Hormigón verde

La comparación publicada en Nature ^[4] se basa en masa seca, no en peso húmedo. Las estimaciones de biomasa excluyen el contenido de agua, que es importante en los organismos vivos.

Por materiales hechos por el ser humano se entiende la masa seca acumulada de materiales antropogénicos inanimados (por ejemplo, hormigón, áridos, metales, plásticos, etc.). El hallazgo indica que la masa seca total fabricada por el ser humano superó a la biomasa seca total mundial alrededor de 2020.

Un metro cúbico de hormigón pesa de media 2,4 toneladas métricas ^[20]. Por tanto, 30 mil millones de toneladas métricas = 12,5 mil millones de metros cúbicos. Este valor está respaldado por [21].

Al convertir a kilómetros cúbicos, 12,5 mil millones de metros cúbicos equivalen a 12,5 km³.

La superficie de Austria es de 83.879 km² ^[22].

Para hallar el grosor del hormigón, divide el volumen entre la superficie: 12,5 km³ / 83.879 km² = 0,0001490242 km.

0,0001490242 km = 14,90242 cm = 5,8671 pulg

En el guion, «quemar caliza» se usa como una forma abreviada informal. En sentido estricto, la propia caliza no se quema mediante combustión. Al calentarse, el carbonato de calcio sufre una calcinación: una reacción química impulsada por el calor conocida como descomposición térmica, que lo separa en óxido de calcio, o cal, y dióxido de carbono:

CaCO₃ + calor → CaO + CO₂

La calcinación ocurre en gran medida antes de que el material alcance la temperatura máxima del horno, de aproximadamente 1.450 °C. A temperaturas más altas, la cal resultante reacciona con sílice y otros materiales para formar clínker.

El CO₂ liberado mediante la calcinación procede de la propia caliza y, por tanto, es distinto del CO₂ producido al quemar combustibles fósiles para calentar el horno. Sustituir esos combustibles por calor bajo en carbono puede reducir las emisiones de combustión del horno, pero por sí solo no elimina las emisiones de proceso liberadas mediante la calcinación ^{[23,27,38,40,42]}.

El ‘curado con CO₂’ se refiere específicamente a un método en el que se inyecta CO₂ capturado en hormigón fresco durante el mezclado o el curado, donde reacciona con compuestos de calcio del cemento para formar carbonatos estables. Esto puede mejorar ligeramente la resistencia y almacenar permanentemente pequeñas cantidades de CO₂ en la matriz del material. Sin embargo, el curado con CO₂ es solo una forma de aprovechamiento del carbono en el hormigón.

En cambio, la ‘carbonatación’ se refiere a la reacción, con el tiempo, del CO₂ con compuestos endurecidos e hidratados a base de cemento, como el hormigón. La carbonatación natural ocurre lentamente durante la vida útil de una estructura de hormigón, lo que le permite absorber gradualmente CO₂ de su entorno. Los procesos de carbonatación acelerada (a veces llamados curado por mineralización) exponen el hormigón o los áridos reciclados a corrientes concentradas de CO₂ para aumentar deliberadamente la absorción de CO₂. Estos procesos están relacionados químicamente, pero son distintos en la práctica de las tecnologías de curado con CO₂ en la mezcla.

Además de los enfoques basados en el curado, la incorporación de carbono también puede lograrse con estrategias que usan materiales claramente distintos. Una vía consiste en añadir materiales de base biológica que contienen carbono (como el biocarbón) a las mezclas de hormigón ^A,B. Los compuestos de biocarbón y hormigón pueden almacenar físicamente carbono biogénico natural y, además, mejorar potencialmente la durabilidad y la regulación de la humedad. Estos enfoques se diferencian de la carbonatación porque incorporan carbono en forma sólida en vez de inyectar o mineralizar CO₂ gaseoso.

Otra ampliación consiste en desarrollar compuestos cementicios de base biológica o sustituir parcialmente los áridos minerales por fibras renovables o materiales derivados de plantas ^C-I. En el extremo más radical de este espectro, algunos sistemas de construcción sustituyen por completo el hormigón convencional por compuestos de base biológica o híbridos diseñados para aplicaciones estructurales o semiestructurales ^E-I. Estos enfoques se diferencian del curado con CO₂, ya que reducen o sustituyen los componentes de cemento mineral en vez de tratar el CO₂ emitido.

En resumen, el curado con CO₂ es una vía específica de aprovechamiento del carbono dentro de un panorama más amplio de estrategias. Las tecnologías de carbonatación/mineralización, la incorporación de biocarbón, los compuestos de base biológica y los sistemas alternativos de construcción de base biológica son enfoques técnicamente distintos que almacenan carbono, reducen la demanda de cemento o sustituyen por completo los aglutinantes minerales.

Los estudios muestran resultados dispares. Según la mezcla de hormigón y el proceso utilizados, el curado o la mezcla con CO₂ puede aumentar la resistencia del hormigón, tener poco efecto o reducirla [82-92]. Su beneficio climático tampoco está garantizado. Depende de factores como la energía necesaria para la captura, el transporte y el curado con CO₂, cuánto CO₂ queda almacenado, si el proceso aumenta o reduce la resistencia del hormigón y si por ello hace falta cemento adicional. [92] encontró una menor resistencia a compresión en 31 de los 99 conjuntos de datos experimentales evaluados. Cuando hace falta cemento adicional para lograr una resistencia equivalente, las emisiones resultantes pueden anular o superar el beneficio del CO₂ almacenado. En general, el estudio encontró que las emisiones netas aumentaban en muchos de los casos experimentales publicados que evaluó.

Estos son algunos ejemplos de dónde se ha usado hormigón activado alcalinamente (AAC) en el mundo:

• [111] Australia
• [112] Estados Unidos
• [113] India
• [114] Reino Unido
• [115] China
• [116] Países Bajos
• [117] Alemania
• [118] Malasia
• [119] Brasil
• [120] Italia
• [121] Corea del Sur
• [122] Singapur
• [123] Japón, Ucrania, Finlandia, Rusia e Irlanda son algunos ejemplos de esta fuente

Las referencias se refieren tanto al hormigón activado alcalinamente como al hormigón geopolimérico. En la literatura de ciencia de materiales, los materiales activados alcalinamente (AAM) suelen considerarse la categoría más amplia, mientras que los geopolímeros se definen como un subconjunto específico dentro de esa familia. Según este marco predominante, los AAM son aglutinantes producidos al activar precursores de ‘aluminosilicato’ (por ejemplo, cenizas volantes, escoria y otros SCM) con soluciones alcalinas. Este término paraguas incluye una variedad de sistemas con químicas y productos de reacción distintos.

Dentro de esta clasificación amplia, los geopolímeros suelen describirse como aglutinantes de aluminosilicato con bajo contenido de calcio que forman una estructura tridimensional. Según esta visión, todos los geopolímeros pueden considerarse materiales activados alcalinamente, pero no todos los materiales activados alcalinamente son geopolímeros. Esta interpretación se adopta ampliamente en revistas revisadas por pares y por investigadores destacados, donde AAM sirve como término técnico inclusivo, mientras que ‘geopolímero’ designa un subgrupo composicional y estructural concreto.

Sin embargo, otra corriente de pensamiento sostiene que los geopolímeros forman una clase distinta de materiales definida por una química de polimerización específica. Según esta interpretación, no todos los sistemas activados alcalinamente se consideran geopolímeros, especialmente los sistemas ricos en calcio cuyos productos de reacción son estructuralmente distintos. Esta perspectiva rechaza usar AAM como término paraguas principal y trata en cambio ‘geopolímero’ como la categoría químicamente más precisa.

Por tanto, la terminología puede variar según la afiliación del autor, la tradición investigadora o el contexto institucional. En la mayoría de la literatura académica y de ingeniería actual, domina la clasificación de AAM como término paraguas, especialmente en estudios comparativos que evalúan el rendimiento ambiental frente al cemento Portland ordinario. Aun así, publicaciones recientes mantienen una separación más clara entre los términos.

[124] indica que la extensión urbana mundial creció en 9.687 km² al año entre 1985 y 2015. Esto equivale a (9.687/365 =) 26,539 km² al día.

La superficie de Manhattan es de 59,1 km^{2 J}.

59,1/26,539 = 2,2 días.