Datos climáticos podrían impulsar el uso de concreto bajo en carbono

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La incorporación de materiales y tecnologías de menor huella de carbono está transformando la industria de la construcción. Sin embargo, uno de los desafíos para ampliar su uso es demostrar que estos concretos pueden mantener un desempeño adecuado durante toda la vida útil de las estructuras.

Una investigación desarrollada por científicos de ETH Zurich, Suiza, plantea que los datos climáticos detallados podrían ayudar a superar esta barrera. El estudio analiza cómo la humedad y los patrones meteorológicos influyen en la velocidad con la que se deteriora el concreto reforzado y se inicia la corrosión del acero.

El clima puede cambiar la vida útil del concreto

El equipo de investigación analizó tres mezclas de concreto en cuatro ubicaciones con condiciones climáticas diferentes: Zúrich (Suiza), Bergen (Noruega), Manaos (Brasil) y Huailai (China).

Para ello, los investigadores incorporaron datos meteorológicos detallados en un modelo capaz de simular las variaciones de humedad dentro del concreto a lo largo del tiempo. El objetivo fue determinar cómo estas condiciones pueden influir en la corrosión del acero de refuerzo después de que ocurre la carbonatación.

La carbonatación se produce cuando el dióxido de carbono presente en el ambiente penetra en el concreto y modifica su composición química. En estructuras reforzadas, este proceso puede reducir la protección natural que rodea al acero y favorecer el inicio de la corrosión.

Uno de los principales hallazgos es que una misma mezcla de concreto puede presentar comportamientos de durabilidad significativamente diferentes dependiendo del clima donde se utilice.

La humedad sería un factor determinante

La investigación señala que la humedad tiene un papel especialmente relevante en el proceso de corrosión. De acuerdo con los investigadores, cuando el concreto permanece húmedo, la corrosión puede desarrollarse hasta 100 veces más rápido que en condiciones secas.

Esto significa que parámetros generales como la cantidad anual de lluvia o la humedad promedio no necesariamente permiten estimar con precisión el riesgo de deterioro.

Por ejemplo, Bergen y Manaos reciben alrededor de 2.500 mm de lluvia al año. Sin embargo, el modelo mostró diferencias en las velocidades de corrosión debido a la forma en que el concreto absorbe y pierde agua.

Por ello, el estudio destaca la importancia de analizar la secuencia y duración de los periodos húmedos y secos, en lugar de utilizar únicamente promedios climáticos.

Un desafío para el concreto bajo en carbono

El hallazgo adquiere especial importancia debido al desarrollo de concretos y cementos con menor contenido de carbono. Estas soluciones pueden presentar una carbonatación más rápida que los concretos convencionales, lo que puede generar desventajas cuando las normas de durabilidad se enfocan principalmente en esta primera etapa del proceso.

Sin embargo, ETH Zurich aclara que esto no significa que el concreto bajo en carbono sea menos durable o inseguro. Algunas de las mezclas analizadas podrían alcanzar una vida útil de 50 años o más, dependiendo de las condiciones del lugar donde sean utilizadas.

El problema estaría, en parte, en que los criterios actuales pueden no reflejar adecuadamente las diferencias entre climas.

¿Qué implica para las normas de construcción?

Actualmente, distintas ubicaciones pueden ser clasificadas dentro de una misma categoría de exposición pese a presentar condiciones meteorológicas considerablemente diferentes.

Los investigadores consideran que los estándares de durabilidad deberían incorporar con mayor precisión la ubicación, el clima y el comportamiento específico de cada mezcla de concreto.

Este enfoque podría permitir una evaluación más precisa de los materiales de menor huella de carbono y evitar que las normas se conviertan en una barrera para su adopción.

En regiones particularmente húmedas, además, podrían ser necesarias medidas adicionales para limitar el ingreso de agua al concreto y reducir el riesgo de corrosión.

Datos climáticos para una construcción más sostenible

La investigación de ETH Zurich plantea una oportunidad para combinar ciencia de materiales, datos climáticos y modelos de durabilidad en el diseño de estructuras.

Para el sector construcción, esto podría traducirse en evaluaciones más específicas del desempeño de los materiales, permitiendo seleccionar mezclas de concreto de acuerdo con las condiciones ambientales reales del proyecto.

El avance también refuerza una tendencia creciente hacia la descarbonización del cemento y el concreto. La producción de cemento representa una parte importante de las emisiones globales de CO2, por lo que reducir su huella resulta estratégico para avanzar hacia una construcción más sostenible.

En ese contexto, contar con metodologías capaces de demostrar la durabilidad de los concretos de menor carbono podría facilitar su implementación a mayor escala sin comprometer el desempeño esperado de las estructuras.

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