions formigonera.
Els blocs Cobiax SL, en el moment del formigonat ('© Cobiax)
Les dades teòriques que ofereix Cobiax respecte de Cobiax SL són les següents: una reducció de la quantitat de formigó d’entre 53 i 135 l/m2; una disminució de pes d’entre 132 i 337 kg/m2; una reducció d’emissions carbòniques d’entre 0,011 i 0,028 t/m2; una espessor de material buit de fins a 26 cm; i un gruix total de llosa d’entre 22 i 56 cm.
Els mòduls Cobiax SL s’han emprat en multitud d’edificis, com ara a la biblioteca del campus de la Universitat de Viena (2012), el centre mèdic de la Universitat de Columbia (Nova York, 2014) o l’edifici Horizon, a Düsseldorf (2018), per esmentar-ne alguns; en trobareu la llista completa al web de la companyia.
Universitat de Colorado: materials de construcció vius
Un equip de la Universitat de Colorado (UC) a Boulder ha experimentat una nova aproximació per a la construcció d'edificis més sostenibles, tal com es va publicar el passat mes de gener a la revista Matter.
A l'article titulat "Biomineralization and Successive Regeneration of Engineered Living Building Materials", els investigadors, del Departament d'Enginyeria Civil, Ambiental i Arquitectònica de la UC, descriuen llur estratègia per utilitzar bacteris en el desenvolupament de materials per a la construcció amb empremta carbònica negativa i capaços de multiplicar-se.
Els materials de construcció vius (LBM, living building materials) d'aquest estudi van ser dissenyats per l'equip de la UC de manera que poguessin dur a terme funcions biològiques i estructurals: concretament, els LBM de l'assaig van ser creats mitjançant la inoculació d'una estructura de sorra i hidrogel, inerta, amb cianobacteris fotosintètics del gènere Synechococcus (soca PCC 7002). La carcassa de sorra i hidrogel proporcionava als bacteris suport estructural, i ells, al seu torn, absorbien CO2 per acabar biosintetitzant el carbonat de calci (CaCO3, pedra calcària, un dels components bàsics del ciment) necessari per endurir l'hidrogel i poder fer-ne blocs o maons. El procés es verificava amb temperatures ambientals moderades, de 37 ºC.
Les fases del procés, i comportament del LBM segons humitat ('© Matter)
L'activitat metabòlica dels bacteris es va regular a través de canvis en la temperatura i la humitat. En els assajos es va aconseguir la multiplicació dels microorganismes, fins a tres generacions capaces de formar LBM viables a partir de la generació inicial: durant trenta dies, en condicions d'humitat relativa del 50%, la viabilitat microbiana assolida va ser del 9%, i del 14% amb humitat relativa del 100%. Cal assenyalar que en condicions de dessecació, tot i que la funció biomineralitzadora dels bacteris es maximitzava, llur viabilitat biològica es veia compromesa.
Segons l'equip de la UC, les ràtios de viabilitat microbiana assolides superen de molt les d'altres LBM assajats habitualment (de tot just el 0,1% amb incorporació de Bacillus megaterium i del 0,4% si s'utilitza Sporosarcina pasteurii), i podrien fer que no fos tan llunyana l'aplicació pràctica i real d'aquests microorganismes en edificis.
Si més no, els LBM amb Synechococcus podrien almenys, i sempre en entorns relativament humits, aportar certes millores pel que fa a la sostenibilitat dels processos de producció de materials de construcció, permetent a més materials sensibles i capaços d'una certa interacció amb el seu entorn. Podrien també contribuir a l'absorció i captura definitiva de CO2 ambiental, encara que només s'empressin de manera limitada i parcial.
El cicle LBM assajat per la Universitat de Colorado ('© Matter)
Autors
Redactat per: Alfonso Martínez Jaume
Per saber-ne més: Heliogen, Cobiax, Matter
