El estudio está firmado por Carlos Pimentel y German Montes-Hernández, de la Universidad Grenoble Alpes y el CNRS; Pablo Almarza-Cifuentes y Alexander Van Driessche, del IACT-CSIC; y Matthias Kellermeier, de BASF. La colaboración combina un centro público español, uno francés y una multinacional química con intereses directos en materiales de construcción, lo que sitúa el hallazgo en la frontera entre la investigación básica y su posible explotación industrial.
El proceso consiste en disolver polvo de yeso en una solución acuosa rica en carbonatos, a temperatura ambiente y sin aditivos químicos ni tratamiento térmico. De esa reacción resulta vaterita con una pureza superior al 95%, cuyas partículas presentan una superficie específica de entre 9 y 22 metros cuadrados por gramo, una propiedad que las hace especialmente reactivas para aplicaciones posteriores.
La relevancia ambiental no reside solo en la captura de carbono durante la síntesis del mineral, sino en su potencial para aliviar la huella de la industria del cemento. Van Driessche, investigador del IACT-CSIC, explicó que el método permite «capturar y almacenar carbono en el propio material» y «contribuye a reducir de forma indirecta las emisiones asociadas a la industria del cemento convencional, la cual es responsable de aproximadamente el 8% de las emisiones globales de CO2», una cifra en línea con estimaciones internacionales sobre el peso del sector cementero en el balance de gases de efecto invernadero.
De la vaterita al aragonito
El segundo paso del proceso consiste en mezclar la vaterita obtenida con agua, lo que provoca que sus partículas esféricas se transformen en cristales de aragonito mediante disolución y reprecipitación. Esa transformación desarrolla resistencia a la compresión de manera rápida, en niveles que los investigadores consideran comparables a los de los cementos convencionales.
En los ensayos de laboratorio con soluciones de cloruro de magnesio y cloruro de estroncio a 80 grados centígrados, el material alcanzó hasta 9,4 megapascales de resistencia con una conversión completa a aragonito. El equipo repitió el experimento con yeso sintético y con yeso natural procedente de Champ-sur-Drac, en Francia, sin que fuera necesario ningún tratamiento previo del material de partida, un dato que los autores subrayan como indicio de escalabilidad.
Las aplicaciones potenciales, según los investigadores, se extenderían a la industria del papel, la farmacéutica, la cosmética y, sobre todo, la construcción, donde el material podría sustituir parcialmente al cemento tradicional. La clave estaría en que un cemento de carbonato de calcio evitaría la sinterización del clínker, el proceso de calentamiento intensivo en energía que constituye la principal fuente de emisiones del cemento Portland convencional. Las esferas huecas que forma el material, de varios micrómetros, aportan además una porosidad que los autores consideran útil para construcción ligera.
El trasfondo remite a un problema de gestión de residuos que la Unión Europea arrastra desde hace años. Según datos del CSIC, actualmente solo se recicla en torno al 15% de los residuos de yeso generados en el bloque comunitario; el resto termina en vertederos o se incinera. La normativa europea de residuos obliga a los Estados miembros a reducir progresivamente el vertido de materiales reciclables, un mandato que este tipo de procesos podría ayudar a cumplir.
Los autores apuntan que, además del yeso procedente de obras, existen otras fuentes de sulfato de calcio, como el fosfoyeso —subproducto de la industria de fertilizantes fosfatados—, que podrían sumar hasta 300 millones de toneladas anuales en todo el mundo. Se trataría de una materia prima abundante y actualmente subaprovechada, lo que refuerza el argumento económico de la investigación.
Van Driessche resumió el doble objetivo del trabajo señalando que «nos enfrentamos a los grandes retos de reducir el CO2 de la atmósfera y gestionar la acumulación de residuos industriales», y añadió que el método «permite obtener un material útil cuya comercialización contribuiría a cubrir los costes, haciendo que el proceso sea económicamente más viable». Esa viabilidad económica suele determinar si una tecnología de captura de carbono desarrollada en laboratorio llega a implantarse en la industria.
La investigación en materiales de carbonato de calcio como sumidero de CO2 no es nueva: desde hace más de una década, distintos grupos científicos en Europa y Estados Unidos exploran vías de mineralización de carbono como alternativa o complemento a las tecnologías de captura y almacenamiento geológico, más costosas y con mayores requisitos de infraestructura. Lo distintivo de este trabajo, según sus autores, es el uso de un residuo de construcción como materia prima y la ausencia de agua adicional o energía térmica intensiva en la primera fase del proceso.
El siguiente paso será comprobar si el proceso resulta reproducible a escala industrial y si el mineral resultante cumple los estándares de resistencia y durabilidad que exige la normativa de construcción europea, recogida en España en el Código Técnico de la Edificación. Los investigadores no han fijado un calendario público para una posible transferencia tecnológica, y BASF, como socio industrial del proyecto, no ha efectuado por el momento anuncios comerciales vinculados al hallazgo.
