La zeolita es un material que se utiliza en la producción de materiales para el sector de la construcción. De hecho, esta industria en China consume más del 60% de la producción mundial de zeolita para la fabricación de hormigón ligero y de alta calidad.
La producción de cemento es responsable de aproximadamente el 8% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono (CO2), según la Agencia Internacional de la Energía. En peso, por cada mil gramos de cemento se producen unos 900 gramos de CO2. Esto es algo característico de este proceso: que se genera casi tanto CO2 como cemento.
Existen dos fuentes principales de emisiones de CO2 en la producción de cemento.
- El 60% de las emisiones se debe a la calcinación de piedra caliza (CaCO3) ya que, cuando sobrepasa los 900 ºC, libera CO2 y pasa a convertirse en óxido de calcio (CaO).
- El 40% restante proviene de la quema de carbón/combustible para los procesos de calcinación y formación de Clinker.
La producción de cemento Clinker, uno de los principales componentes del hormigón convencional, requiere una gran cantidad de energía y genera una significativa cantidad de dióxido de carbono.
La zeolita como material sustentable en la construcción
Las zeolitas son aluminosilicatos porosos y, por lo tanto, se consideran puzolanas naturales. Esta estructura permite retener agua, prolongando el tiempo de fraguado y mejorando la resistencia a la compresión durante este proceso. Además, presentan una capacidad de intercambio catiónico más elevada que otras puzolanas naturales, lo que limita o incluso evita la reacción álcali-sílice, un problema común en la industria del hormigón.
Asimismo, la zeolita reacciona con el hidróxido de calcio para formar compuestos cementantes adicionales. Según un estudio de Ahmadi y Shekarchi (2010), la incorporación de este material al 10% en cemento puede aumentar la resistencia a la compresión en un 15% después de 28 días.
Por otro lado, el uso de este aluminosilicato tiene la capacidad de sustituir hasta un 40% del cemento Portland en la fabricación de hormigón, constituyendo un material ligero con propiedades específicas al mismo tiempo que representa un ahorro energético considerable y una reducción significativa de las emisiones de CO2. El hormigón elaborado con zeolita puede alcanzar una resistencia a la compresión de entre 5 y 30 MPa, con una densidad que oscila entre 500 y 1500 kg/m3.
Además de su aplicación en la fabricación de hormigón, la zeolita también se puede expandir mediante calentamiento a temperaturas de hasta 1200°C, lo que da como resultado un agregado ligero con una densidad de aproximadamente 0,8 kg/cm3. Este agregado puede ser utilizado para la fabricación de bloques ligeros para la construcción o paneles decorativos, entre otros usos.
Por último, la zeolita natural también puede ser utilizada en la producción de cerámica, esmaltes y fritas. Los científicos están comenzando a estudiar el verdadero alcance de las zeolitas en el campo de la cerámica, abriendo nuevas posibilidades para su aplicación en materiales de construcción del futuro.
Caso de innovación: C-Crete Technologies
Un ejemplo notable de esta novedad es el trabajo de C-Crete Technologies, una empresa pionera en la creación de concretos libres de cemento.
En 2023, esta compañía celebró la primera aplicación en el mundo de concreto basado en zeolita, un hito importante en la demostración de que su producto libre de emisiones de dióxido de carbono está listo para el mercado.
El proyecto en cuestión, realizado en Seattle, consistió en la creación de una fundación de concreto y escalones exteriores con un peso de 20 toneladas, utilizando zeolita como aglutinante en lugar de cemento Portland. Este evento se basa en experiencias previas de la compañía, que ha producido alrededor de 100 toneladas de concreto sin cemento utilizando diferentes materias primas.
La aplicación de zeolita en el material de C-Crete no sólo es respetuosa con el medio ambiente, sino que también mantiene la paridad de costos contra el producto convencional. El concreto basado en zeolita de C-Crete Technologies muestra una resistencia a la compresión superior a 5000 psi, fluye y se bombea como el material convencional y cumple con los estándares de la industria establecidos por ASTM International en propiedades mecánicas y de durabilidad.
A medida que la industria busca reducir aún más su uso de cemento Portland y sus emisiones de carbono asociadas, alternativas como el concreto C-Crete representan un paso importante hacia una construcción más sostenible y consciente del medio ambiente.
La integración de la zeolita en la producción de cemento y concreto no es solo una promesa para el futuro; es una realidad tangible que está reformando la industria. Su versatilidad, propiedades únicas y beneficios medioambientales la convierten en un elemento atractivo para la industria y una opción a considerar en la búsqueda de soluciones innovadoras y sostenibles en la construcción.
