Cemento inteligente: un hallazgo chino abre el camino hacia una construcción más sostenible

Un grupo de investigadores en China logró un avance que podría transformar la industria de la construcción. Según un estudio publicado en la revista AIP Advances del Instituto Estadounidense de Física, los residuos generados durante el pulido de gemas -ricos en carburo de silicio- podrían reutilizarse como aditivo para fabricar un cemento más eficiente y ecológico.

El descubrimiento no solo permitiría reducir el impacto ambiental de la producción cementera, sino también darle un nuevo destino a un desecho industrial que, hasta ahora, suele terminar en vertederos.

“Lo que más nos sorprendió fue que el residuo del pulido de gemas mejora la conductividad térmica hasta en un 159% y reduce la resistividad eléctrica en un 94% dentro del cemento”, explicó el investigador Xiaowei Ouyang, coautor del estudio. Según detalló, este material tendría un potencial inesperado para el desarrollo de nuevos tipos de cemento inteligente.

El equipo de investigación también está integrado por Xiongfei Yang, Yuge Gao y Junpeng Wang, pertenecientes a la Universidad de Wuzhou y la Universidad de Guangzhou. La investigación se llevó a cabo en la provincia de Guangdong, una de las principales regiones del mundo dedicadas al procesamiento de gemas, y por tanto, una fuente significativa de este tipo de residuos.

Un problema ambiental convertido en oportunidad

La producción de cemento representa alrededor del 8% de las emisiones globales de dióxido de carbono. A esto se suma que los residuos del pulido de gemas -formados principalmente por carburo de silicio- son materiales no biodegradables que se acumulan en grandes cantidades, complicando la gestión de desechos industriales.

“El estudio fue motivado por los desafíos ambientales que plantea este residuo, que no solo es difícil de eliminar, sino que también representa una oportunidad para impulsar la economía circular”, señaló Ouyang.

El objetivo central de la investigación fue determinar si este subproducto podía reutilizarse como aditivo funcional en el cemento, mejorando sus propiedades y contribuyendo a reducir las emisiones de CO2.

De confirmarse su viabilidad a gran escala, el hallazgo podría marcar un antes y un después en la fabricación de materiales de construcción, combinando innovación tecnológica y sostenibilidad ambiental.

Cómo se desarrolló el cemento inteligente: metodología y hallazgos clave

Para alcanzar su objetivo, el equipo de investigación aplicó una metodología multiescala que permitió analizar el comportamiento del material desde el nivel nanométrico hasta el macroscópico. Utilizaron cemento Portland convencional y residuos del pulido de gemas generados por la industria local, que fueron incorporados en distintas proporciones -20% y 40%- manteniendo constante la relación agua/sólido.

El estudio incluyó una batería de pruebas a diferentes escalas. En el nivel nanométrico, se midió el potencial zeta con el fin de evaluar la afinidad entre las partículas del residuo y los iones de calcio, esenciales para el proceso de endurecimiento del cemento.

A escala microscópica, se emplearon técnicas avanzadas como microscopía electrónica de barrido, espectroscopía infrarroja y difracción de rayos X. Estas herramientas permitieron observar la formación de los productos de hidratación y los cambios en la estructura porosa del material.

Finalmente, en la escala macroscópica, se realizaron ensayos de resistencia a la compresión, así como mediciones de conductividad térmica y resistividad eléctrica para determinar el desempeño funcional del nuevo compuesto.

Los resultados mostraron que el residuo del pulido de gemas no participa directamente en la reacción de hidratación del cemento, aunque sí influye significativamente en sus propiedades físicas.

A nivel nanoestructural, el análisis reveló que este residuo presenta una baja afinidad con los iones de calcio, lo que retrasa la formación de los productos de hidratación y prolonga la etapa inicial de fraguado.