Un aglutinante de silicato de magnesio muestra potencial como una vía neutra en carbono para la fabricación de cemento

Por qué importa un cemento más limpio

El cemento es el pegamento que mantiene unidos nuestros edificios, puentes y carreteras, pero su fabricación libera grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera. Este artículo explora un nuevo tipo de cemento fabricado a partir de rocas ricas en magnesio que podría reducir drásticamente estas emisiones que calientan el clima, sin renunciar a la resistencia que exige la construcción moderna.

Una nueva mirada al pegamento preferido del mundo

El hormigón se hace con piedras, arena, agua y un polvo llamado cemento. Hoy en día, casi todo el cemento se basa en la caliza, que debe calentarse a temperaturas muy altas. Este proceso no solo quema combustible sino que también descompone la propia caliza, liberando dióxido de carbono. En conjunto, las plantas de cemento son responsables de alrededor del 8% de las emisiones globales de dióxido de carbono, y estas emisiones “difíciles de evitar” procedentes de la caliza son especialmente complejas de eliminar. Los planes climáticos existentes suelen confiar en capturar y enterrar ese carbono, pero esa tecnología es costosa, lenta de desplegar y plantea interrogantes de seguridad y legales a largo plazo.

Tomando prestadas ideas de la química natural de las rocas

Los investigadores recurren a rocas que reaccionan naturalmente con el agua en las profundidades de la corteza terrestre: rocas ultramáficas ricas en magnesio que comúnmente alteran hasta formar una mezcla mineral llamada serpentinita. En la naturaleza, estas rocas cambian lentamente a lo largo de largos periodos y durante mucho tiempo se creyó que eran malas para formar aglutinantes resistentes. Al estudiar con detalle los cambios energéticos y las velocidades de reacción del magnesio y la sílice al encontrarse con agua, el equipo demuestra que este sistema en realidad puede comportarse de forma muy parecida al cemento convencional si se activa adecuadamente. Su trabajo sugiere que una forma especial y altamente reactiva de silicato de magnesio puede formar fases aglutinantes fuertes y estables al hidratarse, de manera análoga a las fases pegajosas que se forman en el cemento estándar.

Convertir la roca en un cemento utilizable

El nuevo aglutinante parte de roca serpentínita extraída en canteras existentes. La roca se tritura, se calienta hasta aproximadamente 775 grados Celsius en un horno rotatorio y luego se muele finamente. Este tratamiento térmico elimina parcialmente el agua de los minerales y altera su estructura cristalina, transformándolos en un polvo amorfo a la vista de los rayos X, altamente reactivo. Cuando este polvo se mezcla con agua, se disuelve lentamente y se re-forma como fases hidratadas de silicato de magnesio de grano muy fino. Estas nuevas fases entrelazan el material y le confieren resistencia a la compresión similar a la del cemento Portland comercial, como muestran ensayos de resistencia a 28 días. La manipulación en obra es, en general, similar a la del cemento estándar, aunque el nuevo aglutinante requiere actualmente dosis más altas de aditivos plastificantes para lograr buena fluidez con bajo contenido de agua, y todavía hay que desarrollar aditivos a medida.

Rendimiento práctico en estructuras reales

El aglutinante de silicato de magnesio presenta algunas diferencias importantes frente al hormigón actual. El agua en los poros del material endurecido es menos alcalina, con un pH alrededor de 10 en lugar de 13. La alta alcalinidad normalmente ayuda a proteger las barras de refuerzo de acero contra la corrosión, por lo que este cambio plantea dudas sobre la durabilidad. Sin embargo, otros estudios sobre aglutinantes similares muestran que una estructura de poros más fina y una baja conductividad eléctrica pueden compensar el pH inferior, y los autores sugieren usar acero recubierto o fibras alternativas cuando sea necesario. El calor liberado durante el fraguado del aglutinante también es menor, lo que podría beneficiar a elementos de hormigón muy grandes al reducir el riesgo de fisuras. La resistencia global y la trabajabilidad lo hacen adecuado para muchos usos en hormigón premezclado y prefabricado, aunque se necesitan más ensayos sobre durabilidad a largo plazo y compatibilidad con aditivos comunes.

¿Hay suficiente roca adecuada en la Tierra?

Para que importe en el clima, cualquier nuevo aglutinante debe poder producirse a gran escala. El equipo analiza una base de datos geológica mundial de yacimientos de serpentinita en 36 países productores de cemento. En 28 de ellos, los recursos conocidos son lo bastante grandes como para sostener más de un siglo de la producción actual de cemento si se sustituyera por completo por el nuevo aglutinante. Algunos países incluso podrían exportar material. Donde la cobertura de la base de datos es deficiente, como en partes de África y Sudamérica, los autores complementan los datos con estudios bibliográficos, tomando Egipto y Nigeria como ejemplos. Estos estudios de caso muestran que existen depósitos significativos de serpentinita incluso donde los mapas son incompletos, pero también subrayan la necesidad de encuestas locales más detalladas antes de realizar grandes inversiones.

¿Cuánto carbono podría ahorrar esto realmente?

Puesto que la serpentinita no contiene dióxido de carbono incorporado, el nuevo aglutinante evita las emisiones químicas que se producen al calentar la caliza, las cuales hoy aportan aproximadamente 600 kilogramos de dióxido de carbono por tonelada de clínker de cemento convencional. También requiere temperaturas de horno más bajas que pueden alcanzarse con calentamiento eléctrico. Usando escenarios energéticos futuros para Europa, los autores modelan cómo las emisiones de la producción de aglutinante de silicato de magnesio caen a medida que los sistemas eléctricos pasan de combustibles fósiles a fuentes renovables o nucleares. Si las plantas europeas adaptaran o sustituyeran gradualmente los hornos de cemento existentes de modo que para 2050 todo el clínker fuera de base magnésica y alimentado por electricidad neutra en carbono, las emisiones acumuladas evitadas podrían alcanzar unos 2.000 millones de toneladas de dióxido de carbono. Las emisiones anuales del cemento europeo en ese escenario caerían a apenas unos pocos millones de toneladas por año, una reducción de alrededor del 97% respecto a hoy.

Una posible vía hacia un hormigón más climático

El estudio concluye que el aglutinante de silicato de magnesio procedente de la serpentinita podría formar la base técnica para un hormigón casi neutro en carbono a mediados de siglo, al menos en regiones con suministros energéticos y materias primas adecuados. El proceso encaja bien con el equipo industrial actual, evita la dependencia de la captura y almacenamiento de carbono a gran escala y aprovecha recursos rocosos ampliamente distribuidos. Persisten desafíos, incluidos estudios detallados de durabilidad, aditivos químicos a medida, aprobaciones regulatorias y la propia velocidad de conversión de las plantas requerida. Aun así, el trabajo muestra que replantear los minerales detrás del cemento podría desempeñar un papel importante en la reducción de emisiones de uno de los materiales más importantes del mundo.

Cita: Naber, C., Majzlan, J., Moosdorf, N. et al. Magnesium silicate binder shows potential as a carbon-neutral route for cement manufacture. Commun. Sustain. 1, 79 (2026). https://doi.org/10.1038/s44458-026-00085-z

Palabras clave: cemento bajo en carbono, aglutinante de silicato de magnesio, serpentinita, descarbonización del cemento, materiales de construcción