Materiales de construcción con emisiones negativas de carbono podrían reemplazar el hormigón

El costo ambiental del hormigón tradicional

Cuando se examina el sector de la construcción actual, es obvio que el hormigón es uno de los materiales más utilizados. La mayoría de las nuevas construcciones dependen del hormigón debido a su asequibilidad, disponibilidad y flexibilidad.

Estadísticas del mercado del hormigón

El mercado global de hormigón se valúa actualmente en $402.87 mil millones, con el mercado de cemento de EE. UU. superando los $15.22 mil millones solo en 2025. Esta demanda provino de varias fuentes, incluyendo proyectos de infraestructura gubernamentales como carreteras y autopistas, que representaron el 11% de la demanda.

Los centros de datos fueron otra razón para la reciente expansión del mercado del hormigón. Según informes, los centros de datos representaron 247,000 toneladas de hormigón en 2025, y los analistas predicen aún más crecimiento en este sector en 2026.

La construcción moderna es derrochadora

Hay varios problemas que han surgido con respecto a la creciente demanda de materiales de construcción de hormigón. Por un lado, el proceso es muy perjudicial para el medio ambiente. Según informes, la construcción de hormigón representa el 8% de las emisiones globales de CO2. Desafortunadamente, el método de fabricación actual es intensivo en energía, requiriendo que el hormigón se hornee a altas temperaturas durante su proceso de curado de varias semanas.

Tecnologías de construcción sostenible

Reconociendo la necesidad de encontrar un equilibrio y lograr la sostenibilidad, los ingenieros han pasado innumerables horas tratando de encontrar formas de crear tecnologías de construcción sostenible. Estas estrategias abarcan una amplia gama de enfoques, desde la utilización de biomateriales hasta diseños revolucionarios que requieren menos materiales para completar.

Fuente – WPI

Uno de los métodos más interesantes en los que los ingenieros han buscado reducir los efectos de la fabricación de hormigón es mediante el uso de andamios basados en hidrogel. Este es el tipo de hormigón que permite soportar la erosión del agua y no se filtra en el agua a niveles peligrosos.

Problemas con las tecnologías de construcción sostenible hoy en día

Ha habido progreso en la última década de investigación para reducir el impacto ambiental de la fabricación de hormigón. Sin embargo, hasta la fecha, la mayoría de los enfoques han requerido métodos de fabricación complejos que no se escalan, o al menos algunos recubrimientos o capas protectoras adicionales. Esta falta de resultados llevó a muchos investigadores a pensar que era casi imposible crear materiales de construcción con emisiones negativas de carbono a través de métodos de baja energía.

Resultados del estudio de WPI: Materiales enzimáticos vs. hormigón

Desplazarse para desplazar →

Afortunadamente, los investigadores de WPI no recibieron el memorándum. El estudio “Materiales estructurales enzimáticos duraderos y resistentes con emisiones negativas de carbono a través de una técnica de suspensión capilar ¹” publicado en la revista científica Matter explica cómo el equipo logró crear materiales de construcción con sumidero de carbono utilizando formaciones de composición mineralizada enzimática.

Mineralización enzimática

Específicamente, el equipo creó una mezcla de enzimas personalizada junto con una estrategia de suspensión capilar que les permitió capturar minerales de calcio precipitados dentro de una matriz de carbono. Una vez interconectados dentro de la matriz, las partículas se unen naturalmente.

Materiales estructurales enzimáticos (ESM)

Este enfoque elimina la necesidad de métodos de curado artificiales como hornear en hornos bajo calor intenso. También crea un material moldeable que proporciona resistencia estructural comparable a las alternativas de hormigón. En el centro de esta tecnología se encuentra el uso de estrategias de curado térmico para crear naturalmente compuestos ternarios con puentes de CaCO3, porosidad ajustable y propiedades mecánicas.

Captura de CO2

Además de ser más fácil de fabricar y menos perjudicial para el medio ambiente, el ESM tiene otra ventaja importante en que realmente funciona como un sumidero de carbono. Los sumideros de carbono atrapan el CO2, eliminándolo de la atmósfera y bloqueándolo en almacenamiento.

Fuente – Cell

Impresionantemente, el ESM tiene enzimas que solidifican el CO2 y lo convierten en material más sólido. Esta estructura de captura de carbono le da una gran ventaja en términos de impacto ambiental. Su diseño de sumidero de carbono y capacidad de captura lo hacen coincidir directamente con las directrices ambientales de la ONU para un futuro sostenible.

Prueba de materiales de construcción con sumidero de carbono

Nima Rahbar y su equipo probaron el nuevo material para resistencia, durabilidad, resistencia al agua y capacidad de captura de carbono. También probaron la resistencia del material después de que se había moldeado en diferentes formas y utilizando procesos variables, lo que permitió al equipo afinar su enfoque.

Resultados de la prueba del estudio de materiales de construcción con sumidero de carbono

Los resultados del estudio fueron positivos. Impresionantemente, el ESM superó al hormigón en términos de resistencia al agua. Además, los informes mostraron que el material utilizó una microestructura de Hydrochar para superar al hormigón tradicional en términos de resistencia estructural.

Específicamente, el material registró una resistencia a la compresión promedio de 25,8 MPa. Esta puntuación coloca a estos materiales más allá de las capacidades actuales de otras alternativas de construcción sostenible, incluyendo materiales de construcción vivos (LBMs) y materiales de construcción vivos ingenierizados (ELMs).

Los ingenieros también señalaron que el método de producción fue mucho más respetuoso con el medio ambiente en comparación con el hormigón tradicional. La creación de un metro cúbico de ESM produjo solo 6 kg de CO2 en comparación con los 330 kg necesarios para crear una cantidad similar de hormigón tradicional.

Ventajas de los materiales estructurales enzimáticos (ESM)

Hay una larga lista de beneficios que el ESM aporta al mercado. Por un lado, proporciona una alternativa comparable al hormigón tradicional, que, debido a su uso generalizado, ya tiene una infraestructura y profesionales extensos que pueden utilizar el ESM sin hacer cambios importantes.

El ESM proporciona más resistencia gracias al proceso de unión de partículas y curado utilizado en este diseño. Además, cura mucho más rápido que el hormigón. Las opciones tradicionales necesitan al menos 28 días para curar adecuadamente. En comparación, el ESM cura en unas pocas horas. Esto permite una constructibilidad y reparabilidad rápidas.

Rentable

También hay razones financieras por las que el ESM se considera un hito importante en el sector. Por un lado, reduce los requisitos de mano de obra durante el método de fabricación. Además, su reparabilidad significa menores tarifas de mantenimiento. También, la moldeabilidad extrema de este material reduce los residuos de construcción, reduciendo los costos de construcción mientras se extiende la vida útil de los proyectos.

Escalabilidad

Otra gran ventaja del ESM es que se puede escalar y producir a niveles industriales. Ofrece resistencia y moldeabilidad comparables, y menos residuos. Todos estos factores equivalen a más dinero para los fabricantes de hormigón y más calidad para aquellos que utilizan los materiales.

Respeto al medio ambiente

Cuando se amplía la perspectiva, el ESM proporciona una alternativa viable al hormigón tradicional. Una que es respetuosa con el medio ambiente. Su diseño de sumidero de carbono podría ayudar a combatir el cambio climático y reducir el impacto de las ciudades, carreteras y más.

Además, el material se diseñó desde el primer día para ser reciclable. El objetivo es crear un proceso de fabricación circular. Si tiene éxito, el ESM podría ser fundamental para ayudar a mantener la vivienda asequible, la infraestructura y los proyectos de mantenimiento en el futuro.

Cronograma comercial para hormigón con emisiones negativas de carbono

Hay muchas aplicaciones para el ESM en el futuro. Por ejemplo, se podría ver su uso en futuros proyectos de infraestructura y construcción a gran escala. La integración de materiales que capturan carbono ayudará a reducir el impacto de la expansión humana y la disminución de los bosques.

Notablemente, las carreteras son una de las principales causas de emisiones de CO2. Desde sus métodos de fabricación de asfalto y hormigón hasta cómo se colocan, e incluso los vehículos que circulan sobre ellos, cada paso produce más CO2. El uso del ESM crearía carreteras que ayuden a atrapar el CO2 de los vehículos, reduciendo las emisiones.

Cronograma de comercialización y perspectiva de adopción

Se podría ver el ESM en uso dentro de los próximos 5 años. Todavía hay más pruebas que se deben realizar antes de que este material sea aceptado en proyectos de infraestructura importantes. Sin embargo, se alinea con la carta de carbono cero de la ONU y proporciona una fabricación más asequible junto con un menor impacto ambiental. Como tal, esta tecnología probablemente verá una gran demanda.

Investigadores de materiales de construcción con sumidero de carbono

El estudio de materiales de construcción con sumidero de carbono fue liderado por científicos del Instituto Politécnico de Worcester (WPI). Específicamente, el profesor Ralph H. White Family y jefe del Departamento de Ingeniería Civil, Ambiental y Arquitectónica, Nima Rahbar, está listado como el líder de esta investigación. El documento también enumera a Shuai Wang, Pardis Pourhaji, Dalton Vassallo, Sara Heidarnezhad y Suzanne Scarlata como miembros contribuyentes.

Futuro de los materiales de construcción con sumidero de carbono

El equipo ahora se centrará en asegurar socios industriales reputados para ayudar a escalar su proceso de fabricación de ESM. Este paso requerirá que examinen más a fondo cómo mejorar las propiedades mecánicas, la durabilidad y la eficiencia del ESM.

Exposición del mercado público a la construcción sostenible

Hay una variedad de empresas que han invertido millones en investigación en busca de mejores alternativas a las tecnologías de construcción derrochadoras de hoy. Estas empresas entienden que la sostenibilidad es clave para garantizar la prosperidad en el futuro. Aquí hay una empresa que continuamente impulsa la innovación mientras mantiene un nombre reputado en el sector.

CRH (CRH)

Mientras que las soluciones basadas en laboratorio como el ESM están en su infancia, el gigante de la industria CRH es el incumbente más probable que las escale. Como el negocio líder de materiales de construcción en América del Norte, CRH ha avanzado agresivamente más allá del hormigón tradicional a través de su fondo de innovación y venturing de $250 millones.

Notablemente, CRH ha colaborado con Carbon Upcycling Technologies (CUT) para desplegar la captura de carbono a escala comercial. En julio de 2025, la subsidiaria Ash Grove de CRH inició la construcción de una instalación de vanguardia en Mississauga, Ontario, diseñada para capturar CO2 directamente de los hornos de cemento y mineralizarlo en materiales de construcción. Esto se alinea directamente con los principios de sumidero de carbono demostrados en el estudio de WPI.

Al invertir en startups a través de su “acelerador de materiales de construcción sostenibles”, CRH actúa como un puente entre los avances académicos y la realidad industrial, lo que lo convierte en una “jugada de pico y pala” para la descarbonización de la infraestructura.

Notablemente, CRH ha comenzado a mostrar algún movimiento positivo en 2026, saltando de $125.51 a $131.38 el 9 de enero de 2026. Actualmente, tiene una media móvil de 50 días que muestra una postura alcista que se alinea con sus ganancias anuales actuales del 31%.

Últimas noticias y rendimiento de CRH (CRH)

Materiales de construcción con sumidero de carbono | Conclusión

Impresionantemente, el arduo trabajo y la dedicación del equipo podrían resultar en un cambio monumental en el mercado. Si incluso el 1% de la construcción global se desplaza hacia materiales con emisiones negativas de carbono como el ESM, podría impulsar el mercado al próximo nivel mientras se reducen las emisiones de CO2 en el futuro.

Cuando se considera la sostenibilidad agregada, los costos reducidos y la modularidad, es fácil imaginar un futuro en el que los fabricantes prefieran trabajar con el ESM en lugar del hormigón tradicional. Todos estos factores, combinados con un curado más asequible y rápido, resistencia ajustable y reciclabilidad, podrían ayudar a impulsar la adopción en el futuro.

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Referencias

^{1. Wang, S., Pourhaji, P., Vassallo, D., Heidarnezhad, S., Scarlata, S., & Rahbar, N. (2025). Materiales estructurales enzimáticos duraderos y resistentes con emisiones negativas de carbono a través de una técnica de suspensión capilar. Matter, 102564. https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102564}