El concreto es horrible para el planeta. La química inteligente puede ayudar

SI TE ENCUENTRAS en este momento en una ciudad de cualquier tamaño, mira por la ventana. La mayor parte de lo que ves está hecho con un solo material, uno que domina nuestro mundo: el concreto. Constituye la mayor parte de prácticamente todas las torres de oficinas, centros comerciales, autopistas y aeropuertos de la Tierra. Producimos decenas de miles de millones de toneladas de este material cada año, suficiente para construir un muro de 30 metros alrededor del ecuador. Y ese tonelaje seguramente crecerá en los próximos años, a medida que las ciudades continúen creciendo en China, Nigeria y otras naciones de rápido desarrollo. El concreto es maravillosamente útil, pero tiene un costo muy alto: La industria que lo fabrica genera alrededor del 8 por ciento de todas las emisiones anuales de carbono.

Para ser precisos, el problema es la producción de cemento, el pegamento que une la arena y la grava para formar el concreto. O, más bien, dos problemas. Para hacer cemento, pones la piedra caliza y otros minerales en un horno y los horneas a una temperatura de hasta 2.700 grados Fahrenheit. Problema uno: El calor de esos hornos se genera típicamente quemando carbón u otros combustibles fósiles. Problema dos: El proceso químico generado por el calor que eventualmente resulta en el fino polvo gris que llamamos cemento también genera dióxido de carbono gaseoso como subproducto, el cual es llevado a la atmósfera.

Esas emisiones se suman. Si el negocio del cemento fuera un país, sería el productor número tres del mundo de gases de efecto invernadero, sólo por detrás de China y los Estados Unidos. No es de extrañar, pues, que los investigadores y empresarios de todo el mundo estén trabajando en proyectos para hacer un hormigón más limpio. Los más prometedores son un puñado de empresas que se centran en hacer que el proceso de fabricación de hormigón no sólo sea menos problemático sino que sea parte de la solución.

El actual jefe del paquete es una empresa llamada CarbonCure Technologies. Su objetivo es cambiar la química de ese mar de hormigón de forma ligera pero significativa. Con sede en un edificio de dos pisos con paredes de aluminio en un modesto parque industrial en las afueras de Halifax, una pequeña ciudad que cuelga de la costa atlántica de Canadá en una zona horaria a una hora al este de Eastern, todo el personal de CarbonCure podría caber en un autobús escolar. Al timón está un ingeniero delgado y amable de 42 años llamado Robert Niven.

Niven creció en la Isla de Vancouver, con bosques reales y playas rocosas como áreas de juego. Durante los veranos en casa desde la universidad, trabajó como bombero en los remotos bosques del norte de la Columbia Británica y pasó todo el tiempo posible escalando en roca y haciendo kayak en aguas bravas. Como estudiante de ingeniería civil en la Universidad McGill de Montreal a mediados de agosto, participó en un programa de investigación destinado a averiguar cómo se podría utilizar el carbono para ayudar a hacer hormigón, sustituyendo parte del cemento utilizado en el proceso. El concepto no era nuevo, pero nadie había descubierto cómo hacerlo eficazmente a escala. Niven miró el problema a través de la lente de un químico, investigando exactamente cómo podría funcionar a nivel atómico.

Un año antes de graduarse, Niven fue a una conferencia de la ONU sobre el cambio climático en Montreal. Quedó deslumbrado por la energía de los 10.000 asistentes que llegaron a la ciudad. Pero lo que realmente le impactó fue el discurso de un representante de Tuvalu, una pequeña nación insular del Pacífico. "Hizo la petición de ayuda más emotiva, diciendo: 'Estamos perdiendo nuestra historia, nuestros hogares, nuestros medios de vida y nuestros ancestros debido al aumento del nivel del mar'", dice Niven. De repente, su trabajo se sintió como algo más que un simple problema de matemáticas.

Dos años después, Niven se mudó a Halifax para estar con su entonces novia, ahora esposa. Su padre resultó ser un empresario de éxito con una inclinación por los proyectos ecológicos de nicho, como las luces marinas de energía solar, y ayudó a Niven a ver cómo sus ideas podían convertirse en un negocio. Con ese consejo -y con un poco de dinero en efectivo- de su futuro suegro, más 10.000 dólares en préstamos estudiantiles sobrantes, Niven lanzó CarbonCure en 2007. El concepto: desarrollar un sistema para reemplazar parte del cemento utilizado en la fabricación de hormigón con dióxido de carbono, reduciendo así las emisiones y secuestrando el carbono. Sin mencionar el ahorro de dinero.

Niven y su equipo finalmente descubrieron un proceso que toma el CO2 licuado (capturado de lugares como plantas de amoníaco y etanol) y lo inyecta en el concreto húmedo mientras se mezcla. El CO2 reacciona químicamente con el cemento y otros ingredientes de la mezcla, remineralizándolo en carbonato de calcio sólido, que ayuda a unir los otros ingredientes, aumenta la resistencia a la compresión del concreto, y reemplaza parte del cemento que de otro modo sería necesario. E incluso si el hormigón finalmente se pulveriza, ese carbono sigue siendo un sólido de tierra.

La compañía ha desarrollado un sistema sorprendentemente simple para llevar todo el proceso al campo. Un tanque de dióxido de carbono alimenta un par de cajas metálicas del tamaño de una nevera rellenas de válvulas, circuitos y equipos de telemetría, que regulan el flujo de dióxido de carbono en una manguera, que lo rocía en el tambor de mezcla. (Las cajas están hechas por unos pocos tipos en jeans y camisetas en el cuartel general de Halifax). La parte difícil es averiguar la dosis óptima de CO2 para las diferentes mezclas; la resistencia, el peso y el aspecto del hormigón para la pista de un aeropuerto en el norte de Canadá no es necesariamente lo que se quiere para la pared de un edificio de oficinas en el sur de California. En la sede de Halifax, los técnicos de CarbonCure mantienen un ojo en una pared de monitores que siguen las operaciones de cada una de sus máquinas en el mundo real. Los monitores les permiten saber si, por ejemplo, una válvula se bloquea en un lugar de trabajo en Georgia o un tanque comienza a agotarse en Singapur.

La simplicidad de su sistema es uno de los puntos más vendidos de CarbonCure. Los fabricantes de concreto que son sus clientes no tienen que cambiar mucho para mezclar y verter en un sitio de construcción, sólo agregan un poco de hardware adicional. "Todo el sistema cabe en una caja", dice Niven. "Se tarda un solo día en montarlo y es universalmente aplicable a cualquier planta de concreto del mundo." CarbonCure también conecta a los clientes con los proveedores de carbono capturado de otros procesos de fabricación sucios. (El objetivo de la compañía es capturar algún día el carbono de las propias plantas de cemento).

La tecnología de CarbonCure ha mejorado constantemente a lo largo de los años, y también su perfil. En 2018 la compañía fue nombrada una de las 10 finalistas para un premio XPrize de 20 millones de dólares por convertir el carbono en productos comerciales. (El ganador del concurso se anunciará este otoño.) Ese mismo año, la compañía obtuvo una inversión considerable (Niven no dirá cuán considerable) de Breakthrough Energy Ventures, el fondo multimillonario enfocado en inversiones para reducir el carbono, respaldado por Bill Gates y otros titanes de la tecnología. El dinero ayuda, dice Niven, pero el sello de aprobación es quizás aún más valioso. "Realmente significó algo para la comunidad inversora en general que ese grupo dijera: 'Este es un ganador examinado'", dice Niven.

Hoy en día, CarbonCure dice que más de 200 fabricantes de concreto en toda América del Norte y en Singapur están utilizando su sistema. Un nuevo edificio en el campus de Silicon Valley de LinkedIn, un tramo de carretera en Hawai y una exposición en un acuario en Atlanta incluyen el hormigón tratado con CarbonCure. Su tecnología se ha utilizado en la fabricación de más de 4 millones de yardas cúbicas de concreto con CO2 capturado, ahorrando unas 64.000 toneladas de emisiones, según la empresa.

Pero en el panorama general, el impacto de CarbonCure es todavía muy pequeño. En unos pocos casos, los clientes han sido capaces de reducir su uso de cemento en un 20 por ciento, pero el promedio es más cercano al 5 por ciento.

La mejor noticia, entonces, puede ser que CarbonCure tiene una creciente multitud de competidores, incluyendo tres de los otros finalistas para ese XPrize. Un rival, Solidia, con sede en Nueva Jersey, utiliza un concepto similar y parece obtener resultados aún mejores, pero a partir de febrero, sólo fabrica bloques de concreto prefabricados. (La industria de la construcción utiliza principalmente concreto mezclado en los sitios de trabajo.) Otro, Alberta's Carbon Upcycling Technologies, combina CO2 gaseoso con cenizas volátiles -un producto de desecho de las centrales eléctricas de carbón- para crear nanopartículas que pueden reemplazar alrededor del 20 por ciento del cemento en una mezcla de concreto. El cofundador y director ejecutivo Apoorv Sinha dice que espera eventualmente duplicar ese porcentaje y comenzar a vender a sus primeros clientes este año. Mientras tanto, los investigadores de la Universidad de Rice afirman haber desarrollado una mezcla de hormigón que utiliza principalmente cenizas volantes como agente aglutinante del concreto, sin necesidad de cemento. Otros equipos están atacando el problema desde diferentes ángulos. Un grupo de científicos del MIT y una compañía australiana están desarrollando nuevas formas de hacer cemento en polvo con menos emisiones.

La mayoría de estos proyectos no han llegado al mercado. Asegurar la financiación es difícil, y el cliente también puede serlo. La industria de la construcción es notoriamente cautelosa en cuanto a la adopción de nuevas formas. Con una buena razón: No puedes permitirte "fallar rápido" o "iterar en tu producto" cuando tu producto es un rascacielos o una presa. Para descarbonizar verdaderamente todo ese concreto probablemente se necesite algún tipo de ayuda del gobierno para hacer estos métodos más atractivos comercialmente. Pero el éxito de CarbonCure ofrece una prueba de concepto: Hay un caso de negocio de concreto para un mejor cemento.