El CSIC transforma residuos de yeso en materiales de construcción sostenibles mediante un proceso que captura CO2

GRANADA 13 Feb. –

Un estudio liderado desde el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IACT-CSIC) ha desarrollado una técnica que permite transformar yeso en vaterita, un mineral escaso y de alto valor industrial.

Estos científicos también han demostrado que la vaterita así obtenida puede usarse como material de construcción sostenible, ya que su producción consume dióxido de carbono (CO2). El trabajo, que se publica en la revista científica ‘Advanced Functional Materials’, abre la puerta a la valorización de residuos industriales de yeso mediante una técnica que, además, contribuye al secuestro y reducción de emisiones de carbono.

El yeso es un residuo muy abundante de multitud de procesos industriales, como la producción de fertilizantes, las actividades de demolición y construcción o la producción de dióxido de titanio. Sin embargo, su reutilización y reciclaje es mínimo, en torno a un 15 por ciento en toda la Unión Europea.

Por su parte, la vaterita es un mineral inestable que apenas se encuentra en la naturaleza, pero que –precisamente por su inestabilidad y gran reactividad– tiene interesantes aplicaciones en la industria farmacéutica, la fabricación de papel y el desarrollo de nuevos materiales de construcción.

En este estudio, los investigadores han logrado convertir yeso en vaterita utilizando tan solo agua y dióxido de carbono, sin necesidad de usar aditivos químicos y operando en condiciones ambientales. Además, demuestran que la vaterita resultante tiene una aplicación directa como sustituto del cemento tradicional, con una resistencia comparable, pero con la ventaja de que su fabricación consume mucha menos energía, ya que se hace a menor temperatura.

«Esto es crucial porque no solo permite capturar y almacenar carbono en el propio material, sino que también contribuye a reducir de forma indirecta las emisiones asociadas a la industria del cemento convencional, la cual es responsable de aproximadamente el ocho por ciento de las emisiones globales de CO2», explica Alexander Van Driessche, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias de la Tierra, en el que también participan el Institut des Sciences de la Terre (CNRS-Universidad de Grenoble-Alpes, en Francia) y la empresa química alemana BASF.

De hecho, los cálculos teóricos señalan que, por cada kilogramo de yeso que se procesa, se logra secuestrar (es decir, capturar y fijar) unos 0,26 kilos de carbono. Esta cifra, que puede parecer modesta, cobra relevancia cuando se considera el volumen masivo de residuos de yeso disponibles a escala global.

El método, que no necesita de aditivos y puede realizarse a temperatura ambiente, consiste en disolver el polvo de yeso en una solución acuosa rica en carbonatos (solución alcalina) de captura de carbono. El resultado es una vaterita con una pureza superior al 95 por ciento, alta superficie específica y gran reactividad, propiedades que abren la puerta a múltiples aplicaciones tecnológicas, no solo en construcción, sino también en farmacia o fabricación de papel.

Para realizar los experimentos, los investigadores han usado diferentes tipos de yeso puro (tanto sintético como natural), lo que les ha permitido obtener una comprensión detallada del mecanismo de cristalización involucrado. Aunque los experimentos se han usado con yeso de alta pureza, los investigadores señalan que la conversión también funciona con yeso procedente de residuos industriales, ya que el proceso químico implicado es igual en ambos casos.

Los investigadores señalan que el trabajo abre el camino a la valorización de residuos de yeso, aunque aún quedan retos por resolver. El primero, en el que ya están trabajando, es integrar la eliminación eficiente de las impurezas contenidas en los residuos industriales de yeso en el mecanismo de producción de vaterita, de forma que no afecten a la pureza de la misma. Posteriormente trabajarán en el escalado del proceso para consolidar la técnica como una solución efectiva para el tratamiento de grandes volúmenes de residuos.

«Desde un punto de vista social y ambiental, nos enfrentamos a los grandes retos de reducir el CO2 de la atmósfera y gestionar la acumulación de residuos industriales. Nuestro método no solo ayuda a eliminar residuos contaminantes del entorno, sino que permite obtener un material útil cuya comercialización contribuiría a cubrir los costes, haciendo que el proceso sea económicamente más viable», ha concluido Van Driessche.