Científicos españoles convierten los desechos del yeso en un sustituto del cemento con menor huella de carbono

Un equipo liderado por el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha desarrollado una técnica capaz de transformar residuos de yeso en vaterita, un mineral escaso y de alto valor industrial que puede emplearse como sustituto del cemento tradicional con una menor huella de carbono. El estudio, publicado en la revista Advanced Functional Materials, demuestra que el proceso no solo valoriza un residuo abundante y poco reciclado, sino que además consume dióxido de carbono (CO2), el principal gas de efecto invernadero.

La investigación confirma que la vaterita obtenida presenta una resistencia comparable a la del cemento convencional, pero con una ventaja clave: su fabricación requiere menos energía al realizarse a menor temperatura y en condiciones ambientales. El procedimiento utiliza únicamente agua y dióxido de carbono, sin aditivos químicos, lo que simplifica el proceso y reduce su impacto ambiental. Según los cálculos teóricos del equipo, por cada kilogramo de yeso procesado se pueden secuestrar aproximadamente 0,26 kilogramos de carbono, una cifra significativa si se tiene en cuenta el enorme volumen de residuos de yeso disponible a escala global.

Uno de los residuos más abundantes

El yeso es uno de los residuos más abundantes en diversas actividades industriales, como la producción de fertilizantes, las demoliciones y obras de construcción o la fabricación de dióxido de titanio, ampliamente utilizado en pinturas, plásticos, papel y cosméticos. Sin embargo, su tasa de reutilización es baja: en la Unión Europea apenas se recicla en torno al 15%. Frente a este escenario, la nueva técnica abre la puerta a convertir un pasivo ambiental en un recurso útil para sectores estratégicos.

La vaterita es un mineral inestable que apenas se encuentra en la naturaleza. Precisamente esa inestabilidad y su elevada reactividad le confieren propiedades atractivas para aplicaciones en la industria farmacéutica, la fabricación de papel y el desarrollo de nuevos materiales de construcción. En el ámbito constructivo, su potencial como sustituto del cemento resulta especialmente relevante si se considera que la industria cementera es responsable de alrededor del 8% de las emisiones globales de CO2.

“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”, explica Alexander Van Driessche, investigador del CSIC y uno de los autores del trabajo. En el estudio también han participado el Institut des Sciences de la Terre y la empresa química alemana BASF.

Retos

El método consiste en disolver el polvo de yeso en una solución acuosa alcalina rica en carbonatos, empleada para la captura de carbono. El resultado es una vaterita con una pureza superior al 95%, alta superficie específica y gran reactividad. Para los experimentos se utilizaron distintos tipos de yeso puro, tanto sintético como natural, lo que permitió comprender con detalle el mecanismo de cristalización implicado. Aunque las pruebas se realizaron con yeso de alta pureza, los investigadores sostienen que el proceso es igualmente aplicable a residuos industriales, ya que el mecanismo químico es el mismo.

Pese a los avances, el equipo reconoce que aún quedan retos antes de su implantación industrial. Uno de ellos es integrar sistemas eficientes de eliminación de impurezas presentes en los residuos industriales para garantizar la pureza final de la vaterita. El siguiente paso será escalar el proceso para hacerlo viable en el tratamiento de grandes volúmenes de desechos.

“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”, concluye Van Driessche.