De la costa a sustituir el cemento: un estudio demuestra cómo las conchas marinas podrían sostener edificios y reducir las emisiones del hormigón

Cuando hablamos en términos de construcción es inevitable pensar en el papel que tiene el cemento y el hormigón, pues son los materiales más utilizados en el mundo para la elevación de edificios residenciales, industriales o comerciales. Con una simple mezcla de caliza, arcilla calcinada y una pequeña cantidad de óxido de hierro se obtiene la muestra de cemento para la unificación y formación del hormigón. Sin embargo, este componente estrella -el cemento Portland- es el responsable de la producción del 8% de las emisiones globales de CO₂. Pero ¿y si se pudiera reducir esta cifra?

Ante la urgencia de reducir la huella de carbono en la construcción, un estudio de la Universidad de East London, publicado en la revista Construction Material, ha dado una solución innovadora y sostenible: utilizar polvo de conchas marinas como sustituto parcial del cemento. De primeras, esta salida puede parecer algo descabellado, pero con los resultados de la investigación, los investigadores han comprobado que es posible.

El estudio, liderado por Ali Abbas y Anjana Kudukkan, evaluó concretamente el uso de polvo de conchas de vieira, molido a diferentes tamaños, como material de relleno y como sustituto parcial del cemento en mezclas de hormigón. De esta manera, se diseñaron cuatro mezclas: una de control y tres con reemplazos de cemento del 0%, 15% y 30% por polvo de concha, además de un 15% adicional como relleno.

Un hormigón más ecológico con hasta un 36% menos de emisión de CO₂

Las conchas marinas son un subproducto abundante de la industria pesquera y conservera que suele acabar como desecho en vertederos o en las costas, generando problemas ambientales. Sin embargo, su composición —principalmente carbonato de calcio (CaCO₃), similar a la piedra caliza utilizada en la fabricación de cemento— las convierte en candidatas ideales para su reutilización en la construcción.

Algo que se ha confirmado con los resultados tan prometedores del estudio. Al parecer, al reemplazar el 15% y el 30% del cemento por polvo de concha (más el 15% como relleno), las emisiones de carbono del hormigón se redujeron en un 24% y 36% respectivamente, en comparación con la mezcla tradicional. Esto equivale a una disminución de hasta 119 kg de CO₂ por metro cúbico de hormigón, una contribución significativa a la lucha contra el cambio climático.

Además, el proceso de preparación del polvo de concha es mucho menos intensivo en energía que la producción de cemento Portland, lo que explica la reducción de emisiones. Asimismo, el uso de este residuo marino contribuye a la economía circular al resolver el problema de la acumulación de desechos en zonas costeras.

Ali Abass, profesor asociado de Ingeniería Estructural en la UEL y colíder del estudio, ha asegurado que “el hormigón está en todas partes y, en consecuencia, su huella de carbono es enorme”. De esta manera, estableciendo “niveles moderados de reemplazo” y teniendo en cuenta que el hormigón “se comporta muy bien” con esta mezcla, se “podría ampliar en entornos reales”, aseguraba tal y como recoge la revista Techxplore.

¿Afectará a la resistencia del hormigón?

Una de las preguntas que se pueden hacer las constructoras que puedan sopesar esta opción es si el polvo de conchas marinas lograrían mantener la resistencia del hormigón. El estudio detectó 28 días después de la construcción de la mezcla que, aunque la resistencia a la compresión -la capacidad de un material para soportar fuerzas que tienden a aplastarlo o reducir su volumen- disminuyó hasta un 25% en el compuesto con 30% de concha, lo cierto es que la mezcla con 15% de polvo de concha como sustituto y 15% como relleno mantuvo una resistencia similar a la mezcla de control.

Por otro lado, el módulo de elasticidad también se redujo ligeramente, pero sin comprometer la funcionalidad estructural para aplicaciones convencionales. Para verificar esto, los investigadores realizaron un análisis microestructural mediante microscopía electrónica que demostró que el polvo de concha mejora la densidad de la matriz del hormigón, reduciendo la porosidad y favoreciendo la formación de geles de silicato cálcico hidratado, responsables de la resistencia y durabilidad del material.

De este modo, el uso de conchas marinas no solo reduce la huella de carbono y da valor a un residuo, sino que también puede mejorar propiedades como la durabilidad y la resistencia a la corrosión, gracias a la alcalinidad que aporta el carbonato de calcio. Además, la ligera reducción de densidad puede ser ventajosa en aplicaciones donde se requiera hormigón más liviano.

“Si pudiéramos desviar incluso una fracción de esa cantidad hacia materiales de construcción bajos en carbono, las ganancias ambientales podrían ser significativas. Es una idea sencilla, con un gran potencial para transformar parte del sector”, expresaba Abass. Aun así, a pesar de las ventajas descubiertas, los responsables de la investigación insisten en limitar el reemplazo de cemento a un 15-30% para mantener un buen equilibrio entre sostenibilidad y desempeño mecánico.